[发明专利]立式五轴加工中心Z向垂直导轨卸荷装置及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械制造设备机床中的带A、B轴双摆角铣头立式五轴加工中心上Z向垂直导轨卸荷装置及制造方法。

技术背景

五轴联动数控机床是数控机床技术中难度最大、应用范围最广的技术。它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工。国际上把五轴联动数控技术作为一个国家工业化水平的标志。

目前，立式五轴加工中心在我国市场需求量大，国内尤其带有A、B轴双摆角铣头的立式五轴加工中心还没有厂家开发研制，此类机床是国内市场的缺门产品。目前国内需求完全依靠进口，而且西方国家对我国的军事用途严格控制。

这类机床是能源、航空航天、船舶、机车车辆、军工、汽车、工程机械、重型机械、机床等行业不可缺少的重要工艺加工设备，可实现五轴联动、五面加工，完成各种复杂平面、曲面零件的高效率、高质量加工，能一次装夹完成全部加工，提高空间自由曲面的加工精度、质量和效率。但国产带A、B轴双摆角铣头的立式五轴加工中心机床装配后，检工作精度时，Z向精度不合格，检查压板发现导轨贴塑面严重磨损。分析原因：由于A、B摆头部悬伸大，重心前倾造成的。为此，需要设计一套卸荷装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种立式五轴加工中心Z向垂直导轨卸荷装置及制造方法，它能够消除因A、B轴双摆角铣头重心前倾引起的Z向运动工作精度低的缺陷。

立式五轴加工中心Z向垂直导轨卸荷装置，作为载重的立柱一侧立面设左/右导轨，A、B轴双摆角铣头通过移动部件在Z向导轨正面垂直方向作上下运动，其特征在于在正面左/右导轨上各设一套卸荷装置，分别安装在滑板下面；另有两套卸荷装置分别安装在左/右导轨背面的左、右上压板上；卸荷装置内滚动轴承支架和滚动轴承之间通过销轴连接，靠紧定螺钉锁紧；A、B轴双摆头上的一部分载荷由支承在导轨面上的滚动轴承承受，卸荷力的大小通过调整螺母带动滚动轴承支架调整蝶形弹簧力的大小，从而将卸掉一部分载荷；制造方法：制造时卸荷系数的确定：

导轨卸荷量的大小用卸荷系数表示

α卸＝F卸/F载

式中F载-导轨上一个支座承受的载荷(N)

F卸-导轨上一个支座的卸荷力(N)；

根据这台机床的载荷和卸荷点的数目，取

α卸＝0.6来保证机床的加工精度。

导轨所承受的载荷，包括移动部件的重力和切削力。卸荷力的大小取决于卸荷系数的选择。α卸如取得太小，则卸荷装置起的作用太小，静摩擦系数降低很少，对低速运动平稳性的提高不大，对导轨耐磨性提高也不大：如取得太大，则当载荷较小时，又会使移动部件产生飘浮现象。根据这台机床的载荷和卸荷点的数目，取

α卸＝0.6来保证机床的加工精度。

本发明设计中采用轴承增加卸荷导轨装置，可以分担导轨的一部分载荷(重力和切削力)，减轻支承导轨的负荷，降低导轨的静摩擦系数，从而减少摩擦力，提高导轨的耐磨性和低速运动的平稳性，减少或防止爬行。

由于在立柱一侧安装的A、B轴双摆角铣头悬伸长，重心前倾，使导轨受载不均匀，切削力较大产生倾覆力矩，使导轨面的压强增大。本发明为了减少导轨的本体变形，在左右每根导轨正面上分别增加一套卸荷装置，并且在导轨背面移动部件上部的上压板上，各安装一套卸荷装置。卸荷装置解决了A、B摆头部位倾覆力矩对立柱移动平稳的影响，提高立柱移动坐标的定位精度和动态特性。这套装置也适用立式单立柱挂悬伸长的主轴箱体。

附图说明

附图1是带A、B轴双摆角铣头立式五轴加工中心正面示意图；

附图2是图1的侧视图；

附图3是两导轨正面安装A卸荷装置的示意图；

附图4是A卸荷装置的放大示意图；

附图5是两导轨背面安装B卸荷装置的示意图；

附图6是B卸荷装置的放大示意图。

具体实施方式

结合附图说明本装置的联接关系：

带A、B轴双摆角铣头立式五轴加工中心机床，立柱7一侧立面的左、右并列分布两根钢导轨1和2，如图1、图2所示，移动部件在立柱7垂直方向作上下运动，A、B轴双摆头3固定在上压板4、滑板5和下压板6组成的移动部件上，其特征在于将A卸荷装置8、9分别安装在左、右导轨1、2正面，两套A卸荷装置中的滚动轴承10分别支承在左、右导轨2、1上。