五轴联动数控加工中心的横向滑动基座的制作方法

本实用新型涉及机械制造技术领域，具体涉及机床制造，尤其是五轴联动数控加工中心，特别是五轴联动数控加工中心的横向滑动基座(有时又称为工作台)。

背景技术：

随着我国国民经济迅速发展和国防建设的需要，对高档数控机床提出了迫切的大量需求。机床是一个国家制造业水平的象征，而代表机床制造业最高水平的五轴联动数控机床则从某种意义上说反映了一个国家的工业发展的整体状况。

五轴联动数控机床又称为五轴联动加工中心。加工中心一般分为立式加工中心和卧式加工中心。立式加工中心的回转轴有两种方式，一种是工作台回转轴，另一种是依靠立式主轴头的回转。就前者而言，设置在底座上的工作台可以环绕X轴回转，定义为A轴，A轴一般工作范围+30度至-120度。工作台的中间还设有一个回转台，环绕Z轴回转，定义为C轴，C轴都是360度回转。这样通过A轴与C轴的组合，固定在工作台上的工件除了底面之外，其余的五个面都可以由立式主轴进行加工。A轴和C轴最小分度值一般为0.001度，这样又可以把工件细分成任意角度，加工出倾斜面、倾斜孔等。A轴和C轴如与XYZ三直线轴实现联动，就可加工出复杂的空间曲面。这种设置方式的优点是主轴的结构比较简单，主轴刚性非常好，制造成本比较低。但一般工作台不能设计太大，承重也较小，特别是当A轴回转大于等于90度时，工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩。另一种是依靠立式主轴头的回转，主轴前端是一个回转头，能自行环绕Z轴360度，成为C轴，回转头上还有带可环绕轴旋转的A轴，一般可达±90度以上，实现上述同样的功能。这种设置方式的优点是主轴加工非常灵活，工作台也可以设计的非常大，客机庞大的机身、巨大的发动机壳都可以在这类加工中心上加工。

中国发明专利申请200910028286公开了一种五轴联动数控加工中心，包括床身，龙门架，其包含左右两个龙门柱，以及设置于其间的龙门横梁，龙门立柱前部安装可使工作台同时绕AC轴转动的直驱式双轴精密转台。所述龙门架上设置有可X向运动的横梁，前部设置有Y向运动的溜板，溜板前部设有Z向运动的主轴。床身和龙门架之间的空腔内设有刀库。据称该发明具有占地少，节约空间，运行平稳，性能稳定，抗震性好，能长期保持精度等效果。

中国发明专利申请201310418350公开了一种五轴联动加工机床，包括，其包括底座、龙门立柱、加工部、工作台及摆动台，所述龙门立柱安装在所述底座上，所述加工部可移动地安装在所述龙门立柱上，并位于所述底座的上方，所述底座上设置有第一导轨和第一驱动装置，所述工作台可移动地安装在所述第一导轨上，并与所述第一驱动装置连接，所述摆动台安装在所述工作台上，所述摆动台的摆动轴线平行于所述第一导轨的延伸方向。据称该发明由于摆动台的摆动轴线平行于第一导轨的延伸方向，因此当工作台停止沿第一导轨移动时，摆动台不会因惯性而产生不必要的摆动，从而可以避免钟摆效应的产生，提高了加工精度。

然而，现有技术仍然存在工作台支撑力不足，工作台产生侧倾等问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的一个甚至多个技术问题。

本实用新型发明人意外发现，通过以下技术方案可以实现本实用新型的技术目的。

一种五轴联动数控加工中心的横向滑动基座，其特征在于，所述横向滑动基座的下表面(131)采用具有两侧撑脚(133)的足形拱桥式结构。

在一个优选的方面，所述撑脚(133)处安装支撑滑块(134)。

在一个优选的方面，所述横向滑动基座的上表面(132)包括斜坡(135)。

在一个优选的方面，所述横向滑动基座的上表面(132)包括位于斜坡(135)两侧的支点(136)。

在一个优选的方面，所述横向滑动基座包括固定于所述上表面(132)上的工件台(16)。

在一个优选的方面，所述工件台(16)可沿A轴和C轴转动。

在一个优选的方面，所述横向滑动基座的上表面(132)包括斜坡(135)和位于斜坡两侧的支点(136)，且所述支点(136)各自支撑位于工件台(16)两侧的撑脚(161)。

以上优选方面之间可以相互组合，各个方面中的技术特征亦可彼此组合。

和现有技术相比，本实用新型具有以下一项或多项优势：

1.横向滑动基座可为工件台产生足够的支撑力；

2.横向滑动基座不会产生微量侧倾；

3.保证工件的加工品质及工件的表面光洁度。

附图说明

图1是本实用新型一个具体实施方案的横向滑动基座沿YZ平面的截面图；

图2是本实用新型一个具体实施方案的横向滑动基座的立体示意图；

图3是本实用新型一个具体实施方案的工件台的立体示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方案结合附图对本实用新型作进一步说明。

图2显示了本实用新型涉及的五轴联动数控加工中心的横向滑动基座的一个具体实施方案。

五轴联动数控加工中心(以下简称机床)可沿XYZ三轴滑动和AC两轴转动，并可沿XYZAC五轴联动。五轴联动数控机床一般包括以下部件：

底座；固定于底座上并可沿X轴滑动的横向滑动基座；固定于横向滑动基座上并可沿A轴和C轴转动的工件台；固定于底座上的立柱；固定于立柱上并可沿Y轴滑动的纵向基座；固定于纵向基座上并可沿Z轴滑动的主轴；和固定于立柱上的自动换刀系统。在一个具体的实施方案中，所述立柱采用上扩式门洞型结构。具体来说，所述立柱包括横梁和两个柱脚，所述横梁的中心点和两个柱脚的中心点可以重合也可以不重合。所述横梁的端距优选大于两个柱脚的端距。所述横梁相对于柱脚突出的部分可以和位于横梁另一端的自动换刀系统平衡配重。优选地，所述机床的共振频率高于所述机床的加工频率。

下面结合附图具体描述横向滑动基座。

参见图1-2，水平横向滑动基座采用足型拱桥式全支撑设计，图1所示的横截面图展示了横向滑动基座的下表面131以及位于下表面131上的足底形表面和位于两端的撑脚133。

图1所示的具有两侧撑脚133的足形拱桥式结构设计可承受横向滑动基座的自重及工件沿AC轴高速旋转所产生的高惯性力和加工时产生的切削离心力。此外，这一结构设计可保证工件沿A轴高速摇摆时产生的惯性力获得足够的支撑力，并保证横向滑动基座在垂直加工时不会产生微量的侧倾，从而保证工件的加工品质及工件表面光洁度。

通过横向滑动基座下部的拱桥式设计，可有效的把双旋转工作压力分散到下部撑脚处安装的支撑滑块134上，使得横向滑动基座的支撑刚性得以提高。

如图2所示，横向滑动基座的上表面132包括斜坡135用于出料和位于斜坡两侧的支点136，支点136用于各自支撑工件台16两侧的撑脚161。

如图3所示，工件台16可采用本领域的常规设计，其固定于横向滑动基座上，并可沿A轴和C轴转动。

需要说明的是，尽管本实用新型的两个旋转轴以A轴和C轴为例，但本领域技术人员同样可将本实用新型的技术特征应用于旋转轴为B轴和C轴的技术方案。甚至，本领域技术人员可将本实用新型的技术特征应用于超过五轴联动的技术方案。本实用新型亦旨在保护本领域技术人员可以作出的这些等同替换或者常规修改。

需要说明的是，限于篇幅，本实用新型没有详细描述五轴联动数控机床的更进一步的细节，比如沿着X，Y和Z轴滑动的实现方式，驱动电机，伺服电机，控制系统，刀具系统，换刀系统等等，然而这些技术方面的细节均在本领域技术人员的常识和能力范围之内。本领域技术人员亦可参考本实用新型引用的现有技术文献。本实用新型引用的文献以全文引用的方式并入本文，仿佛原文引述于此。