一种龙门机床高效高刚性结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种龙门机床高效高刚性结构，方滑枕采用两级变速箱将主伺服电机动力提高；双速行星减速机通过对键与定速比齿轮箱连接，定速比齿轮箱安装于方滑枕顶部，定速比齿轮箱输出轴与高扭转刚性联轴器同轴联结；高扭转刚性联轴器两端使用双钢片联轴节分别与自制齿轮箱的输出轴和主轴组输入轴联接，主轴组安装在方滑枕底部止口中。定速比齿轮箱输出轴顶端可以安装主轴中心出水的旋转接头和用于角度检测的编码器。滑枕侧面通过Z轴丝母座与Z轴快速驱动系统相连接，系统的高刚性，低惯量匹配的特点和多面接触高刚性方滑枕可以极大提高机床主传动系统的高效率。本实用新型专利技术实现了龙门机床的高刚性驱动和高效率加工，节约了成本。约了成本。约了成本。

【技术实现步骤摘要】
一种龙门机床高效高刚性结构


[0001]本技术涉及机械设备制造
，更具体涉及一种龙门机床高效高刚性结构。

技术介绍

[0002]目前，龙门数控镗铣床为了提高效率大都采用以下传动方式:一、主变速箱放置在方滑枕前端，可简化传动链环节，提高主轴组转速，但电机与主轴组距离过近，主电机发热通过相邻侧面传递给方滑枕，对滑枕热变形影响较大，布局不对称导致方滑枕一侧受热，受热变形不均匀，使电机高速运转条件下产生的热量直接使主轴组内部零件受热伸长，严重影响机床对工件加工的精度；二、龙门数控镗铣床方滑枕结构布局也有采用另一种方式:将主变速箱放置在方滑枕的上端，将变速箱远离主轴组，可有效降低变速箱产生的热量对主轴组加工工件精度的影响；但变速箱与主轴组之间要通过很长的传动轴连接，由于主轴扭矩及Z轴行程的要求导致传动轴长且粗，旋转惯量较大，传动轴的偏摆及方滑枕中支撑传动轴的轴承孔的加工误差都会限制主轴转速的提高，这也是龙门数控镗铣床中当滑枕采用方滑枕结构时主轴转速都不是很高的原因。此外，这种结构受限于行星齿轮箱，其最大输出扭矩有限；其直线型传输结构还造成了中心出水受限，且主轴组角度检测机构不易布置，只能在前端以磁栅来测量，这种结构安装不易、成本较高，严重影响了产品的维护性和性价比。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本技术采用了一种龙门机床高效高刚性结构，具体技术方案如下：
[0004]一种龙门机床高效高刚性结构，包括主电机、双速行星减速机、定速比齿轮箱输入轴、旋转接头、角度测量机构、定速比齿轮箱输出轴、方滑枕、高扭转刚性联轴器、主轴组、平衡油缸、Z轴伺服电机、Z轴丝母座、滑鞍和Z轴丝杠；
[0005]所述主电机安装在双速行星减速机后，二者整体垂直安装于定速比齿轮箱的顶端；
[0006]所述主电机的输出轴与双速行星减速机的输入端同轴联结，双速行星减速机的输出轴再与定速比齿轮箱的输入轴同轴联接，定速比齿轮箱安装于方滑枕顶端，定速比齿轮箱输入轴和定速比齿轮箱输出轴通过一对大模数斜齿轮啮合驱动，定速比齿轮箱输出轴下端与高扭转刚性联轴器同轴联接；
[0007]所述高扭转刚性联轴器两端设有钢片联轴节，分别与定速比齿轮箱输出轴和主轴组的输入端联结；
[0008]所述主轴组安装在方滑枕底部的止口中，通过高强度螺栓将主轴组和方滑枕把合在一起；
[0009]所述定速比齿轮箱内设有一对大模数斜齿轮，该对大模数斜齿轮两端均采用成对安装的角接触深沟球轴承进行支撑，用来承受径向和轴向复合力；
[0010]所述定速比齿轮箱输出轴钻有通透的中心孔；其中心孔的末端攻有密封螺纹，用于配合带有内置轴承的旋转接头；
[0011]所述旋转接头的内圈随定速比齿轮箱输出轴转动，旋转接头的外圈与液压管路连接不能转动；
[0012]所述定速比齿轮箱输出轴顶端外圆配合角度编码器；
[0013]Z轴伺服电机与行星减速机直联，二者连接后整体安装在Z轴电机座上，行星减速机输出端通过无齿隙联轴器与Z轴丝杠上端联接；
[0014]所述Z轴电机座固定安装在滑鞍侧面U型槽上端，该电机座中部作为轴承座，用于安装Z轴丝杠上端支承轴承；
[0015]所述Z轴丝杠其余部分位于滑鞍侧面U型腔中，Z轴丝杠下端通过下端轴承座与滑鞍固定；
[0016]所述Z轴丝杠上、下端各采用四列高精度角接触球轴承支撑；
[0017]Z轴丝杠采用双螺母结构，通过调整螺母距离间接改变滚珠在沟槽内的游隙和运动状态；
[0018]Z轴丝母座把合在方滑枕的侧面，方滑枕嵌入滑鞍中，在滑鞍中上下滑动；
[0019]所述方滑枕另一侧与平衡油缸活塞杆端头固定，平衡油缸缸体固定在滑鞍内部平衡油缸与Z轴丝杠对称布置；
[0020]所述方滑枕的上下滑动时，平衡油缸活塞随之运动，从而帮助平衡方滑枕重力。
[0021]所述的一种龙门机床高效高刚性结构，其优选方案为所述方滑枕位于滑鞍中心，滑鞍从四周环抱方滑枕，方滑枕沿滑鞍上下运动形成Z轴坐标移动；
[0022]所述方滑枕的四个侧面与塑板接触，形成滑动导轨副，方滑枕每个侧面的两端80mm宽位置与塑板接触，从而共形成八个接触面，靠近滑鞍里侧的四个接触面，其塑板直接固定贴在滑鞍上，与另外四个接触面的塑板则贴在斜铁上，斜铁位于在滑鞍与方滑枕之间，通过调整斜铁的上下安装位置从而调整滑鞍与方滑枕之间的间隙。
[0023]方滑枕四个侧面两端80mm宽范围采用高频淬火进行热处理，塑板采用新型聚四氟乙烯改进材料，增加铜镍元素以提高其强度、韧性和润滑效果。
[0024]所述的一种龙门机床高效高刚性结构，其优选方案为所述定速比齿轮箱内部集成了输入、输出轴、支撑轴承、迷宫密封套和冷却润滑机构，轴承内环配合设置在输入、输出轴两端的内部，轴承外环安装在轴承套内，轴承套内孔用于轴承的支撑和定位，轴承套外壁与齿轮箱体配合安装，冷却油通过分配器可以为齿轮组和轴承组进行冷却，定速比齿轮箱输出轴顶端设置有中心出水机构和角度测量机构，定速比齿轮箱输出轴顶端内置深孔，深孔端头配有密封螺纹，旋转接头通过该密封螺纹安装在定速比齿轮箱输出轴顶端，从而实现中心出水，即机床的主轴内冷功能，角度测量机构则是将编角度码器安装在定速比齿轮箱输出轴顶端的外环部分，从而实现对机床主轴组角度的检测。
[0025]所述的一种龙门机床高效高刚性结构，其优选方案为所述高扭转刚性联轴器，两端为双层钢片联合结构，承受额运转矩/峰值转矩为1600Nm/2400Nm，动平衡依照ISO 1940标准，最高转速6000r/min；连接轴内部配有细长高速管，中心能够通过冷却液。
[0026]有益效果
[0027]相较现有技术的主传动方案，本技术方案具有以下显著优点:
[0028]1、双速行星减速机结合自制定速比齿轮箱置于方滑枕顶端，散热性能好，方滑枕热变形大幅度减小；
[0029]2、高扭转刚性联轴器可以补偿定速比齿轮箱的输出轴与主轴组之间的轴向偏差、径向偏差和角度偏差；避免了传统花键轴传动的背隙和微量位移等弊端；
[0030]3、定速比齿轮箱输出轴顶端可安装旋转接头，此结构可以实现主轴内冷功能，完成高压冷却液的有效输送。定速比齿轮箱输出轴顶端外圆可以配置角度编码器，该角度编码器的空心轴可以直接固定到被测轴上，在角加速期间高扭转刚性联轴器只吸收轴承摩擦的扭矩，具有更出色的动态特性；
[0031]4、与方滑枕四周接触的塑板采用高频淬火结合新型铜镍合金元素添加的贴塑材料，结合四面封闭环抱滑动导轨副的结构，保证了机床的高刚度及高效重切削能力。
附图说明
[0032]图1为本技术专利中方滑枕装配状态剖视图；
[0033]图2为本技术中方滑枕在滑鞍中的安装位置示意图；
[0034]图3为图2的俯视图。
[0035]其中1
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主电机、2
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双速行星减速机、3
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定速比齿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种龙门机床高效高刚性结构，其特征在于：包括主电机、双速行星减速机、定速比齿轮箱输入轴、旋转接头、角度测量机构、定速比齿轮箱输出轴、方滑枕、高扭转刚性联轴器、主轴组、平衡油缸、Z轴伺服电机、丝母座、滑鞍和Z轴丝杠；所述主电机安装在双速行星减速机后，二者整体垂直安装于定速比齿轮箱的顶端；所述主电机的输出轴与双速行星减速机的输入端同轴联结，双速行星减速机的输出轴再与定速比齿轮箱的输入轴同轴联接，定速比齿轮箱安装于方滑枕顶端，定速比齿轮箱输入轴和定速比齿轮箱输出轴通过一对大模数斜齿轮啮合驱动，定速比齿轮箱输出轴下端与高扭转刚性联轴器同轴联接；所述高扭转刚性联轴器两端设有钢片联轴节，分别与定速比齿轮箱输出轴和主轴组的输入端联结；所述主轴组安装在方滑枕的止口中，通过高强度螺栓将主轴组和方滑枕把合在一起；所述定速比齿轮箱内设有一对大模数斜齿轮，此对大模数斜齿轮两端均采用成对安装的角接触深沟球轴承进行支撑，用来承受径向和轴向复合力；所述定速比齿轮箱输出轴钻有通透的中心孔；中心孔的末端攻有密封螺纹，用于配合带有内置轴承的旋转接头；所述旋转接头的内圈随定速比齿轮箱的输出轴转动，旋转接头的外圈与液压管路连接不能转动；所述定速比齿轮箱输出轴顶端外圆配合角度编码器；Z轴伺服电机与行星减速机直联，二者连接后整体安装在Z轴电机座上，行星减速机输出端通过无齿隙联轴器与Z轴丝杠上端联接；所述Z轴电机座安装在滑鞍侧面U型槽上端，该电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：张慧芳，赵旭靖，郭鑫，尹晓霞，姜嘉炜，张波，吕恒，刘橙，吴小蓉，孙秀娥，李健，张丽丽，岳婧，李忠原，李宁，刘青志，杨鸿艳，张琳琳，马思原，关开成，孙彧，迟皓男，
申请(专利权)人：沈阳机床集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：