[发明专利]一种立式主轴加工装置

说明书

本发明涉及精密制造技术领域，尤其涉及一种立式主轴加工装置，包括主轴加工组件、立柱和回滞力矩补偿结构，主轴加工组件设置于立柱上且可沿竖直方向移动，回滞力矩补偿结构包括配重块、配重带和第一定滑轮，第一定滑轮设置于立柱的顶部，配重带一端固定于主轴加工组件上，配重带另一端绕过第一定滑轮与配重块连接。本发明的主轴加工组件与立柱连接，并沿立柱的竖向上下运动，实现主轴加工组件的空载和切削加工状态的运行，配重块通过配重带与主轴加工组件紧固连接形成回滞力矩补偿结构，当主轴加工组件运动时，通过配重带配合第一定滑轮带动配重块共同运动，以此实现主轴加工组件的回滞力矩补偿，提高主轴加工组件的工作精度和稳定性。

技术领域

本发明涉及精密制造技术领域，尤其涉及一种立式主轴加工装置。

背景技术

精密机床是装备制造业的关键制造母机，关系到装备制造生产连的关键环节和基础实力，然而，这些精密机床的结构精度设计和精度保持是精密机床制造的核心难题，如何便捷高效地实现精密机床的精度稳定性设计成为迫切内容，目前常用的精密机床结构设计方法主要集中在静态高刚性设计、重心驱动以及结构轻量化设计等方法，并且获得了广泛应用，但是这些方式仍旧存在以下问题：

(1)针对不同的机床结构系列，传统的结构精度优化设计不能有效解决机床精度的稳定性问题。

(2)针对立式加工中心等悬臂式机床结构，很难实现有效地精度提高和高刚性结构精度优化设计。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是解决现有的机床精度结构不能有效、便捷地保证立式加工中心的精度稳定性的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种立式主轴加工装置，包括主轴加工组件、立柱和回滞力矩补偿结构，所述主轴加工组件设置于所述立柱上且可沿竖直方向移动，所述回滞力矩补偿结构包括配重块、配重带和第一定滑轮，所述第一定滑轮设置于所述立柱的顶部，所述配重带一端固定于所述主轴加工组件上，另一端绕过所述第一定滑轮与所述配重块连接。

其中，所述配重带与所述主轴加工组件的连接点与所述主轴加工组件的重心重合。

其中，所述配重块在所述主轴加工组件的带动下沿竖直方向移动。

其中，所述立柱上沿竖直方向设有导轨，所述主轴加工组件与所述导轨连接并可沿所述导轨移动。

其中，所述主轴加工组件包括主轴箱和主轴，所述主轴与所述主轴箱连接，且所述主轴的下表面设有刀具，所述配重带与所述主轴箱连接。

其中，所述主轴加工组件的回滞力矩平衡方程在空载状态下为ML₁+GΔH₁＝GL₁；所述主轴加工组件的回滞力矩平衡方程在加工状态下为ML₁+FL_F+GΔH₁＝GL₁；其中，M为所述配重块的重量，L₁为所述主轴加工组件的重心至所述导轨的垂直距离，G为所述主轴加工组件的重力，ΔH₁为所述主轴加工组件的力矩形位补偿，F为所述刀具所受的变动切削力，L_F为所述变动切削力至所述导轨的垂直距离。

其中，所述回滞力矩补偿组件还包括第二定滑轮，所述第二定滑轮设置于所述主轴箱上，所述配重带依次绕过所述第一定滑轮与所述第二定滑轮与所述主轴箱连接。

其中，还包括底座，所述立柱设置于所述底座上，所述底座上表面设有放置工件的平台。

其中，所述主轴箱的两侧分别与两根所述配重带连接，且连接点为与所述主轴加工组件的重心在水平方向上重合的位置。

(三)有益效果