动柱式卧式加工中心结构设计

原文出处:
CN105690106A 工作机械
Inventor 吉田睦 
Original Assignee 大隈株式会社 
Priority date 2009-09-08
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现有技术中具有如下的工作机械：将沿前后方向的Z轴方向滑动的立柱设置在基 座上，并且，将主轴台以能沿上下方向的Y轴方向滑动的方式设置在该立柱上。基于图2对于这种工作机械51进行说明。

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图2中，X轴、Y轴以及Z轴为相互正交的轴，X轴 方向为左右方向，Y轴方向为上下方向，Z轴方向为前后方向。工作机械51中，轨道部件53、53以沿Z轴方向延伸的方式设置在基座52上，立柱54 以可沿Z轴方向移动的方式安装于轨道部件53、53，具有主轴57的主轴台56以可沿Y轴方向 滑动的方式设置在立柱54的前表面。 在采用工作机械51进行加工时，会使主轴台56沿Y轴方向移动。然而，越使主轴台 56朝上方滑动，立柱54的重心也就越朝上方移动，因此，存在立柱54的刚性和稳定性降低的 问题。虽然也能通过提高立柱54自身的刚性来解决该问题，但这样的话，会出现导致立柱54 的质量增大、使工作机械51整体大型化、用于驱动立柱54的电动机等也必须大型化等问题。文章源自 solidworks教程网 http://gocae.comsolidworks教程网-http://gocae.com/3672.html

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动柱式卧式加工中心结构设计

将用于设置支承体的被支承部设置在支承体上的主轴台的上下移动 范围内的高度位置，以比现有技术更靠上的位置将支承体支承于引导部件，因此，在使主轴 台朝支承体的上方侧移动时，从支承于引导部件的位置到主轴台的位置的高度距离变短。 因此，在不会使支承体的质量增大的情况下就可抑制因重心朝上方移动而引起的支承体的刚性和稳定性的下降。此外，还能使支承体的质量比现有技术小，可实现工作机械的小型 化，还可提高支承体的输送速度和加速度等，可实现效率良好的加工。并且，述基座以隔开预定间隔的方式立设有一 对壁部，因此，基座上下方向的厚度会增加，还能提高基座的弯曲刚性。文章源自 solidworks教程网 http://gocae.comsolidworks教程网-http://gocae.com/3672.html

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1：工作机械；2：基座(bed)；2a：壁部；3：Z轴轨道(引导部件)；4：立柱(支承体)；5：Y 轴轨道；6：主轴台；7：主轴；8：X轴轨道；9：载物台(table)；11：凸缘部(被支承部)文章源自 solidworks教程网 http://gocae.comsolidworks教程网-http://gocae.com/3672.html

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X轴、Y轴以及Z轴为相互正交的轴，X轴方向为左右方向，Y轴方向为上下方向，Z轴 方向为前后方向。为通过安装于主轴7的工具对载置在载物台9上的工件W进行加工的机 械，在作为基台的基座2，以沿X轴方向隔开预定间隔且平行的方式立设有一对沿Z轴方向延 伸的壁部2a、2a。此外，各壁部2a、2a的上表面铺设有沿Z轴方向延伸的Z轴轨道3。 标号4为立柱，在其前表面从大致上端到下端铺设有沿Y轴方向延伸的一对Y轴轨 道5、5。此外，在立柱4的左右侧面且上下方向上的大致中央位置，朝左右外方突出设置有凸 缘部11、11。此外，立柱4是以将凸缘部11、11安装在Z轴轨道3、3上并架设在壁部2a、2a之间 的方式来设置，立柱4的下半部分(下方部分)呈嵌入壁部2a、2a之间的状态。 此外，在立柱4的前表面，以可沿Y轴轨道5、5上下动的方式安装了具有主轴7的主 轴台6。因此，主轴台6可越过立柱4的支承位置、即凸缘部11、11的位置而朝下方移动。此外， 在位于主轴台7前方的基座2上，设置有朝X方向延伸的X轴轨道8、8，载物台9以可沿X轴移动 的方式设置在该X轴轨道8、8上。此外，立柱4、主轴台6、主轴7以及载物台9的各种动作受未 图示的NC装置控制。文章源自 solidworks教程网 http://gocae.comsolidworks教程网-http://gocae.com/3672.html

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采用上述结构的工作机械1，主轴台6以可从立柱4的前表面的大致上端到下端进 行移动的方式安装在立柱4，在该立柱4侧面的大致中央设置有凸缘部11、11，该凸缘部11、 11安装在被设置于壁部2a、2a的上表面的Z轴轨道3、3上。因此，在设置状态下，立柱4呈下半 部分嵌入壁部2a、2a之间的状态，仅上半部分比Z轴轨道3、3的支承位置朝上突出。即，通过 在比现有技术靠上方的位置支承立柱4，因此，在使主轴台6移动到立柱4的上端边际时，与 现有技术相比，从立柱4的支承位置到主轴台6的位置的高度距离变短。因此，在不会使立柱 4的质量增大的情况下就可抑制因重心朝上方移动而引起的立柱4的刚性和稳定性的下降。 此外，还能使立柱4的质量比现有技术小，可实现工作机械1的小型化，还可提高对立柱4的 沿Z轴方向的输送速度和加速度等，可实现效率良好的加工。此外，由于在基座2立设壁部2a、2a，因此，会增加基座2在Y轴方向的厚度，也能提 高基座2自身的弯曲刚性文章源自 solidworks教程网 http://gocae.comsolidworks教程网-http://gocae.com/3672.html

在基座2立设壁部2a、2a，并在该壁部2a、2a的上表面设置Z 轴轨道3、3，但也可代替设置壁部2a，而组合框状部件，在距基座2的上表面预定高度的上方 位置设置Z轴轨道。使主轴台6沿铅直方向移动，但若沿上下方向移动也可为 倾斜方向，例如，可将立柱4的前表面设置为倾斜面，使主轴台6沿倾斜面移动。此外，对于立 柱4，可使其位置沿水平方向移动，使其并不水平移动而是沿倾斜方向移动(例如，设定为Z 轴方向与水平面交差)也没有任何问题。在立柱4的上下方向的大致中央位置形成被支承部，但也 可对形成被支承部的位置的设计进行适当变更，只要在主轴台6的上下移动范围内即可。此 外，在形成被支承部时，可与立柱4一体形成，也可在立柱4的侧表面等固定另外的部件而形 成被支承部。