专利名称：一种龙门铣床的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机床设备技术领域，特别涉及一种龙门铣床。
背景技术：
近年来我国数控机床的发展有了很大的进步，产品品种、数量、质量均有了显著的提高，为我国航空工业的发展 起到了很大的支持作用，但是飞机制造厂急需大量配置的各类五坐标数控机床均无法满足，此类设备采购对象仍是以欧美进口机床为主。比如高速卧式加工中心、大型五坐标高速双龙门铣床、五坐标高速立加等飞机制造厂急需设备，在国内尚处于空白状况。现有机床的横梁一般采用高强度铸铁材料制造。由于受铸铁材料的弹性模量和抗拉强度等因素的制约和铸造工艺性的限制，横梁内部加强筋厚度至少为20-30_，内部筋腔必须均匀布置，这使得为了在某些应力集中部位增加筋腔密度而不得不将横梁整体筋腔数量增加，使横梁重量不必要的增大，由自重所引起的挠度变形显著；虽经数控系统进行精度补偿可满足加工需要，但仍然对其精度有所影响。
实用新型内容(一)要解决的技术问题如何提供一种龙门铣床，以克服横梁由于自重引起的挠度变形问题，提高龙门铣床的加工精度。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，本实用新型提供一种龙门铣床，其包括床体、拖板和横梁；所述拖板设置在所述床体上，所述横梁设置在所述拖板上；所述横梁的主要承靠面呈下开口的抛物线形，并且所述抛物线的凸起部分刚好补偿所述横梁由于自重引起的挠度变形。优选地，所述抛物线的方程式如下y = -I. 95 X 10 7χ2+0· 05其中X的数值范围为-1600mm ^ x ^ 1600mm。优选地，所述横梁由钢材焊接而成，整体呈箱型结构，中心部分由两组槽钢相对焊接而成，并且沿所述槽钢的长度方向焊接有通长直筋。优选地，在所述箱型结构内部，垂直所述槽钢长度方向设置有多个筋板，并且在所述横梁与所述拖板的连接部分设置的所述筋板数量多于其他部分。优选地，所述龙门铣床还包括用于驱动所述横梁的驱动电机；所述驱动电机与所述拖板连接，并且所述驱动电机包括主电机和副电机。优选地，所述主电机带动一个齿轮作为主齿轮；所述副电机带动一个齿轮作为副齿轮；所述主齿轮和副齿轮通过齿条连接。优选地，所述龙门铣床还包括滑鞍和滑枕；所述滑鞍设置在所述床体上，所述滑枕和所述滑鞍滑动连接。优选地，在所述滑枕的下端面设置有A轴和C轴双摆联动头。[0016]优选地，所述龙门铣床还包括工作台；所述工作台设置在所述龙门铣床的底部，并且与所述床体连接。优选地，所述工作台为HT300铸造件，并且在所述工作台的底部设置有地脚。(三)有益效果本实用新型的龙门铣床通过将横梁的主要承靠面设计为抛物线形，并且采用钢焊接结构的横梁取代传统的铸铁结构的横梁，有效克服了横梁由于自重引起的挠度变形问题，提供了龙门铣床的加工精度。同时，由于采用 本实用新型的横梁结构，还减小了横梁自重，从而提高了龙门铣床的进给速度，减少了加工时间，提高了加工效率。
图I是本实用新型实施例所述的龙门铣床的前视图；图2是本实用新型实施例所述的龙门铣床的右视图；图3是本实用新型实施例所述的横梁的形状示意图；图4是本实用新型实施例所述的横梁的结构示意图；图5是本实用新型实施例所述的龙门铣床的横梁部分的局部示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。图I是本实用新型实施例所述的龙门铣床的前视图；图2是本实用新型实施例所述的龙门铣床的右视图。如图I、图2所示，所述龙门铣床包括床体100、拖板200、横梁300、滑鞍400、滑枕500、联动头600和工作台700。所述拖板200设置在所述床体100上，并且所述拖板200在所述床体100上可沿X向移动。所述横梁300设置在所述拖板200上，所述滑鞍400设置在所述床体100上，并且可以沿所述横梁300实现Y向进给。所述滑枕500与所述滑鞍400滑动连接，可以沿所述滑鞍400实现Z向进给。在所述滑枕500的下端面固定安装A轴和C轴双摆联动头600，实现所述龙门铣床A轴方向连续摆动和五轴头的沿C轴方向连续旋转。所述工作台700设置在所述龙门铣床的底部，并且与所述床体100连接。所述工作台700为HT300铸造件，并且在其底部设置有地脚。所述床体100、拖板200和滑鞍400均为铸铁件。所述工作台700为HT300铸造件，耐磨性强、抗压性能好，并且在其底部设置有地脚，分布均匀的地脚使固定安装的所述工作台700受力均匀，承重达到5000kg/m2以上。图3是本实用新型实施例所述的横梁的形状示意图。如图3所示，所述横梁300的主要承靠面呈下开口的抛物线形，并且所述抛物线的凸起部分刚好补偿所述横梁由于自重引起的挠度变形。所述抛物线的方程式如下y = ax2+b ；其中，a和b均为常数,本实施例中X的数值范围为-1600mm彡x彡1600mm,即所述横梁300的长度为3. 2m，相应的a的数值为-I. 95X 10_7，b的数值为O. 05。当横梁的长度改变时，应该适当调整a和b的数值，以保证抛物线的凸起部分刚好补偿横梁由于自重引起的挠度变形。图4是本实用新型实施例所述的横梁的结构示意图。如图4所示，所述横梁300由钢材焊接而成，整体呈箱型结构，中心部分由两组槽钢相对焊接而成，并且沿所述槽钢的长度方向焊接有通长直筋301。在所述箱型结构内部，垂直所述槽钢长度方向设置有多个筋板302，并且在所述横梁与所述拖板的连接部分设置的所述筋板302数量多于其他部分。经过有限元分析发现所述横梁300在所述连接部分的应力较为集中，因此，在这部分设置较多的所述筋板302，能够增加所述横梁300的抗弯能力，同时不会导致中间部分挠度变形。图5是本实用新型实施例所述的龙门铣床的横梁部分的局部示意图。如图5所示，所述龙门铣床还包括用于驱动所述横梁300的驱动电机800 ;所述驱动电机800与所述拖板200连接，并且所述驱动电机800包括主电机801和副电机802。所述主电机801带动一个齿轮作为主齿轮901 ;所述副电机802带动一个齿轮作为副齿轮902 ;所述主齿轮901和副齿轮902通过齿条1000连接，进而实现所述主齿轮901和副齿轮902之间的传动。目前在大型机床驱动系统中大都采用本实施例所述的齿轮齿条传动结构，这种结构不受行程限制，传递扭矩大、刚性好。但是由于齿轮齿条之间存在啮合间隙并且行星减速机内也存在背隙，这些因素势必要影响到机床运动的精度和同步性。为了消除这种间隙，对齿轮齿条的精度要求很高，而且机械式消隙结构也非常复杂，并且可靠性不高。而采用本实施例所述的双驱动电机结构，通过机床电气系统对所述驱动电机800进行设置，根据机床运行的不同情况，施加相反方向的全程预载，可以有效去除间隙，提高机床的精度和可靠性。具体工作原理如下(I)停止状态时，主电机801、副电机802停转，电气系统分别为主电机801和副电机802施加相反方向的预载，在预载力的作用下，使主齿轮901与副齿轮902分别抵住齿条1000前后面，达到消除齿隙的目的。(2)加速状态时，主电机801、副电机802加速运转，电气系统为主电机801和副电机802施加同向的驱动力矩，负载连续加速运动。(3)匀速状态时，电气系统为主电机801、副电机802施加同向的驱动力矩。当预加转矩大于摩擦转矩时，主齿轮901作为驱动齿轮，副齿轮902制动。当摩擦转矩大于预加转矩时，主齿轮901和副齿轮902同时作为驱动齿轮，负载匀速运动。(4)减速状态时，电气系统为主电机801、副电机802施加同向，但与负载运动方向相反的驱动力矩，当负载停止运动时驱动力矩消失，主电机801、副电机802在预载力的作用下消除间隙。所述龙门铣床布局规整，设有全封闭防护间，配有安全电子门锁和宽敞的安全观察窗，除有效防止加工切屑和冷却液飞溅外，确保高速加工的安全性。所述龙门铣床的冷却、液压、气动和润滑系统集中控制，并布置在所述防护间外侦牝便于监测和调整；电气控制系统位于所述防护间外侧，便于操作和调试。 所述龙门铣床共有三个直线传动轴(X轴、Y轴和Z轴)，在这三个直线传动轴中，每一对相互运动部件间均采用滚柱导轨导向，其轻快地无间隙高速运动，可使机床获得较高的几何精度和定位精度，并具有较强的刚性和长久的精度保持性，而且维护保养非常简便。机床各坐标轴的驱动中心均靠近移动部件质心，传动刚度高；机床的驱动连接配以高刚性联轴器，使得该机床既有卓越的动力输出又有稳定的机械性能。所述龙门铣床在X、Y、Z三个坐标轴方向上均设有直线光栅尺，实现全闭环反馈，可使机床获得稳定的位置精度。并且通过优化各伺服轴传动参数，从而达到机床动态特性最优化。所述龙门铣床主要气动元件为SMC( —个气动元件制造商)产品，性能可靠，安装、调整操作简单。坐标轴油脂润滑系统采用递进式两级分配器，数控系统自动控制、定时定量地向各传动元件输送专用润滑剂，给油量可调，并有油路堵塞报警。所述龙门铣床还配有2000L大容量水箱，并且在所述工作 台700两侧各配置一套链式排屑器，后部设有提升装置，可实现整机集中排屑。本实用新型实施例所述的龙门铣床通过将横梁的主要承靠面设计为抛物线形，并且采用钢焊接结构的横梁取代传统的铸铁结构的横梁，有效克服了横梁由于自重引起的挠度变形问题，提供了龙门铣床的加工精度。同时，由于采用本实用新型的横梁结构，还减小了横梁自重，从而提高了龙门铣床的进给速度，减少了加工时间，提高了加工效率。以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求1.一种龙门铣床，其特征在于，包括床体、拖板和横梁；所述拖板设置在所述床体上，所述横梁设置在所述拖板上；所述横梁的主要承靠面呈下开口的抛物线形，并且所述抛物线的凸起部分刚好补偿所述横梁由于自重引起的挠度变形。
2.如权利要求I所述的龙门铣床，其特征在于，所述抛物线的方程式如下y = -I. 95X1(T7x2+0. 05 其中X的数值范围为-1600mm≤x≤1600mm。
3.如权利要求I所述的龙门铣床，其特征在于，所述横梁由钢材焊接而成，整体呈箱型结构，中心部分由两组槽钢相对焊接而成，并且沿所述槽钢的长度方向焊接有通长直筋。
4.如权利要求3所述的龙门铣床，其特征在于，在所述箱型结构内部，垂直所述槽钢长度方向设置有多个筋板，并且在所述横梁与所述拖板的连接部分设置的所述筋板数量多于其他部分。
5.如权利要求I所述的龙门铣床，其特征在于，所述龙门铣床还包括用于驱动所述横梁的驱动电机；所述驱动电机与所述拖板连接，并且所述驱动电机包括主电机和副电机。
6.如权利要求5所述的龙门铣床，其特征在于，所述主电机带动一个齿轮作为主齿轮；所述副电机带动一个齿轮作为副齿轮；所述主齿轮和副齿轮通过齿条连接。
7.如权利要求I所述的龙门铣床，其特征在于，所述龙门铣床还包括滑鞍和滑枕；所述滑鞍设置在所述床体上，所述滑枕和所述滑鞍滑动连接。
8.如权利要求7所述的龙门铣床，其特征在于，在所述滑枕的下端面设置有A轴和C轴双摆联动头。
9.如权利要求I所述的龙门铣床，其特征在于，所述龙门铣床还包括工作台；所述工作台设置在所述龙门铣床的底部，并且与所述床体连接。
10.如权利要求9所述的龙门铣床，其特征在于，所述工作台为HT300铸造件，并且在所述工作台的底部设置有地脚。
专利摘要本实用新型公开了一种龙门铣床，涉及机床设备领域。所述龙门铣床包括床体、拖板和横梁；所述拖板设置在所述床体上，所述横梁设置在所述拖板上；所述横梁的主要承靠面呈下开口的抛物线形，并且所述抛物线的凸起部分刚好补偿所述横梁由于自重引起的挠度变形。所述龙门铣床通过将横梁的主要承靠面设计为抛物线形，并且采用钢焊接结构的横梁取代传统的铸铁结构的横梁，有效克服了横梁由于自重引起的挠度变形问题，提供了龙门铣床的加工精度。同时，由于采用本实用新型的横梁结构，还减小了横梁自重，从而提高了龙门铣床的进给速度，减少了加工时间，提高了加工效率。
文档编号B23C9/00GK202356867SQ20112037484
公开日2012年8月1日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者佟玉霞, 刘西恒, 孟祥宇, 杨力, 狄素华, 田绍新, 魏峰 申请人:北京君研海天科技有限公司, 宁波海天精工机械有限公司