[实用新型]立式加工中心圆柱型立柱

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种立柱，具体是一种立式加工中心圆柱型立柱。

背景技术

立柱是立式加工中心的重要组成部分，连接工作台和主轴，其抗扭及抗弯性是保证整台立式加工中心精度的关键。现有常见立柱的外观图见图1～图5，其立柱1是横截面形状为矩形的箱型结构，现有设计常采用加大立柱1壁厚或立柱1内部增加筋板2的方式来提高其刚性，但这两种方法的通病在于刚性有限提高的同时立柱重量的激增，即刚性——重量比太低。图1示出了立柱在使用中的受力情况，其中X向力与Y向力为主轴对工件的切削反力，Z向力由切削反力与主轴部件重力共同构成，立柱所受三方向力与各自的力臂即导致了图2中所示的作用于立柱的三向弯矩，与三方向力相对应，三向弯矩分别为Mx、My和Mz。现有箱型立柱，无论是加大立柱壁厚或是增加筋板，在受到图1所示三向力和图2所示三向弯矩后，立柱都将产生较大的左右、前后及扭转变形，图3-图5为立柱变形后外观图，这三种变形直接影响主轴，造成机床整机加工精度下降。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种刚性——重量比较大的立式加工中心圆柱型立柱，能够以较小的材料重量提供较大的立柱抗扭和抗弯刚性。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：立式加工中心圆柱型立柱，包括立柱本体，所述的立柱本体包括内圆柱和设置在所述的内圆柱外侧的矩形外框，所述的内圆柱的横截面为封闭的环形截面，所述的内圆柱与所述的矩形外框通过若干筋板相连，所述的矩形外框的前侧对称设置有导轨安装部，所述的导轨安装部上安装有导轨，所述的矩形外框的底部对称设置有斜筋，安装后，所述的斜筋的底端与立式加工中心床身固定连接。

本实用新型的立柱，其矩形外框的主要作用是构造立柱外形及安装导轨，安装后在立式加工中心工作过程中，筋板将矩形外框所受的力及弯矩传递至内圆柱，实际由内圆柱承受力及弯矩，抵抗立柱的变形，从而使立柱产生左右、前后弯曲变形的X向力、Y向力、Z向力、X向力矩Mx、Z向力矩Mz以及使立柱产生扭转变形的Y向力矩My最终均由内圆柱承受。由于内圆柱的横截面为封闭的环形截面，因此区别于传统箱型立柱承受弯曲和扭转载荷，本实用新型立柱将弯曲和扭转载荷转换为以拉、压力为主的载荷，从而可提高板壁的固有频率，减少板壁的振颤、弯曲和扭转，在基本消除扭转变形、降低弯曲变形的同时，其刚性——重量比大大高于传统箱型立柱。

所述的筋板包括第一筋板、第二筋板和第三筋板，所述的矩形外框的四角与所述的内圆柱通过所述的第一筋板相连，所述的矩形外框的四边与所述的内圆柱通过所述的第二筋板相连，所述的导轨安装部与所述的内圆柱通过所述的第三筋板相连。在保证立柱刚性和强度的基础上，第一筋板、第二筋板和第三筋板的设计，能够减少立柱的用料，起到较好的减重作用。

所述的第一筋板设置在所述的矩形外框的对角面上，所述的第二筋板设置在所述的矩形外框的对称面上，所述的第三筋板与临近的第一筋板平行，以便将矩形外框所受的力及弯矩可靠、有效地传递至内圆柱，确保扭转及弯曲变形的消除。

所述的内圆柱、所述的矩形外框、所述的导轨安装部和所述的若干筋板一体设置。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型提供的立式加工中心圆柱型立柱，区别于传统箱型立柱承受弯曲和扭转载荷，本实用新型在不增加自身重量的前提下，能够以较小的材料重量提供较大的立柱抗扭和抗弯刚性，将弯曲和扭转载荷转换为以拉、压力为主的载荷，从而提高板壁的固有频率，减少板壁的振颤、弯曲和扭转，在基本消除扭转变形、降低弯曲变形的同时，其刚性——重量比大大高于传统箱型立柱。

附图说明

图1为传统立柱使用时的受力示意图；

图2为传统立柱使用时所受弯矩示意图；

图3为传统立柱的X向变形示意图；

图4为传统立柱的Y向变形示意图（对应于图3的俯视图）；

图5为传统立柱的Z向变形示意图（对应于图3的左视图）；

图6为实施例立柱的正视图；

图7为图6中A-A剖视图；

图8为图6中B-B剖视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。