[实用新型]箱中箱结构横梁

说明书

技术领域

本实用新型涉及数控机床技术领域，尤其是涉及一种箱中箱结构横梁。

背景技术

传统加工中心的横梁一般有两种：定梁式和动梁式。定梁式结构简单，易于制造和调试，但加工速度比较低；动梁式龙门机床加工速度比较快，行程也较定梁式龙门机床大得多。

此外，定梁式龙门机床的横梁固定在两个立柱上，为了达到相应的刚性，横截面积通常比较大，内部的筋板也比较厚，因此，质量和体积均比较大，不利于节约材料和节省能源。

横梁是机床的重要部件，机床三个方向的运动都要经过其传动，是运动部分的基础部件，对运动速度、精度都有影响。重量大影响加速度；重量轻，刚性不足，振动加强，影响机床性能，达不到设计要求。

对于动梁式龙门机床，由于横梁在加工过程中需要频繁的起、停、加减速，需要承受很大的附加惯性力。对于高速机床而言，加工时间的70％用于机床进给机构的运动，真正用于切削的时间只有30％。此外，横梁由于自身重力产生的变形也是影响机床精度的一个很大的因素。所以，横梁刚度好，质量轻，是提高动梁式龙门机床加工效率和加工精度的重要条件。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种箱中箱结构横梁，它结构新颖，强度和刚性好，满足数控机床工作要求；重量轻，变形小，稳定性好，适宜作高速运动部件，能保证加工工件有良好的加工精度。

本实用新型的技术方案是：一种箱中箱结构横梁，横梁主体为中空的多箱体复合结构，主体的前部的上下部位分别设置有可与X向导轨配合安装的X向导轨安装面，主体的前部中间设置有一凹槽，所述凹槽的一侧设置有电机安装座，凹槽的另一侧设置有轴承套安装座；主体的下部设置有可与Y向滑块配合安装的Y向滑块安装面；主体上还设置有多个减重孔。

以下对上述技术方案作进一步的说明：

所述横梁主体上表面设置有上表面减重孔。

所述横梁主体下表面设置有下表面减重孔。

所述横梁主体后表面设置有后表面减重孔。

所述横梁主体侧面设置有侧面减重孔。

本实用新型的优点是：

1、本实用新型的箱中箱结构横梁，为了尽最大程度地提高横梁的刚度，提高切削速度，大范围的采用了中空的多箱体复合的箱中箱结构，在提高横梁刚度的同时降低其重量，既达到定梁式的高刚度，又有动梁式的低惯量。

2、本实用新型的箱中箱结构横梁，最大限度地增大了X轴直线导轨安装的中心距，使得溜板安装得更加稳固。

3、本实用新型的箱中箱结构横梁，采用多箱体复合的箱中箱结构，能够较多地减少筋板、减薄筋板，减轻重量，提高刚度，节能环保。经优化设计，只在受力较严重的位置设置小型圆弧型板。

4、本实用新型的箱中箱结构横梁，其导轨安装面尽量前伸，设计时将受力点尽量靠近主轴安装，克服了主轴加工时的切削力，使得切削振动得以抑制。

5、本实用新型的箱中箱结构横梁，加宽了横向导轨的中心距，对来自Z轴的运动、重量、切削力进行克服，以求达到减小静载荷和动载荷对横梁精度的影响，保证了加工的工件有良好的加工精度。

6、本实用新型的箱中箱结构横梁，通过有限元分析及拓扑优化对横梁结构进行了优化，得到了材料的最佳分配方案，承载部分保留或加强，非承载部分去除或削弱。强度和刚性达到设计要求，重量轻，变形小，稳定性好，适宜作高速运动部件。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的断面结构图(从背面观察)；

图3为本实用新型与Y向滑块安装时的结构示意图；

图4为本实用新型与X向导轨安装时的结构示意图；

图5为本实用新型与轴承套安装时的结构示意图；

图6为本实用新型与电机座安装时的结构示意图；

图7为安装有本实用新型的数控机床的结构示意图(主视)；

图8为安装有本实用新型的数控机床的结构示意图(立体)。

其中：1Y向滑块安装面；2电机安装座；3X向导轨安装面；4横梁主体；5上表面减重孔；6侧面减重孔；7轴承套安装座；11床身；12直驱式双轴精密转台；13龙门架；14横梁；15溜板；16复合式主轴箱；17主轴；18刀库；19排屑器；21Y向滑块；22Y向导轨；25X向导轨；26轴承套；27电机座。

具体实施方式

实施例：如图1、图2所示，一种箱中箱结构横梁，横梁主体4为中空的多箱体复合的箱中箱结构，横截面外形上大体为四边形与梯形结合的结构。