立式加工中心圓柱型立柱的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種立柱，具體是一種立式加工中心圓柱型立柱。
【背景技術(shù)】
[0002]立柱是立式加工中心的重要組成部分，連接工作臺和主軸，其抗扭及抗彎性是保證整臺立式加工中心精度的關(guān)鍵?，F(xiàn)有常見立柱的外觀圖見圖1?圖5，其立柱1是橫截面形狀為矩形的箱型結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有設(shè)計常采用加大立柱1壁厚或立柱1內(nèi)部增加筋板2的方式來提高其剛性，但這兩種方法的通病在于剛性有限提高的同時立柱重量的激增，即剛性一一重量比太低。圖1示出了立柱在使用中的受力情況，其中X向力與Y向力為主軸對工件的切削反力，Z向力由切削反力與主軸部件重力共同構(gòu)成，立柱所受三方向力與各自的力臂即導致了圖2中所示的作用于立柱的三向彎矩，與三方向力相對應(yīng)，三向彎矩分別為Mx、My和Mz?，F(xiàn)有箱型立柱，無論是加大立柱壁厚或是增加筋板，在受到圖1所不二向力和圖2所示三向彎矩后，立柱都將產(chǎn)生較大的左右、前后及扭轉(zhuǎn)變形，圖3-圖5為立柱變形后外觀圖，這三種變形直接影響主軸，造成機床整機加工精度下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種剛性一一重量比較大的立式加工中心圓柱型立柱，能夠以較小的材料重量提供較大的立柱抗扭和抗彎剛性。
[0004]本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:立式加工中心圓柱型立柱，包括立柱本體，所述的立柱本體包括內(nèi)圓柱和設(shè)置在所述的內(nèi)圓柱外側(cè)的矩形外框，所述的內(nèi)圓柱的橫截面為封閉的環(huán)形截面，所述的內(nèi)圓柱與所述的矩形外框通過若干筋板相連，所述的矩形外框的前側(cè)對稱設(shè)置有導軌安裝部，所述的導軌安裝部上安裝有導軌，所述的矩形外框的底部對稱設(shè)置有斜筋，安裝后，所述的斜筋的底端與立式加工中心床身固定連接。
[0005]本實用新型的立柱，其矩形外框的主要作用是構(gòu)造立柱外形及安裝導軌，安裝后在立式加工中心工作過程中，筋板將矩形外框所受的力及彎矩傳遞至內(nèi)圓柱，實際由內(nèi)圓柱承受力及彎矩，抵抗立柱的變形，從而使立柱產(chǎn)生左右、前后彎曲變形的X向力、γ向力、Z向力、X向力矩Mx、Z向力矩Mz以及使立柱產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形的Y向力矩My最終均由內(nèi)圓柱承受。由于內(nèi)圓柱的橫截面為封閉的環(huán)形截面，因此區(qū)別于傳統(tǒng)箱型立柱承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷，本實用新型立柱將彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷轉(zhuǎn)換為以拉、壓力為主的載荷，從而可提高板壁的固有頻率，減少板壁的振顫、彎曲和扭轉(zhuǎn)，在基本消除扭轉(zhuǎn)變形、降低彎曲變形的同時，其剛性一一重量比大大高于傳統(tǒng)箱型立柱。
[0006]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與所述的內(nèi)圓柱通過所述的第一筋板相連，所述的矩形外框的四邊與所述的內(nèi)圓柱通過所述的第二筋板相連，所述的導軌安裝部與所述的內(nèi)圓柱通過所述的第三筋板相連。在保證立柱剛性和強度的基礎(chǔ)上，第一筋板、第二筋板和第三筋板的設(shè)計，能夠減少立柱的用料，起到較好的減重作用。
[0007]所述的第一筋板設(shè)置在所述的矩形外框的對角面上，所述的第二筋板設(shè)置在所述的矩形外框的對稱面上，所述的第三筋板與臨近的第一筋板平行，以便將矩形外框所受的力及彎矩可靠、有效地傳遞至內(nèi)圓柱，確保扭轉(zhuǎn)及彎曲變形的消除。
[0008]所述的內(nèi)圓柱、所述的矩形外框、所述的導軌安裝部和所述的若干筋板一體設(shè)置。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于:本實用新型提供的立式加工中心圓柱型立柱，區(qū)別于傳統(tǒng)箱型立柱承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷，本實用新型在不增加自身重量的前提下，能夠以較小的材料重量提供較大的立柱抗扭和抗彎剛性，將彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷轉(zhuǎn)換為以拉、壓力為主的載荷，從而提高板壁的固有頻率，減少板壁的振顫、彎曲和扭轉(zhuǎn)，在基本消除扭轉(zhuǎn)變形、降低彎曲變形的同時，其剛性一一重量比大大高于傳統(tǒng)箱型立柱。
【附圖說明】
[0010]圖1為傳統(tǒng)立柱使用時的受力示意圖；
[0011]圖2為傳統(tǒng)立柱使用時所受彎矩示意圖；
[0012]圖3為傳統(tǒng)立柱的X向變形示意圖；
[0013]圖4為傳統(tǒng)立柱的Y向變形示意圖(對應(yīng)于圖3的俯視圖)；
[0014]圖5為傳統(tǒng)立柱的Z向變形示意圖(對應(yīng)于圖3的左視圖)；
[0015]圖6為實施例立柱的正視圖；
[0016]圖7為圖6中A-A剖視圖；
[0017]圖8為圖6中B-B剖視圖。
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
[0019]實施例的立式加工中心圓柱型立柱，如圖6-8所示，包括立柱本體1，立柱本體1包括內(nèi)圓柱2和設(shè)置在內(nèi)圓柱2外側(cè)的矩形外框3，內(nèi)圓柱2的橫截面為封閉的環(huán)形截面，內(nèi)圓柱2與矩形外框3通過十塊筋板相連，矩形外框3的前側(cè)對稱設(shè)置有導軌安裝部31，導軌安裝部31上安裝有導軌5，矩形外框3的底部對稱設(shè)置有斜筋32，內(nèi)圓柱2、矩形外框3、導軌安裝部31和十塊筋板一體設(shè)置。
[0020]以上具體實施例中，十塊筋板包括四塊第一筋板41、四塊第二筋板42和兩塊第三筋板43，矩形外框3的四角與內(nèi)圓柱2通過四塊第一筋板41相連，第一筋板41設(shè)置在矩形外框3的對角面上，矩形外框3的四邊與內(nèi)圓柱2通過四塊第二筋板42相連，第二筋板42設(shè)置在矩形外框3的對稱面上，導軌安裝部31與內(nèi)圓柱2通過兩塊第三筋板43相連，第三筋板43與臨近的第一筋板41平行。
[0021]以上立柱安裝后，斜筋32的底端與立式加工中心床身(圖中未示出)固定連接。安裝后在立式加工中心工作過程中，十塊筋板將矩形外框3所受的力及彎矩傳遞至內(nèi)圓柱2，實際由內(nèi)圓柱2承受力及彎矩，抵抗立柱的變形，從而使立柱產(chǎn)生左右、前后彎曲變形的X向力、Y向力、Z向力、X向力矩Mx、Z向力矩Mz以及使立柱產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形的Y向力矩My最終均由內(nèi)圓柱2承受。立柱將彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷轉(zhuǎn)換為以拉、壓力為主的載荷，從而基本消除扭轉(zhuǎn)變形、降低彎曲變形。
【主權(quán)項】
1.立式加工中心圓柱型立柱，包括立柱本體，其特征在于所述的立柱本體包括內(nèi)圓柱和設(shè)置在所述的內(nèi)圓柱外側(cè)的矩形外框，所述的內(nèi)圓柱的橫截面為封閉的環(huán)形截面，所述的內(nèi)圓柱與所述的矩形外框通過若干筋板相連，所述的矩形外框的前側(cè)對稱設(shè)置有導軌安裝部，所述的導軌安裝部上安裝有導軌，所述的矩形外框的底部對稱設(shè)置有斜筋，安裝后，所述的斜筋的底端與立式加工中心床身固定連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式加工中心圓柱型立柱，其特征在于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與所述的內(nèi)圓柱通過所述的第一筋板相連，所述的矩形外框的四邊與所述的內(nèi)圓柱通過所述的第二筋板相連，所述的導軌安裝部與所述的內(nèi)圓柱通過所述的第三筋板相連。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的立式加工中心圓柱型立柱，其特征在于所述的第一筋板設(shè)置在所述的矩形外框的對角面上，所述的第二筋板設(shè)置在所述的矩形外框的對稱面上，所述的第三筋板與臨近的第一筋板平行。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式加工中心圓柱型立柱，其特征在于所述的內(nèi)圓柱、所述的矩形外框、所述的導軌安裝部和所述的若干筋板一體設(shè)置。
【專利摘要】本實用新型公開的立式加工中心圓柱型立柱，包括立柱本體，立柱本體包括內(nèi)圓柱和設(shè)置在內(nèi)圓柱外側(cè)的矩形外框，內(nèi)圓柱的橫截面為封閉的環(huán)形截面，內(nèi)圓柱與矩形外框通過若干筋板相連，矩形外框的前側(cè)對稱設(shè)置有導軌安裝部，導軌安裝部上安裝有導軌，矩形外框的底部對稱設(shè)置有斜筋，安裝后，斜筋的底端與立式加工中心床身固定連接；區(qū)別于傳統(tǒng)箱型立柱承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷，本實用新型在不增加自身重量的前提下，能夠以較小的材料重量提供較大的立柱抗扭和抗彎剛性，將彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷轉(zhuǎn)換為以拉、壓力為主的載荷，從而提高板壁的固有頻率，減少板壁的振顫、彎曲和扭轉(zhuǎn)，在基本消除扭轉(zhuǎn)變形、降低彎曲變形的同時，其剛性——重量比大大高于傳統(tǒng)箱型立柱。
【IPC分類】B23Q1/01
【公開號】CN205111280
【申請?zhí)枴緾N201520856855
【發(fā)明人】翟佳彬, 王庭
【申請人】寧波海天精工股份有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年10月29日