一种高精度三龙门五轴联动数控铣床床身结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高精度三龙门五轴联动数控铣床床身结构，包括箱形结构及安装于其上的拖板，所述箱形结构为三箱体式结构，其通过铸料与消失模一次浇铸成型，箱形结构的上方设置有齿条，所述拖板连接有齿轮箱，该齿轮箱内安装有电机及减速器，所述齿轮箱通过双齿轮与齿条传动连接，带动所述拖板于箱形结构上平稳滑动。在床身的结构上，本申请采取了“三箱体式”的箱形结构，允许X轴长度上的变化，不允许其它方向的变化；箱形结构斜拉筋的配备，同时加大筋的厚度，使床身实际应用温差在10℃内，即使外部温度(气候、车间温度等)产生变化，X轴变化接近于零。

A High Precision Three-gantry Five-axis NC Milling Machine Bed Structure

The utility model discloses a high-precision three-gantry five-axis linkage NC milling machine bed structure, which comprises a box structure and a trailer mounted thereon. The box structure is a three-box structure. The box structure is formed by casting material and lost foam casting at one time, and racks are arranged above the box structure. The Trailer plate is connected with a gearbox, and the gearbox is equipped with an electric motor and a reducer. The gear box is connected with the rack drive by double gears, which drives the trawler to slide smoothly on the box structure. In the structure of the bed, the application adopts a \three-box\ box structure, which allows changes in the length of X-axis and does not allow changes in other directions; the preparation of cable-stayed ribs in box structure and the thickness of ribs are increased, so that the practical temperature difference of the bed is within 10 degrees Celsius, even if the external temperature (climate, workshop temperature, etc.) changes, the X-axis changes close to zero.

【技术实现步骤摘要】
一种高精度三龙门五轴联动数控铣床床身结构
本技术涉及铣床领域，具体为一种高精度三龙门五轴联动数控铣床床身结构。
技术介绍
数控机床是制造装备业的工作母机，是实现先进技术和装备现代化的基石，是保证高新技术创业发展和国防军工现代化的战略装备。装备制造业是一国工业之基石，它为新技术、新产品的开发和现代工业生产提供重要的手段，是不可或缺的战略性产业。机床是一个国家制造业水平的象征，而代表机床制造业最高境界的便是五轴联动数控机床系统。从某种意义上说，它反映了一个国家的工业发展水平状况。随着制造业的发展，五轴联动数控机床被认为是航空航天、船舶、精密仪器、发电等加工行业关键部件的最重要的加工工具。作为难度大、应用范围广的数控机床技术，五轴联动数控机床在加工方面有着不可替代的优点：1、能加工一般三轴联动机床不能加工复杂光滑的自由曲面结构。2、提高自由空间曲面的加工精度和加工效率。3、符合机床发展的趋势要求。因此，五轴联动数控机床的重要作用使其成为当今机床发展的热点和重点。随着“中国制造”的发展，大型铣床机加设备却仍处于“单机工作”状态。五轴联动数控机床一直受到西方发达国家的限制，价格昂贵，维护费用高，一旦出现碰撞，付出代价大。国内厂商大部分只生产中小型五轴机床，大型五轴联动机床较少，且控制方式很少做到真正的五轴联动，加工工件受限明显，对大型工件加工精度差、效率低，安全防撞系数低。这些因素严重制约我国五轴联动机床技术的发展。为了提高大型零件加工效率，适应“整体加工”的需求，以及大型工件的加工精度，并且突出“小生产线”的性质，我公司研发出三龙门五轴的新结构，以应对中小批量的高效率、高精度的铣床加工。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提供了一种高精度三龙门五轴联动数控铣床床身结构，本技术的三龙门为“全闭环”的五轴联动数控模式，联动轴全部集中于龙门结构上，作业时工作台不移动，三架龙门可同时完成一个大工件，也可以分别完成大小不一的零件，作业方式多样，同时设备安全系数高，结构稳定性突出，真正做到高效率、高精度的铣床加工。本技术解决其技术问题所采用的技术方案为：一种高精度三龙门五轴联动数控铣床床身结构，所述床身包括箱形结构及安装于其上的拖板，所述箱形结构为三箱体式结构，其箱体内配置有斜拉筋，箱形结构的上方设置有齿条，所述拖板连接有齿轮箱，该齿轮箱内安装有电机及减速器，所述齿轮箱通过双齿轮与齿条传动连接，带动所述拖板于箱形结构上平稳滑动，所述床身并行设置有两组，构成所述五轴联动的X轴，所述床身上方安装有呈组合动梁式结构的三架龙门，床身之间设置有工作台，所述工作台包括若干依次连接的作业平台，其通过地锚器调水平后固定在地基上。作为上述技术方案的改进，所述双齿轮为消隙齿轮，所述齿条采用5级精度、模数6的斜齿传动齿条。作为上述技术方案的改进，所述电机采用西门子伺服电机，其扭矩为36N/M，齿轮变速比为47:1。本技术带来的有益效果有：1、本技术的三龙门五轴联动数控铣床，三架龙门在机械结构上，相同的位置等高点一致，具体包括：轴心、平行度、垂直度、直线度等，且机械原点与电气零点(参考点)也是一致的。因为保证了上述“等高”，满足了操作者只要控制好刀长、刀径及工作原点的选择，即可完成三龙门联动加工一个大型工件的目的。2、本数控铣床的X轴最长，也是设备关键件，它的变化直接影响铣床加工精度。在床身的结构上，本申请采取了“三箱体式”的箱形结构，允许X轴长度上的变化，不允许其它方向的变化；箱形结构斜拉筋的配备，同时加大筋的厚度，使床身实际应用温差在10℃内，即使外部温度产生变化，X轴变化接近于零。3、本技术在X轴上设置有各个龙门的限位区域，各自龙门在限位区域内自由运行，要想超出区域工作，必须取消固定区域限制，由数控系统设定各龙门的活动范围及路径，控制各龙门的可位移范围。为了防止各个意外操作现象，例如：出现两个龙门或三个龙门去抢同一个加工点而造成相撞，本机床设计有双重防碰撞保险结构。4、本数控铣床为每架龙门配置了全能和升级版的西门子数控系统，其中伺服电机选用的是可超过额定功率三倍的高功率伺服电机，使得本产品保险系数大增。空间位置的“误差补偿”软件是西门子公司第一次在国内安装使用，对于空间位置误差，要求严格的异型曲面零件，本机床提供了最新型的可靠保证。5、本技术可有效提高大型零件加工的效率，满足“整体加工”的需求，以及大型工件的加工精度，并且突出“小生产线”的性质，可充分应对中小批量的高效率、高精度铣加工。附图说明参照附图，本技术的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本技术的技术方案，而并非意在对本技术的保护范围构成限制，其中：附图1是本技术三龙门五轴联动数控铣床的结构立体图；附图2是本技术三龙门五轴联动数控铣床的结构左视图；附图3是本技术三龙门五轴联动数控铣床的结构右视图；附图4是本技术三龙门五轴联动数控铣床的结构俯视图；附图5是本技术的床身(X轴)与工作台结构示意图；附图6是本技术的床身结构侧视图；附图7是本技术的作业平台结构示意图；附图8是本技术的龙门安装结构侧视图；附图9是本技术的龙门安装结构前视图；附图10是本技术的龙门安装结构立体图；附图11是本技术的立柱结构示意图；附图12是本技术的YZ轴安装结构立体图；附图13是本技术的YZ轴安装结构侧视图；附图14是本技术的YZ轴安装结构前视图；附图15是本技术的横梁结构示意图；附图16是本技术的横梁结构侧视图；附图17是本技术的滑枕结构示意图；附图18是本技术的主轴结构示意图；附图19是本技术的铣头结构示意图；附图20是本技术的齿轮传动结构局部示意图；附图21是本技术的齿轮箱结构示意图；附图22是本技术的排屑篦子结构示意图；附图23是本技术的排屑箱结构示意图；图中：基座1，床身10，龙门2，拖板20，立柱21，横梁22，滑枕23，主轴24，线轨220，丝杠221，轴承222，连接器223，丝母231，滑块232，数控平台柜31，线槽架32，工作台4，作业平台41。具体实施方式实施例1本实施例为一种高精度三龙门五轴联动数控铣床。参照附图1～4，本数控铣床包括基座1、安装于基座1上方的三架龙门2及用于驱动控制龙门2的数控系统。数控系统安装于铣床一侧的数控平台柜31内，数控平台柜31的上方设置有线槽架32，电气线路及冷却水路安装于其上，通过其连接至龙门结构，使布线整洁、安全。本实施例的每个龙门2都配备有各自完整的西门子独立数控系统，三个龙门2可同时完成一个大工件，也可以分别完成大小不一的零件；各龙门2可以用一个程序，选择不同的加工段，也可以分别输入不同程序，加工不同的工件。铣床前端设置有用于排屑的排屑箱，搭配工作台4两侧的排屑篦子对清洗出的碎屑进行收集，避免污染工作台4环境。铣床末端一侧设置有侧梯，各龙门结构上设置有爬梯、护栏与踏板，便于设备维护与配电柜操作。铣床龙门2顶部安装有配电柜、水冷机。参照附图5～6，基座1由平行设置的两组床身10组成，构成五轴联动的X轴，对应于两组床身10分别形成X1轴和X2轴。X1轴和X2轴之间为工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度三龙门五轴联动数控铣床床身结构，其特征在于：所述床身包括箱形结构及安装于其上的拖板，所述箱形结构为三箱体式结构，其箱体内配置有斜拉筋，箱形结构的上方设置有齿条，所述拖板连接有齿轮箱，该齿轮箱内安装有电机及减速器，所述齿轮箱通过双齿轮与齿条传动连接，带动所述拖板于箱形结构上平稳滑动，所述床身并行设置有两组，构成所述五轴联动的X轴，所述床身上方安装有呈组合动梁式结构的三架龙门，床身之间设置有工作台，所述工作台包括若干依次连接的作业平台，其通过地锚器调水平后固定在地基上。

【技术特征摘要】
1.一种高精度三龙门五轴联动数控铣床床身结构，其特征在于：所述床身包括箱形结构及安装于其上的拖板，所述箱形结构为三箱体式结构，其箱体内配置有斜拉筋，箱形结构的上方设置有齿条，所述拖板连接有齿轮箱，该齿轮箱内安装有电机及减速器，所述齿轮箱通过双齿轮与齿条传动连接，带动所述拖板于箱形结构上平稳滑动，所述床身并行设置有两组，构成所述五轴联动的X轴，所述床身上方安装有呈组合动梁式结构的三架龙门...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈辉，刘欢，
申请(专利权)人：北京航天华宇科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11