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数控铣床铣头刚度补偿结构制造技术

技术编号:19466841 阅读:48 留言:0更新日期:2018-11-17 04:22
本发明专利技术公开了一种数控铣床铣头刚度补偿结构,包括第一直线导轨机构和第二直线导轨机构,第一直线导轨机构安装在主轴箱组件的后端面,第二直线导轨机构安装在B轴组件的前端面,第一直线导轨机构与第二直线导轨机构通过联接轴联接,B轴组件带动主轴箱组件绕B轴转动,同时第一直线导轨机构带动第二直线导轨机构工作,主轴箱组件通过刚度补偿结构与滑枕联接,从而通过滑枕提供克服倾翻力矩的反力矩,降低主轴箱组件的变形,补偿刚度,减小主轴箱组件在叶片加工过程中的振动,减小铣刀在加工过程中由于刚度不足造成的误差,提高加工精度,提高加工叶片的表面质量和几何形状尺寸。

【技术实现步骤摘要】
数控铣床铣头刚度补偿结构
本专利技术涉及数控机床
,具体地,涉及一种数控铣床铣头刚度补偿结构。
技术介绍
叶片作为航空发动机的关键部件,具有型面复杂、薄壁刚度弱、加工精度要求高以及设计制造周期长等特点。航空发动机叶片的制造水平直接决定着发动机性能,提高叶片的制造技术对改善航空发动机性能、缩短研制周期和降低制造费用具有重要的作用。五轴联动叶片加工中心是叶片加工专用机床。由于叶片加工工艺复杂,其要求五轴联动数控铣床刚性好、稳定性好和精度高,最大限度的减小叶片的加工变形,从而提高叶片的表面质量和几何尺寸精度。现有技术中,五轴联动叶片加工中心采用的是具有AB回转运动形式的加工中心,即AB摆式五轴联动加工中心。其铣头包括主轴组件、主轴箱组件和B轴组件。其主轴箱组件结构优化了“刀心距”问题,但是主轴箱组件重心和B轴旋转中心不重合,造成了主轴箱组件产生翻倾力矩,翻倾力矩为不平衡惯性力矩,会增大零部件的内应力和各零部件运动副中的摩擦力,增大主轴箱组件的变形,严重降低机床的刚度,造成铣刀的位置误差,使机床本身的工作精度及可靠性降低,降低叶片的表面加工质量和几何尺寸精度,同时降低机床工作效率和使用寿命。
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铣头刚度补偿结构,以解决现有技术中主轴箱组件产生翻倾力矩,增大零部件的内应力和各零部件运动副中的摩擦力,从而增大主轴箱组件的变形,并降低机床的刚度的问题。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铣头刚度补偿结构,安装在铣头上,所述铣头包括固定连接的主轴箱组件和B轴组件,所述B轴组件安装在滑枕上,所述刚度补偿结构包括第一直线导轨机构和第二直线导轨机构,所述第一直线导轨机构安装在所述主轴箱组件的后端面,所述第二直线导轨机构安装在所述B轴组件的前端面,所述第一直线导轨机构与所述第二直线导轨机构通过联接轴联接,所述B轴组件带动所述主轴箱组件绕B轴转动,同时所述第一直线导轨机构带动所述第二直线导轨机构工作,所述主轴箱组件通过所述刚度补偿结构与所述滑枕联接。优选地,所述第一直线导轨机构包括:第一导轨、第一滑块、第一轴承和第一轴承端盖,所述第一导轨竖直安装在所述主轴箱组件的后端,所述第一滑块安装在所述第一导轨内部且沿所述第一导轨做直线运动,所述第一轴承安装在所述第一滑块内部,所述联接轴的一端安装在所述第一轴承中,所述第一轴承端盖安装在所述第一滑块上,且位于所述第一轴承的端部。优选地,所述第一直线导轨机构还包括第一螺母,所述第一螺母安装在所述联接轴的端部,用于调整所述第一轴承的轴向间隙。优选地,所述第二直线导轨机构包括:第二导轨、第二滑块、第二轴承和第二轴承端盖,所述第二导轨水平安装在所述B轴组件的前端,所述第二滑块安装在所述第二导轨内部且沿所述第二导轨做直线运动,所述第二轴承安装在所述第二滑块内部,所述联接轴的另一端安装在所述第二轴承中,所述第二轴承端盖安装在所述第二滑块上,且位于所述第二轴承的端部。优选地,所述第二直线导轨机构还包括第二螺母,所述第二螺母安装在所述联接轴的端部,用于调整所述第二轴承的轴向间隙。优选地,所述第一滑块与所述第二滑块贴合在一起。优选地,所述B轴组件的中部设置有两个半径呈阶梯状递减的圆孔,位于所述B轴组件前端面一侧的圆孔直径大于位于所述滑枕一侧的圆孔直径,位于所述B轴组件前端面一侧的圆孔用于连接所述主轴箱组件,位于所述滑枕一侧的圆孔用于安装B轴电机。优选地,所述B轴组件的前端面上设置有多个凹槽,多个凹槽分布在所述圆孔的周边。优选地,所述主轴箱组件包括底座、主轴安装件和悬臂梁结构,所述悬臂梁结构的一端连接所述主轴安装件,所述悬臂梁结构的另一端连接所述底座,所述主轴安装件用于安装主轴,所述底座与所述B轴组件固定连接。优选地,所述第一直线导轨机构安装在所述主轴箱组件的后端面的上侧,所述第二直线导轨机构安装在所述B轴组件的前端面的上侧。与现有技术相比,本专利技术具有以下优点和有益效果:本专利技术所述数控铣床铣头刚度补偿结构通过第一直线导轨机构和第二直线导轨机构将主轴箱组件和滑枕联接在一起,此刚度补偿结构随主轴箱组件转动时运动,不影响主轴箱组件本身的转动,通过滑枕提供一克服翻倾力矩的反力矩,减小各运动零部件的摩擦,降低主轴箱组件由于翻倾力矩产生的变形,补偿主轴箱组件的刚度,减小主轴箱组件在加工叶片过程中的振动问题,减小铣刀在加工过程中由于刚度不足造成的误差,提高加工中心的加工精度,提高叶片的表面质量和几何形状尺寸。附图说明图1为本专利技术中数控铣床铣头的结构示意图;图2为未安装主轴箱组件和主轴的铣头的结构示意图;图3为图1中所示铣头的左视局部剖视图;图4为图3中A处放大图;图5为图1中所示铣头的俯视局部剖视图;图6为图5中B处放大图;图7为图1中所示铣头安装在铣床床身的结构示意图。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。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;设置在床身上的主轴箱组件可以绕Y轴回转,定义为B轴,本专利技术适用于具有AB回转运动形式的五轴联动加工中心的铣头刚度补偿,以平衡倾翻力矩,降低主轴箱组件的变形,提高机床的加工精度。下面结合图1-图7来详细说明本专利技术。图1为本专利技术中数控铣床铣头的结构示意图,图2为未安装主轴箱组件和主轴的铣头的结构示意图,如图1和图2所示,所述数控铣床铣头包括主轴箱组件4、B轴组件6和刚度补偿结构,其中,主轴箱组件4和B轴组件6固定连接,刚度补偿结构包括第一直线导轨机构3和第二直线导轨机构2,第一直线导轨机构3安装在主轴箱组件4的后端面(主轴箱组件4与B轴组件6接触的一面即是主轴箱组件4的后端面),主轴箱组件4的后端为封闭结构并联接其前端,第二直线导轨机构2安装在B轴组件6的前端面(B轴组件6与主轴箱组件4接触的一面即是B轴组件6的前端面),第一直线导轨机构3与第二直线导轨机构2通过联接轴7联接,B轴组件6带动主轴箱组件4绕B轴转动,同时第一直线导轨机构3带动第二直线导轨机构2工作,主轴箱组件4通过刚度补偿结构与滑枕1联接,如图7所示,滑枕1安装在加工中心的床身8上,且可沿床身8做上下直线运动,从而通过滑枕提供克服倾翻力矩的反力矩,降低主轴箱组件4的变形,补偿刚度,减小主轴箱组件4在叶片加工过程中的振动,减小铣刀在加工过程中由于刚度不足造成的误差,提高加工精度,提高加工叶片的表面质量和几何形状尺寸。本专利技术中,B轴组件6的中部设置有两个半径呈阶梯状递减的圆孔,位于B轴组件6前端面一侧的圆孔直径大于位于滑枕1一侧的圆孔直径,位于B轴组件6前端面一侧的圆孔用于连接主轴箱组件4,位于滑枕1一侧的圆孔用于安装B轴电机。为了减少B轴组件的加工制作材料,减轻重量,节约成本,本专利技术的一个可选实施例中,B轴组件6的前端面上设置有多个凹槽,多个凹槽分布在圆孔的周边,多个凹槽均匀或不均匀分布均可。本专利技术中,主轴箱组件4包括底座、主轴安本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数控铣床铣头刚度补偿结构,安装在铣头上,所述铣头包括固定连接的主轴箱组件和B轴组件,所述B轴组件安装在滑枕上,其特征在于,所述刚度补偿结构包括第一直线导轨机构和第二直线导轨机构,所述第一直线导轨机构安装在所述主轴箱组件的后端面,所述第二直线导轨机构安装在所述B轴组件的前端面,所述第一直线导轨机构与所述第二直线导轨机构通过联接轴联接,所述B轴组件带动所述主轴箱组件绕B轴转动,同时所述第一直线导轨机构带动所述第二直线导轨机构工作,所述主轴箱组件通过所述刚度补偿结构与所述滑枕联接。

【技术特征摘要】
1.一种数控铣床铣头刚度补偿结构,安装在铣头上,所述铣头包括固定连接的主轴箱组件和B轴组件,所述B轴组件安装在滑枕上,其特征在于,所述刚度补偿结构包括第一直线导轨机构和第二直线导轨机构,所述第一直线导轨机构安装在所述主轴箱组件的后端面,所述第二直线导轨机构安装在所述B轴组件的前端面,所述第一直线导轨机构与所述第二直线导轨机构通过联接轴联接,所述B轴组件带动所述主轴箱组件绕B轴转动,同时所述第一直线导轨机构带动所述第二直线导轨机构工作,所述主轴箱组件通过所述刚度补偿结构与所述滑枕联接。2.根据权利要求1所述的数控铣床铣头刚度补偿结构,其特征在于,所述第一直线导轨机构包括:第一导轨、第一滑块、第一轴承和第一轴承端盖,所述第一导轨竖直安装在所述主轴箱组件的后端,所述第一滑块安装在所述第一导轨内部且沿所述第一导轨做直线运动,所述第一轴承安装在所述第一滑块内部,所述联接轴的一端安装在所述第一轴承中,所述第一轴承端盖安装在所述第一滑块上,且位于所述第一轴承的端部。3.根据权利要求2所述的数控铣床铣头刚度补偿结构,其特征在于,所述第一直线导轨机构还包括第一螺母,所述第一螺母安装在所述联接轴的端部,用于调整所述第一轴承的轴向间隙。4.根据权利要求2所述的数控铣床铣头刚度补偿结构,其特征在于,所述第二直线导轨机构包括:第二导轨、第二滑块、第二轴承和第二轴承端盖,所述第二导轨水平安装在所述B轴组件的前端,所述第二滑块安装在所述第二导轨内部且沿所述第二...

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

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