主從式雙z軸龍門床身結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)床床身結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具體涉及主從式雙Z軸龍門床身結(jié)構(gòu)。采用本發(fā)明可以在一臺(tái)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)精密、超精密工件的粗、精加工，顯著縮短元件加工時(shí)的裝夾、調(diào)平、找正等準(zhǔn)備時(shí)間。
【背景技術(shù)】
[0002]進(jìn)入二十一世紀(jì)后，我國(guó)機(jī)床行業(yè)發(fā)展較快，特別是各行業(yè)急需的大型、重型、超重型龍門加工中心和數(shù)控龍門鏜銑床，已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)國(guó)產(chǎn)化快速發(fā)展期。但目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的龍門床身結(jié)構(gòu)機(jī)床均采用Z軸獨(dú)立布局結(jié)構(gòu)，如長(zhǎng)春光機(jī)所研制的FSGJ-3非球面數(shù)控加工中心采用的是龍門式單溜板配單Z軸的布局形式，發(fā)明專利雙柔性磨頭磁流變拋光裝置”采用的是龍門床身上平行配置兩個(gè)獨(dú)立式Z軸的結(jié)構(gòu)。國(guó)內(nèi)尚無(wú)采用關(guān)聯(lián)主從式雙Z軸龍門床身結(jié)構(gòu)的機(jī)床，而這種主從式雙Z軸結(jié)構(gòu)機(jī)床，對(duì)于多工序元件加工將會(huì)減少裝夾、找正的加工輔助時(shí)間，能顯著提高加工效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種能實(shí)現(xiàn)粗、精加工且能顯著提高加工效率的主從式雙Z軸龍門床身結(jié)構(gòu)。
[0004]本發(fā)明為解決技術(shù)問(wèn)題所采用的方案是:龍門床身底座上配置X軸、龍門床身立柱上配置Y軸，Y軸溜板上配置Z1軸，Z i軸溜板上配置Z 2軸，Z i軸由液壓氣缸配重平衡。Z 2軸固定在Z1軸上隨Z i軸運(yùn)動(dòng)，且Z 2軸能獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，這樣固定在Z i軸上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和固定在4軸上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)不僅能獨(dú)立地執(zhí)行加工任務(wù)，而且能相互配合地完成同一工件的不同工序。
[0005]一種主從式雙Z軸龍門床身結(jié)構(gòu)，包括龍門床身、Y軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、Y軸導(dǎo)向系統(tǒng)、Y軸溜板、Z1軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、Z i軸導(dǎo)向系統(tǒng)、Z 4由溜板、Z 2軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、Z 2軸導(dǎo)向系統(tǒng)、Z 2軸溜板、X軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、X軸導(dǎo)向系統(tǒng)、X軸溜板、Z1軸執(zhí)彳丁機(jī)構(gòu)、Z工和Z 2軸配重液壓缸、測(cè)頭、Z 2軸執(zhí)行機(jī)構(gòu)。X軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)及溜板安裝在龍門床身底座上；Y軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)及溜板安裝在龍門床身立柱上軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)及溜板安裝在Y軸溜板上；ζ2軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)及溜板安裝在Zji溜板上；Χ、Y、Z 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為伺服電機(jī)+絲杠螺母、其導(dǎo)向系統(tǒng)為直線導(dǎo)軌和滑塊；4軸只要求上下極限位置，其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以采用伺服電機(jī)和絲杠螺母、氣缸、液壓缸中的任意一種，其導(dǎo)向系統(tǒng)采用直線導(dǎo)軌+滑塊；ZjPZ2軸的配重液壓缸活塞缸與Y軸溜板相連，活塞與Z1軸溜板相連；Z i軸執(zhí)行機(jī)構(gòu)固定在Z i軸溜板上，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以是銑刀、鏜刀、砂輪、磨頭中的任意一種加工系統(tǒng)；z2軸執(zhí)行機(jī)構(gòu)固定在&軸溜板上，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以是銑刀、鏜刀、砂輪、磨頭中的任意一種加工系統(tǒng)；測(cè)頭固定在Z1軸溜板上。
[0006]本發(fā)明的特點(diǎn)是:龍門床身的Z軸采用主從式雙Z軸結(jié)構(gòu)，Z1軸為主Z軸，實(shí)現(xiàn)豎直方向的長(zhǎng)距離運(yùn)動(dòng)，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)為大的銑刀、鏜刀、砂輪、磨頭中的任意一種，加工速度快，加工效率高，可以作為粗加工使用；Z2軸為從Z軸，當(dāng)Z i軸帶著Z 2軸豎直方向運(yùn)動(dòng)到某一位置并保持此位置后，&軸在豎直方向小距離運(yùn)動(dòng)并達(dá)到加工位置，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)為小的銑刀、鏜刀、砂輪、磨頭中的任意一種，加工速度稍慢，加工效率稍低，可以作為精加工使用；Zji運(yùn)動(dòng)時(shí)是帶著z 2軸一起運(yùn)動(dòng)的，而z 2軸的運(yùn)動(dòng)為獨(dú)立的自身運(yùn)動(dòng)；雙z軸結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了工件在一臺(tái)設(shè)備上一次性裝夾、調(diào)平、找正后就能完成工件的全部粗、精加工，從而大大縮短了工件加工準(zhǔn)備時(shí)間，顯著提高了加工效率。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1主從式雙Z軸龍門床身結(jié)構(gòu)主視圖；
圖2主從式雙Z軸龍門床身結(jié)構(gòu)左視圖；
圖中:1.龍門床身 2.Y軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)3.Y軸導(dǎo)向系統(tǒng) 4.Y軸溜板
5.Z1軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 6.Z1軸導(dǎo)向系統(tǒng) 7.Z1軸溜板 8.Z2軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 9.22軸導(dǎo)向系統(tǒng) 10.Z2軸溜板 11.X軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 12.X軸導(dǎo)向系統(tǒng) 13.X軸溜板 14.Z1軸執(zhí)行機(jī)構(gòu) 15.Z jP Z 2軸配重液壓缸 16.測(cè)頭 17.Z 2軸執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0008]圖中，本發(fā)明涉及一種主從式雙Z軸龍門床身結(jié)構(gòu)，包括龍門床身1，Y軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2，Y軸導(dǎo)向系統(tǒng)3，Y軸溜板4，Z1軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)5，Z i軸導(dǎo)向系統(tǒng)6，Z i軸溜板7，Z 2軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)8，Z2軸導(dǎo)向系統(tǒng)9，Z2軸溜板10，X軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)11，X軸導(dǎo)向系統(tǒng)12，X軸溜板13，Z 4由執(zhí)行機(jī)構(gòu)14，ZjP Z2軸配重液壓缸15，測(cè)頭16、Z2軸執(zhí)行機(jī)構(gòu)17。
[0009]X軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)11、X軸導(dǎo)向系統(tǒng)12、X軸溜板13安裝在龍門床身I的底座上，由X軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)11驅(qū)動(dòng)X軸溜板13在X軸行程內(nèi)運(yùn)動(dòng)；Y軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2、Υ軸導(dǎo)向系統(tǒng)3、Υ軸溜板4安裝在龍門床身I的立柱上，由Y軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2驅(qū)動(dòng)Y軸溜板4在Y軸行程內(nèi)運(yùn)動(dòng)；Z1軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)5、Z i軸導(dǎo)向系統(tǒng)6、Z i軸溜板7安裝在Y軸溜板4上，由Z i軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)5驅(qū)動(dòng)Z1軸溜板7在Z i軸行程內(nèi)運(yùn)動(dòng)；Z 2軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)8、Z 2軸導(dǎo)向系統(tǒng)9、Z 2軸溜板10安裝在Z ι軸溜板7上，由Z2軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)8驅(qū)動(dòng)Z 2軸溜板10在Z 2軸行程內(nèi)運(yùn)動(dòng)；X軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)11、Y軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2、Z1軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)5為伺服電機(jī)和絲杠螺母結(jié)構(gòu)、其導(dǎo)向系統(tǒng)為直線導(dǎo)軌+滑塊結(jié)構(gòu)；Z2軸只要求上下極限位置，Z2軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)8可以采用伺服電機(jī)和絲杠螺母、氣缸、液壓缸結(jié)構(gòu)中的任意一種結(jié)構(gòu)，Z2軸導(dǎo)向系統(tǒng)9采用直線導(dǎo)軌+滑塊；ZjPZ2軸配重液壓缸15的活塞缸與Y軸溜板4相連，ZjP Z 2軸配重液壓缸15的活塞與Z i軸溜板7相連；Z !軸執(zhí)行機(jī)構(gòu)14固定在Z1軸溜板7上，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以是銑刀、鏜刀、砂輪、磨頭中的任意一種加工系統(tǒng)；Z2軸執(zhí)行機(jī)構(gòu)17固定在Z2軸溜板10上，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以是銑刀、鏜刀、砂輪、磨頭中的任意一種加工系統(tǒng)，測(cè)頭16固定在Z1軸溜板7上，測(cè)頭16由氣缸驅(qū)動(dòng)其運(yùn)動(dòng)；Ζ ι軸溜板7、Z2軸溜板10、測(cè)頭16具有嚴(yán)格確定的安裝位置關(guān)系。
[0010]本發(fā)明的主從式雙Z軸龍門床身結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)是這樣的:首先在X軸溜板13上調(diào)整、固定工件，然后用測(cè)頭16找正工件中心，接著Z1軸溜板7帶著Z i軸執(zhí)行機(jī)構(gòu)14按數(shù)控程序的加工工藝路線，在X軸、Y軸的聯(lián)動(dòng)配合下完成加工工序；當(dāng)需要用到Z2軸執(zhí)行機(jī)構(gòu)17加工工件時(shí)，Z2軸溜板10首先運(yùn)動(dòng)到負(fù)極限位置，接著Z i軸溜板7帶著Z 2軸執(zhí)行機(jī)構(gòu)17按數(shù)控程序的加工工藝路線，在X軸、Y軸的聯(lián)動(dòng)配合下完成加工工序。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.主從式雙Z軸龍門床身結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的床身結(jié)構(gòu)包括龍門床身(1)，Y軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(2)，Y軸導(dǎo)向系統(tǒng)(3)，Y軸溜板(4)，Z1軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(5)，Z1軸導(dǎo)向系統(tǒng)(6)，Z工軸溜板(7 )，Z2軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(8 )，Z 2軸導(dǎo)向系統(tǒng)(9 )，Z 2軸溜板(10 )，X軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(11)，X軸導(dǎo)向系統(tǒng)(12 )，X軸溜板(13)，Z1軸執(zhí)行機(jī)構(gòu)(14 )，Z:軸和Z 2軸配重液壓缸(15 )，測(cè)頭(16 )、Z2軸執(zhí)行機(jī)構(gòu)(17) ；Z i軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(5)、Z i軸導(dǎo)向系統(tǒng)(6)、Z i軸溜板(7)安裝在Y軸溜板(4)上，Z2軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(8)、Z 2軸導(dǎo)向系統(tǒng)(9)、Z 2軸溜板(10)安裝在Z i軸溜板(7)上，Z 4由執(zhí)行機(jī)構(gòu)(14)固定在Z1軸溜板(7)上，Z 2軸執(zhí)行機(jī)構(gòu)(17)固定在Z 2軸溜板(10)上，測(cè)頭(16)固定在Z1軸溜板(7)上，測(cè)頭(16)由氣缸驅(qū)動(dòng)其運(yùn)動(dòng)，Z i軸溜板(7)、Z2軸溜板(10)、測(cè)頭(I6)具有嚴(yán)格確定的安裝位置關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主從式雙Z軸龍門床身結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述Z挪執(zhí)行機(jī)構(gòu)(14)為銑刀、鏜刀、砂輪、磨頭中的任意一種，銑刀、鏜刀、砂輪、磨頭固連在Z1軸溜板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主從式雙Z軸龍門床身結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述Z2軸執(zhí)行機(jī)構(gòu)(17)為銑刀、鏜刀、砂輪、磨頭中的任意一種，銑刀、鏜刀、砂輪、磨頭固連在Z2軸溜板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主從式雙Z軸龍門床身結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述Z2軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(8)采用伺服電機(jī)和絲杠螺母、氣缸、液壓缸結(jié)構(gòu)中的任意一種結(jié)構(gòu)，Z2軸導(dǎo)向系統(tǒng)(9)采用直線導(dǎo)軌和滑塊結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種主從式雙Z軸龍門床身結(jié)構(gòu)。龍門床身底座上配置X軸、龍門床身立柱上配置Y軸，Y軸溜板上配置Z1軸，Z1軸溜板上配置Z2軸，Z1軸由液壓氣缸配重平衡。Z2軸固定在Z1軸上隨Z1軸運(yùn)動(dòng)，且Z2軸能獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，這樣固定在Z1上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和固定在Z2上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)不僅能獨(dú)立地執(zhí)行加工任務(wù)，而且能相互配合地完成同一工件的不同工序，顯著提高了加工效率。
【IPC分類】B23Q17-00, B24B41-02, B23Q5-40, B23Q37-00, B23Q5-36
【公開號(hào)】CN104625885
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510077360
【發(fā)明人】魚勝利, 黃文 , 何建國(guó), 吉方, 鄭永成, 劉坤, 羅清, 陳華, 唐小會(huì), 張?jiān)骑w, 魏齊龍
【申請(qǐng)人】中國(guó)工程物理研究院機(jī)械制造工藝研究所
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年2月13日