[发明专利]高速卧式加工中心整机结构及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械制造设备，机床中的数控加工中心设计与制造。 

技术背景

近年来，随着国内装备制造业的蓬勃发展，作为装备制造母机的机床行业为了适应各种企业的需要，大力发展了一批高精度高速型机床。经过市场的调研和分析，现在许多行业需要高精度和快速节拍的卧式加工中心。目前市场上满足这类要求的机床主要是国外产品。现在国外卧式加工中心的速度普遍达到了40-60m/min，有的甚至达到了100m/min以上，而国内厂家还都停留在24m/min的水平上。 

发明内容

本发明目的是提供一种高速卧式加工中心整机结构及制造方法，该结构能使三向进给速度达到40m/min，以高性价比替代中端进口产品，以低价提升市场竞争力。 

高速卧式加工中心整机结构，包括床身、床身导轨、全套排屑，其特征在于床身采用三点支撑，X向床身导轨呈前低后高阶梯状分布，全套排屑包括加工区正下方设链板排屑器、前侧设对称螺旋排屑器、防护间顶部高设喷淋装置；在机床前部一点支撑部分上部设两套工作台交换机构，X、Y、Z三向进给坐标采用交流伺服电机带动滚珠丝杠无级传动。制造方法：经三维软件建模后用ANSYS软件分析对比，按等腰三角形分布三个地脚，使床身呈倒T型结构，立柱横向移动、工作台纵向移动；X向丝杠位于前低后高的两床身导轨之间，在保证Z轴强度的前提下，极大减轻移动部件立柱重量；直线运动采用X、Y、Z高速直线导轨，主传动采用两档变速，主轴转速6000rpm，X、Y、Z三向快速进给速度40m/min，两工作台回转交换。 

本发明技术要点及相应的显著效果： 

1、该机床采用三点支撑方式，确保精度稳定性，安装方便，节省时间。 

2、X向床身导轨呈前低后高阶梯状分布，这种设计在保证Z轴强度的前提下，可极大减轻移动部件立柱的重量，从而获得更高的加速度性能。 

3、本机床采用中间排屑方式，处于加工区域正下方的链板排屑器可以把在高速加工中产生的大量切屑快速可靠的输送走，同时在加工区域前侧还有两个螺旋排屑器可以将飞溅到前部的切屑运回中间链板排屑器，再由防护间顶部喷淋装置配合冲刷，可避免切屑堆积，减少机床热变性，提高机床精度稳定性。 

本发明机床为高速型机床，为整机结构设计了四轴三联动(四轴联动为选项)， 机床的三向快速进给速度达到40m/min，工作台630X630，交换采用回转交换，工作台交换时间12秒，刀具交换时间3.5秒，由于缩短了非切削时间，从而大大提高了生产效率。 

5、X、Y、Z导轨选用直线导轨，摩擦力小，定位精度高；X、Y、Z坐标与滚珠丝杠直接连接，各座标移动均采用交流进给伺服电机拖动，导轨快速移动40m/min。 

6、主轴转速6000rpm，主传动采用两档变速，变速范围大，主轴输出扭矩大，既可满足用户对大扭矩主轴的要求，又可满足用户对高转速主轴的要求，保证功率输出从低速到高速无缺口；直线运动采用高速直线导轨，实现高速直线运动，承载大，摩擦力小，吸振性好，可提高运动精度和定位精度，且低速运动时无爬行。 

本发明是结构比较新颖的高速型卧式加工中心，加大了主轴转速和快速的进给速度，配有自动双交换工作台，可减少辅助时间，提高效率。广泛应用于机械、汽车、冶金，纺织，航空航天等各行业机械类零件的加工，尤其适合零件平面的铣、钻、镗、铰、锪、攻丝等多种加工工序，它不仅具有在单位时间内实现高速切削的高效率性能，而且可使被加工零件获得高精度和高表面光洁度，本机床能够提高零件的加工精度和加工效率。 

附图说明

图1是高速卧式加工中心主机整体结构示意图； 

图2是图1的右视图； 

图3是图1的俯视图； 

图4是图1有三点支撑的仰视图； 

图5是本机床X向床身呈阶梯状的导轨示意图； 

图6是机床排屑结构示意图； 

图7是排屑结构俯视图； 

图8是交换台站双油缸驱动的回转交换示意图； 

图9是双油缸驱动示意图； 

图10是三向坐标与丝杠连接示意图； 

具体实施方式

高速卧式加工中心主机整体结构，见图1-3，主轴箱在Y轴上下移动，工作台沿Z轴前后移动，左右移动的立柱为X轴；其特征在于： 

1、机床三点支撑；