数控铣床主轴箱结构制造技术

本发明专利技术公开了一种数控铣床主轴箱结构，包括：第一箱体、第二箱体、导轨和滑块，其中，所述第一箱体的后端面安装在立柱上，所述导轨和所述第二箱体均安装在所述第一箱体的前端面，所述滑块的一端固定在所述第二箱体上，所述滑块的另一端与所述导轨连接，所述滑块随着所述第二箱体的旋转沿所述导轨滑动。本发明专利技术通过导轨和滑块的连接，使主轴箱具有较高的抗倾覆能力，增强了主轴箱整体结构的刚度。同时，也有助于刀具颤振情况的改善，降低了叶片的表面粗糙度和波纹度，从而提高了提高机床的加工精度，进而提高叶片的加工质量。

Spindle box structure of CNC milling machine

The invention discloses a spindle box structure of a numerical control milling machine, comprising a first box, a second box, a guide rail and a slider, wherein the rear end face of the first box is mounted on a column, the guide rail and the second box body are mounted on the front end face of the first box body, and one end of the slider is fixed on the second box body. The other end of the slide block is connected with the guide rail, and the slide block slides along the guide rail with the rotation of the second box body. By connecting the guide rail with the slider, the spindle box has high overturning resistance and enhances the stiffness of the whole structure of the spindle box. At the same time, it is also helpful to improve the tool flutter, reduce the surface roughness and waviness of the blade, thereby improving the machining accuracy of the machine tool and improving the machining quality of the blade.

【技术实现步骤摘要】
数控铣床主轴箱结构
本专利技术涉及数控机床
，具体地，涉及一种数控铣床主轴箱结构。
技术介绍
现代化的加工需求和科学技术的进步推动着机床向高速度、高精度、高效率的方向发展，这也代表了目前机床制造业的最高水平和发展方向。因此，机床制造业是一个国家制造工业的基础，机床的设计和制造水平决定了由其生产的产品的质量和经济性。在五轴数控铣床中，设置在床身上的工作台可以环绕X轴回转，定义为A轴；设置在立柱上的电主轴箱体可以绕Y轴回转，定义为B轴。其中，B轴连接数控铣床末端的电主轴，其连接构件的主体结构为悬臂梁结构。B轴进行大角度摆动时，数控铣床的Y轴会发生刚度不足、刀头颤振的现象。该AB式五轴数控铣床的加工方式为螺旋铣，当刀具发生颤振时，加工所得的叶片可能会存在较大的表面粗糙度和波纹度，且通过检测发现部分零件的几何精度不满足生产要求。现有技术中，通过改变床身筋板分布形态或者有限元分析单一机床部件并对其进行结构补偿(在刚度较差处加宽加厚)，以提高数控机床的整体和局部刚度。但是，尺寸上的增减对该数控机床主轴箱的刚度问题并没有起到很好的改善效果，数控机床在使用过程中易发生强烈振动和较大变形，影响工件的加工精度和重型机床加工质量的稳定性。
技术实现思路
鉴于以上问题，本专利技术的目的是提供一种数控铣床主轴箱结构，以解决主轴箱悬臂结构导致的刚度不足的问题，使得数控机床在使用过程中不发生强烈振动和较大变形，提高工件的加工精度和重型机床加工质量的稳定性。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术所述数控铣床主轴箱结构，包括：第一箱体、第二箱体、导轨和滑块，其中，所述第一箱体安装在立柱上，所述导轨和所述第二箱体均安装在所述第一箱体的前端面，所述滑块的一端固定在所述第二箱体上，所述滑块的另一端与所述导轨连接，所述滑块随着所述第二箱体的旋转沿所述导轨滑动。优选地，所述主轴箱结构还包括弹性构件，所述弹性构件安装在所述导轨内部，所述滑块沿所述导轨滑动时，与所述弹性构件接触。优选地，所述弹性构件是弹簧。优选地，所述弹簧有两个，分别位于所述滑块的两侧，所述弹簧的一端与所述导轨的端部固定，所述弹簧的另一端是自由端。优选地，所述导轨呈圆弧形。优选地，所述导轨包括固定连接的第一组件和第二组件，所述第一组件固定在所述第二组件的端部，所述滑块放置于所述第二组件中。优选地，所述第一组件为实心，所述第二组件未与所述第一组件固定的端部为实心。优选地，所述导轨相对于所述第二箱体的中轴线不对称。优选地，以所述第二箱体的中轴线为0°起点，所述导轨的圆弧角度为-110°～90°，其中，所述圆弧角度以逆时针方向为正值，顺时针方向为负值。优选地，所述导轨的截面为半工字型，所述滑块的截面为T型。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：本专利技术通过导轨和滑块的连接，有效地防止第二箱体由于重力和加工过程中产生的切削力而发生的绕X轴的俯仰运动，使主轴箱具有较高的抗倾覆能力，减少了第二箱体的变形量，从而增强了主轴箱整体结构的刚度。同时，也有助于刀具颤振情况的改善，降低了叶片的表面粗糙度和波纹度，从而提高了提高机床的加工精度，进而提高叶片的加工质量。本专利技术通过在导轨内部安装弹性构件，使得弹性构件在第二箱体转动时起到一定的支撑作用，改善其变形。本专利技术可以通过将铣刀顺时针旋转90°，并由弹性构件提供支撑，对毛坯件进行锥形孔的铣削，后进行正常螺旋铣削，在加工过程中仅需要对工件进行一次装夹，从而避免了工件二次装夹导致的定位误差等问题。附图说明图1为本专利技术所述数控铣床主轴箱结构的示意图；图2为本专利技术中第二箱体的后视图；图3为本专利技术在立柱上的安装示意图；图4为本专利技术中第一箱体的主视图。图中：1、第二箱体；11、主轴安装件；12、悬臂梁结构；13、底座；2、第一箱体；3、导轨；4、弹性构件；41、第一组件；42、第二组件；5、滑块；6、立柱。具体实施方式下面将参考附图来描述本专利技术所述的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本专利技术的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。下面结合图1-图4来详细说明本专利技术。在AB式五轴数控铣床中，设置在床身上的工作台可以环绕X轴回转，将工作台定义为A轴；设置在立柱6上的电主轴箱体可以绕Y轴回转，定义为B轴，其中，B轴连接数控铣床末端的电主轴，其连接构件的主体结构为悬臂梁结构。本专利技术中，第二箱体1为电主轴箱体，第一箱体2即为B轴箱体，安装在立柱6上。本专利技术所述主轴箱结构具有刚度高、精度高、有效改善加工件表面粗糙度的优点，主要适用于具有AB轴摆动功能的五轴数控铣床。图1为本专利技术所述数控铣床主轴箱结构的示意图，图2为本专利技术中第二箱体的后视图，图3为本专利技术在立柱上的安装示意图，如图1-图3所示，本专利技术所述数控铣床主轴箱结构，包括：第一箱体2、第二箱体1、导轨3和滑块5，其中，第一箱体2安装在立柱6上，导轨3和第二箱体1均安装在第一箱体2的前端面，导轨3的安装位置与B轴的轴线共线，滑块5的一端固定在第二箱体1上，例如，固定在第二箱体1的后端面的中轴线处，滑块5的另一端与导轨3连接，随着B轴的旋转，带动第二箱体1的旋转，且滑块5随着第二箱体1的旋转沿导轨3滑动。通过滑块5与导轨3的配合连接，有效地防止第二箱体1由于重力和加工过程中产生的切削力而发生的绕X轴的俯仰运动，使主轴箱结构具有较高的抗倾覆能力，减少了第二箱体的变形量，从而增强了整体结构的刚度。优选地，导轨3的截面为半工字型，滑块5的截面为T型，将滑块5的端部嵌合在导轨3内部，并与导轨3组成移动副，可沿着导轨3滑动。如图2所示，第二箱体1包括主轴安装件11、悬臂梁结构12和底座13，其中，主轴安装件11用于安装主轴，悬臂梁结构12一端连接主轴安装件11，另一端固定在底座13上，第二箱体1通过底座13安装在第一箱体2的端面上，滑块5安装在悬臂梁结构12的中轴线处。如图1和图3所示，第一箱体2的后端面固定连接有滑枕，在第一箱体2的前端面上设置螺纹孔，通过螺纹连接滑枕和第一箱体2，立柱6上设置有纵向直线导轨，滑枕放置于纵向直线导轨上，使得第一箱体2通过滑枕安装在立柱6上，且可沿立柱6上下滑动。在第一箱体2的前端面设置有多个凹槽，以减少第一箱体2的制作用料，减轻第一箱体2的总重量。本专利技术的一个可选实施例中，在第一箱体2的前端面上对称设置有12个凹槽。在第一箱体2的中部设置有半径呈阶梯递减的两个圆孔，多个凹槽布设在圆孔的周边，其中，偏向第一箱体后端面一侧的圆孔直径较小，用于安装B轴电机，偏向第一箱体前端面一侧的圆孔直径较大，用于连接第二箱体1，第二箱体1与B轴电机通过联轴器连接。在第二箱体1的底座13上设置有均匀分布的螺纹孔，在第一箱体2中的两个圆孔的界面交接处，即偏向第一箱体后端面一侧的圆孔的端面上，设置有均匀分布的螺纹孔，且与底座13上的螺纹孔的位置一一对应，底座13插入直径较大的圆孔中直至与直径较小的圆孔端面接触，通过螺栓连接第二箱体1与第一箱体2。在AB式五轴数控铣床加工叶片的过程中，B轴电机通过驱动B轴的转动，从而带动第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数控铣床主轴箱结构，其特征在于，包括：第一箱体、第二箱体、导轨和滑块，其中，所述第一箱体安装在立柱上，所述导轨和所述第二箱体均安装在所述第一箱体的前端面，所述滑块的一端固定在所述第二箱体上，所述滑块的另一端与所述导轨连接，所述滑块随着所述第二箱体的旋转沿所述导轨滑动。

【技术特征摘要】
1.一种数控铣床主轴箱结构，其特征在于，包括：第一箱体、第二箱体、导轨和滑块，其中，所述第一箱体安装在立柱上，所述导轨和所述第二箱体均安装在所述第一箱体的前端面，所述滑块的一端固定在所述第二箱体上，所述滑块的另一端与所述导轨连接，所述滑块随着所述第二箱体的旋转沿所述导轨滑动。2.根据权利要求1所述的数控铣床主轴箱结构，其特征在于，所述主轴箱结构还包括弹性构件，所述弹性构件安装在所述导轨内部，所述滑块沿所述导轨滑动时，与所述弹性构件接触。3.根据权利要求2所述的数控铣床主轴箱结构，其特征在于，所述弹性构件是弹簧。4.根据权利要求3所述的数控铣床主轴箱结构，其特征在于，所述弹簧有两个，分别位于所述滑块的两侧，所述弹簧的一端与所述导轨的端部固定，所述弹簧的另一端是自由端。5.根据权利要求1所述的数控铣床主轴箱...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立平，葛姝翌，李伟涛，谷立恒，佀昊，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11