[发明专利]桥式龙门有色金属及复合材料加工中心

说明书

技术领域

本发明涉及有色金属及复合加工加工中心领域，尤其涉及一种大型桥式龙门有色金属机复合材料加工中心。

背景技术

众所周知，未来的飞机结构所采用的钛合金和复合材料的比例将大幅度提升，铝合金的需求会有所下降，钛合金和复合材料的加工机床会逐渐受青睐。在航天领域，大型运载火箭的壳体有很大部分采用铝合金制造，以往的工艺采用腐蚀的加工工艺方法，该方法虽然能够满足航天要求，但对于壳体的品质控制存在不足。

目前该类材料制品尚无满足上述加工要求的加工设备，已知的现有切削加工方式有3种：

1.激光雕刻：目前国内的激光雕铣机仅能完成平面作用，无法完成复杂的三维立体加工，而进口具有三维立体加工功能的激光雕铣机价格十分昂贵，不适合低成本制品的加工要求；

2.利用金属切屑机床切削、雕铣：能完成复杂三维立体切削一般都要五轴联动机床，而五轴联动金属切削机床结构复杂、价格昂贵，致使有色金属制品的切削、雕铣成本过高；

3.利用桥式龙门切削机床：安装五轴联动主轴头，能实现非金属的切削需求，但大部分采用齿排或螺杆传动，由于传动中机械零件的磨耗以及配合间隙，具有较大的转动惯量、弹性变形、反向间隙、运动滞后、摩擦、振动、噪声及磨损，不利于长久性的高精度加工因此只能满足加工精度不高的制品（参照图1、图2、图3）。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的上述缺点，提出一种操作方便、加工体积大、加工成本低、加工效率高、加工精度较高、加工范围广，能够满足大型有色金属及复合材料多面体加工的高精度五轴联动桥式龙门有色金属及复合材料加工中心。

本发明采用如下技术方案：

桥式龙门有色金属及复合材料加工中心,包括工作台、设置于工作台上方的龙门架，安装于龙门架上的直线电机传动机构以及机头，其特征在于：所述龙门架包括两分别固定于工作台两侧互相平行的立柱组、两分别固定于两立柱组顶部的X轴基座、设置于两组立柱组之间的横梁、固定于所述横梁两端且可沿所述X轴基座滑动的X轴滑座以及设置于横梁上可沿横梁滑动的Y轴滑座，所述X轴基座、所述横梁和所述机头上分别设有X轴线轨、Y轴线轨和Z轴线轨，所述机头活动地设置于所述Y轴滑座上，机头上还设有分别可绕A轴和C轴转动的主轴。

进一步地，所述直线电机传动机构包括分别设置于所述X轴线轨两侧、所述Y轴线轨两侧和所述Y轴滑座上的磁板，若干分别固定于所述X轴滑座、所述Y轴滑座和所述机头上与磁板相对应的感应线圈。

进一步地，所述横梁包括L形支承板、设置于该L形支承板上的斜板以及分别位于L形支承板顶部和底部一侧的第一Y轴线轨；所述Y轴滑座包括倒L形基板、设置于该倒L形基板上的连接板，以及分别位于该倒L形基板顶部下端面和底部一侧且可分别沿所述第一Y轴线轨、第二Y轴线轨滑动的上、下滑块，该倒L形基板与所述L形支承板关于所述斜板对称设置。

进一步地，所述斜板的上下两端分别与所述L形支承板的上下两端相连，且所述第一Y轴线轨和第二Y轴线轨分别位于所述斜板和所述L形支承板的相接处。

进一步地，还包括设置于所述X轴滑座和所述Y轴滑座上的刹车装置，该刹车装置包括分别跨设于所述X轴线轨、所述Y轴线轨和所述Z轴线轨上的门形壳体和分别设置于壳体内且对称地位于线轨两侧的刹车机构。

进一步地，所述刹车机构包括制动块，可相对壳体在钳制线轨的位置和释放线轨的位置之间移动；活塞机构，设置于壳体内且可在第一位置和第二位置之间移动，当活塞机构在第一位置，制动块由活塞机构驱动处于钳制线轨的位置，当活塞机构在第二位置，制动块由活塞机构驱动处于释放线轨的位置；弹性机构，与活塞机构相连，驱动活塞机构向第一位置移动并保持该位置；气动机构，控制活塞机构在第一位置和第二位置之间移动。

进一步地，所述气动机构包括形成于所述壳体内的第一腔室、固定于第一腔室内的导向块以及与第一腔室连通驱动活塞机构沿平行线轨方向运动的气压装置；所述弹性机构包括弹簧，所述壳体配设有容纳该弹簧的第二腔室；所述活塞机构包括设置于所述第一腔室和所述第二腔室之间的挡板和与该挡板连接的变径活塞杆，所述制动块和所述导向块分别位于该活塞杆两侧且配合活塞杆形状设置成楔形。

进一步地，所述立柱组包括四个间隔设置的立柱。

进一步地，所述X轴基座、所述横梁和所述机头上设有分别位于所述X轴线轨、所述Y轴线轨和所述Z轴线轨一侧的光学尺。

进一步地，所述Y轴滑座上还设有配重机构。