一种材料定制化多模块坎合机床及其设计方法技术

技术编号:46620318 阅读:2 留言:0更新日期:2025-10-14 21:15
本发明专利技术公开了一种材料定制化多模块坎合机床及其设计方法,包括坎合式机床底座,坎合式龙门立柱,X轴部件,碳纤维Y横梁,碳纤维Z梁,Z轴部件,Y轴部件;坎合式机床底座和龙门立柱基于“快速可重构模块化”设计理念,采用“内腔式”坎合结构和“边界式”坎合结构将机床底座和龙门立柱剖分为多个床身/立柱单元,结合多体传递矩阵法和静动态特性分析结果,进行机床部件的多区域多功能材料精确匹配与“编织‑打印‑铸造”混合制造成形得到高度满足机床静动态特性需求的定制化产品。本发明专利技术创新提出“材料定制化‑构件功能化‑装备集成化”三位一体的数控机床生成式设计方法,实现快速响应机床产品的市场需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于工业母机制造设计,具体涉及一种材料定制化多模块坎合机床及其设计方法


技术介绍

1、随着高端制造业的快速发展,复杂型腔模具在航空航天、轨道交通和生物医疗等领域的应用日益广泛。这类模具通常具有深腔、窄槽、微细结构以及高精度曲面等特征,对加工装备的性能提出了极高要求。数控加工机床(如五轴联动加工中心、高速铣削机床等)是目前复杂型腔模具制造的核心设备,但其设计仍面临诸多技术挑战。

2、现有专利zl201610216943.7公开了一种用于数控机床动态特性仿真及其与数控系统集成的方法,通过数控机床多体刚柔耦合建模系统和有限元技术获得机床系统在该实时位置的动力学多体耦合模型,实现数控机床精确、全面的自适应控制系统。专利zl202111514826.6公开了一种可重构多功能数控加工模块构型分析方法,根据不同的零件表面特征形成加工原理库,再将加工原理库与模块库共同组成数据库进行机床运动分配,形成多功能数控机床总体运动方案,可实现不同零件加工的普适性和模块化结构的创成式设计。

3、传统数控加工机床设计以注重静刚度为主,采用经验设计,通本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种材料定制化多模块坎合机床,包括坎合式机床底座(1),坎合式龙门立柱(2),X轴部件(3),碳纤维Y横梁(4),碳纤维Z梁(5),Z轴部件(6),Y轴部件(7)和电主轴(8);所述坎合式机床底座(1)的左、右两侧垂直安装有坎合式龙门立柱(2),坎合式龙门立柱(2)的顶部均设有X轴部件(3);碳纤维Y横梁(4)的底部分别与与X轴部件(3)滑动适配;碳纤维Y横梁(4)内设有Y轴部件(7);碳纤维Z梁(5)上设有Z轴部件(6)且后端与Y轴部件(7)连接;所述电主轴(8)直接与Z轴滑台相连接,刀具通过高精度刀柄连接电主轴(8),实现复杂型腔模具高精高效加工;其特征在于,所述坎合式龙门立柱(...

【技术特征摘要】

1.一种材料定制化多模块坎合机床,包括坎合式机床底座(1),坎合式龙门立柱(2),x轴部件(3),碳纤维y横梁(4),碳纤维z梁(5),z轴部件(6),y轴部件(7)和电主轴(8);所述坎合式机床底座(1)的左、右两侧垂直安装有坎合式龙门立柱(2),坎合式龙门立柱(2)的顶部均设有x轴部件(3);碳纤维y横梁(4)的底部分别与与x轴部件(3)滑动适配;碳纤维y横梁(4)内设有y轴部件(7);碳纤维z梁(5)上设有z轴部件(6)且后端与y轴部件(7)连接;所述电主轴(8)直接与z轴滑台相连接,刀具通过高精度刀柄连接电主轴(8),实现复杂型腔模具高精高效加工;其特征在于,所述坎合式龙门立柱(2)底部设置有加宽支撑板(9);其中所述加宽支撑板(9)的上端凸出卡合在所述坎合式龙门立柱(2)内表面且底部与所述坎合式机床底座(1)的上表面通过螺栓固定连接;坎合式机床底座(1)由若干个床身模化块单元组合构成,坎合式龙门立柱(2)由若干个立柱模块单元组合构成,坎合式机床底座(1)通过床身模化块单元之间通过凹凸配合的坎合结构组合;坎合式龙门立柱(2)通过立柱模块化单元之间通过凹凸配合的坎合结构;其中坎合结构包括“内腔式”或“边界式”坎合组装方式。

2.根据权利要求1所述的一种材料定制化多模块坎合机床,其特征在于,所述x轴部件(3)、y轴部件(7)和z轴部件(6)均由伺服电机、电机支座、联轴器、固定端轴承座、滚珠丝杠、丝杠螺母、丝杠螺母座、行程开关和支承端轴承座组成, x、y、z轴部件与安装板连接形成模块化的传动系统,设计人员根据需求选择规格功能合适的传动系统模块与机床床身连接。

3.根据权利要求1所述的一种材料定制化多模块坎合机床,其特征在于,所述坎合式机床底座(1)、x轴部件(3)、y轴部件(7)和z轴部件(6)为刚体元件,坎合式龙门立柱(2)、碳纤维y横梁(4)和碳纤维z梁(5)为弹性元件。

4.一种材料定制化多模块坎合机床设计方法,所述方法用于指导上述权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴双峰施建培李萌陈昌敏杨浩秦杨静艺
申请(专利权)人:中国机械总院集团宁波智能机床研究院有限公司
类型:发明
国别省市:

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