一种立式机床的床身及其立式机床制造技术

本实用新型专利技术涉及一种立式机床的床身及其立式机床。所述床身包括床身顶壁和沿所述床身顶壁的外部周缘设置的床身侧壁，所述床身顶壁和床身侧壁相互垂直，其特征在于：在所述床身顶壁和床身侧壁共同包围形成的空间内设有与所述床身焊接连接的床身支撑管和床身支撑板。采用本实用新型专利技术的立式机床的床身具有理想的刚度和精度。

A Vertical Machine Tool Bed and Vertical Machine Tool

【技术实现步骤摘要】
一种立式机床的床身及其立式机床
本技术涉及数控机床领域，特别涉及一种立式机床的床身及其立式机床。
技术介绍
数控机床是高端装备制造业的“工作母机”和基础装备，在航空航天、汽车、战略新兴产业及国防军工领域具有广泛的应用。数控机床的技术水平和保有量，已经成为一个国家制造业水平、工业现代化程度和国家综合竞争力的重要指标。中国产业调研网发布的2016-2020年中国机床行业发展现状调研与市场前景预测报告认为，作为世界第一机床消费大国，我国的中高端数控机床产业的自给率严重偏低，机床业在设计研发、材料工艺、零部件等诸多方面与世界先进国家仍存在较大差距，存在精度保持性差、可靠性低、功能不完善、核心零部件与高档数控系统依赖进口等问题。与此同时，床身、立柱等结构件(以下简称床身)作为机床的关键零部件，其结构设计与制造方法比较单一，材料冶金、力学性能、应力变形、减震性能、尺寸精度等因素对机床加工精度及其精度保持性的影响规律研究较少，已经成为制约我国高档数控机床发展的瓶颈。从世界范围看，材料成形机床及大型金切机床均已普遍采用焊接结构床身，美、日、德等工业发达国家机床焊接件占装备总重量的比重已经达到了70％-80％，对于高档数控机床(立式加工中心、龙门铣床)，其加工精度和精度保持性要求较高，为加快研制周期、减低制造成本和适应个性化订制的市场需求，国外也开始采用焊接结构床身，并获得成功应用。国内对机床床身焊接结构的研发与应用的发展较为滞后，因此，急需开展面向金切机床的焊接结构床身数值仿真分析和先进焊接技术与装备等研究，以提高焊接结构床身精度，实现在数控立式加工中心、龙门铣床等典型机床的成功推广和成熟应用，满足市场需求。目前数控机床主要采用铸铁件，铸造工艺较为复杂、开发制造周期长、成本偏高，很难满足数控机床对交货期的需求；另外，面对持续恶劣的雾霾环境，京津冀、河南、山西和内蒙等地铸造厂相继关停，执行为期数月的冬季停产或错峰停产政策，铸造床身的供应有断炊之虑，采用产能利用率高、环境污染率相对较小焊接工艺进行床身设计制造成为发展趋势。
技术实现思路
本技术提供了一种立式机床的床身，所述床身包括床身顶壁和沿所述床身顶壁的外部周缘设置的床身侧壁,所述床身顶壁和床身侧壁相互垂直，其特征在于：在所述床身顶壁和床身侧壁共同包围形成的空间内设有与所述床身焊接连接的床身支撑管和床身支撑板。进一步的，所述床身支撑板包括第一床身支撑板，第二床身支撑板和第三床身支撑板，所述第一床身支撑板的两端分别与两个位置相对的所述床身侧壁焊接连接；所述第二床身支撑板的一端与所述第一床身支撑板焊接连接，另一端与所述床身侧壁焊接连接；所述第三床身支撑板的一端与所述第二床身支撑板焊接连接，另一端与所述床身侧壁或所述第一床身支撑板焊接连接。进一步的，所述床身支撑管垂直贯穿所述第一床身支撑板，并且所述床身支撑管具有中空结构，形状为圆柱体。进一步的，一个所述第一床身支撑板和两个所述床身支撑管将所述床身顶壁和床身侧壁共同包围形成的空间分割形成六个矩形第一子空间，每个子空间内设有一个第二床身支撑板和一个第三床身支撑板。进一步的，一个所述第二床身支撑板将一个所述矩形第一子空间分割形成两个梯形第二子空间。进一步的，一个所述第三床身支撑板将一个所述梯形第二子空间分割形成一个三角形第三子空间和一个五角形第三子空间。本技术还提供了一种立式机床，包括立柱、床身、滑座、工作台和动力刀头，所述立柱垂直固定在所述床身的后端部，所述动力刀头与所述立柱连接，并能沿着所述立柱的导轨进行上下移动，所述床身上设有滑座，所述滑座上设有工作台，其特征在于：所述床身采用所述的立式机床的床身。进一步的，所述立柱由前壁、第一侧壁、后壁和第二侧壁共同包围构成，所述前壁上设有导轨座，所述导轨座的外表面上设有相互平行的两条导轨，所述导轨座与所述前壁一体铸造加工成型。进一步的，还包括支撑管，所述支撑管的一端与所述导轨座的内表面焊接连接，另一端与所述后壁的内表面焊接连接。进一步的，所述支撑管分为相互平行的两列，位于第一列的支撑管沿第一导轨延伸的方向设置，位于第二列的支撑管沿第二导轨延伸的方向设置，位于第一列的支撑管和位于第二列的支撑管数量相等，位置相互对应；所述立柱还包括设置于所述立柱的内腔中的纵向隔板，所述纵向隔板的外周缘分别与所述前壁、第一侧壁、后壁和第二侧壁焊接连接。具体来说，本技术具有以下优点：本技术的机床焊接结构通过焊缝以小拼大把结构材料加工成特定功能的构件形体，相对铸造结构而言，具备造型设计高度灵活性、经济性和绿色性的特点。机床焊接件所用的轻型型材强度高，重量轻，材料利用率可高达90％以上。焊接结构采用各种经济断面结构合理布置加强肋，在提高结构静刚度同时，减轻结构重量，提高床身固有频率。充分考虑床身各部件的受力状态及功能特点，改进设计铸焊结合以焊为主的床身结构，充分发挥铸件和焊接各自优势，实现合理的静动态刚度，抗振性和尺寸稳定性设计，达到提高结构性能，减轻结构重量和降低产品成本的目的。以焊为主、铸焊结合的床身保证了机床的精度床身，并且具有以下优势：床身具有较大的刚性；床身表面硬度高、耐磨性好；床身材料具有相对稳定较小的热胀冷缩系数，能为各种运动提供良好的精度服务；铸造床身提出采用灰铸铁铸造生产，经过处理后能够保证床身具有优良的性能。以铸造结构床身为框架进行铸-焊床身的设计，以铸钢为材料对床身进程支撑，保证管板支撑部件的均匀性和刚度，同时由于避免了大量的焊接热输入引起的变形和应力。附图说明为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对本技术的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1：本技术实施例的立式机床第一角度的立体示意图；图2：本技术实施例的立式机床第二角度的立体示意图；图3：本技术实施例的立式机床的床身的第一角度的立体示意图；图4：本技术实施例的立式机床的床身的第二角度的立体示意图；图5：本技术实施例的立式机床的床身的第三角度的立体示意图；图6：本技术实施例的立柱第一角度的立体示意图；图7：本技术实施例的立柱第二角度的立体示意图；图8：本技术实施例的立柱第三角度的立体示意图；图9：本技术实施例的立柱第四角度的立体示意图；图10：本技术实施例的立柱的俯视示意图；图11：本技术实施例的立柱的立体剖视示意图；图12：本技术实施例的纵向隔板的示意图；图13：本技术实施例的支撑管的侧视图；图14：本技术实施例的支撑管的横截面示意图。为进一步清楚地说明本技术的结构和各部件之间的连接关系，给出了以下附图标记，并加以说明：1-立柱，2-床身，3-滑座，4-工作台，5-动力刀头，100-内腔，101-前壁，102-第一侧壁，103-后壁，104-第二侧壁，105-导轨座，106-导轨，106a-第一导轨，106b-第二导轨，107-三角加强筋，108-支撑管，108a-第一列的支撑管，108b-第二列的支撑管，109-纵向隔板，110-加强结构，111-侧壁肋板，112-上盖板，113-下盖板，200-床身顶壁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种立式机床的床身，所述床身包括床身顶壁(200)和沿所述床身顶壁(200)的外部周缘设置的床身侧壁(201)，所述床身顶壁(200)和床身侧壁(201)相互垂直，其特征在于：在所述床身顶壁(200)和床身侧壁(201)共同包围形成的空间内设有与所述床身焊接连接的床身支撑管(202)和床身支撑板。

【技术特征摘要】
1.一种立式机床的床身，所述床身包括床身顶壁(200)和沿所述床身顶壁(200)的外部周缘设置的床身侧壁(201)，所述床身顶壁(200)和床身侧壁(201)相互垂直，其特征在于：在所述床身顶壁(200)和床身侧壁(201)共同包围形成的空间内设有与所述床身焊接连接的床身支撑管(202)和床身支撑板。2.根据权利要求1所述的立式机床的床身，其特征在于：所述床身支撑板包括第一床身支撑板(203)，第二床身支撑板(204)和第三床身支撑板(205)，所述第一床身支撑板(203)的两端分别与两个位置相对的所述床身侧壁(201)焊接连接；所述第二床身支撑板(204)的一端与所述第一床身支撑板(203)焊接连接，另一端与所述床身侧壁(201)焊接连接；所述第三床身支撑板(205)的一端与所述第二床身支撑板(204)焊接连接，另一端与所述床身侧壁(201)或所述第一床身支撑板(203)焊接连接。3.根据权利要求2所述的立式机床的床身，其特征在于：所述床身支撑管(202)垂直贯穿所述第一床身支撑板(203)，并且所述床身支撑管(202)具有中空结构，形状为圆柱体。4.根据权利要求3所述的立式机床的床身，其特征在于：一个所述第一床身支撑板(203)和两个所述床身支撑管(202)将所述床身顶壁(200)和床身侧壁(201)共同包围形成的空间分割形成六个矩形第一子空间，每个子空间内设有一个第二床身支撑板(204)和一个第三床身支撑板(205)。5.根据权利要求4所述的立式机床的床身，其特征在于：一个所述第二床身支撑板(204)将一个所述矩形第一子空间分割形成两个梯形第二子空间。6.根据权利要求5所述的立式机床的床身，其特征在于：一个所述第三床身支撑板(...

【专利技术属性】
技术研发人员：程鹏，杜兵，左善超，邵晨曦，张平，
申请(专利权)人：机械科学研究总院集团有限公司，中机生产力促进中心，
类型：新型
国别省市：北京,11