龙门式制孔机床的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种龙门式制孔机床，包括：龙门框架，具有龙门立柱和龙门横梁，龙门横梁设有沿Z方向的通孔；制孔作业单元；中央工作台，设置于龙门横梁的下方；两个底座；两组第四导轨，沿X方向设置于底座；两组第四滑块，沿X方向设置于龙门立柱的下表面，滑动连接于两组第四导轨，使龙门框架沿X方向移动。制孔作业单元包括：刀杆、第一滑枕、第二滑枕、刀具摆头、第一导轨、第二导轨、第二滑块、第三导轨、第三滑块。通过刀杆在第二滑枕的内腔的滑行实现刀杆沿Z方向运动；通过第二滑枕在第一滑枕上的滑行实现刀杆沿X方向运动；通过第一滑枕在龙门横梁上的滑行实现刀杆沿Y方向运动；利用制孔作业单元的微运动实现对工件多自由度的制孔作业。
【专利说明】龙门式制孔机床
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械制造领域，尤其涉及一种龙门式制孔机床。
【背景技术】
[0002]目前，在制造领域中，对于大件的制孔，越来越多的是采用龙门机床进行加工。龙门机床通常在整体布局上分为定龙门(工作台移动)和动龙门(龙门框架移动)两种类型。但当工件本身质量较重，体积较大时，采用动龙门式结构要优于定龙门式结构，因为动龙门式结构既可以保证工件装夹方便，也可以按工作台的实际有效长度来加工工件，而且对工件的质量没有限定。但制孔作业不同于常规铣削加工，要求作业终端必须频繁启动、停止和定位，机床运动部件处于频繁而剧烈的加减速运动过程中，如果让龙门框架直接参与这种剧烈加减速运动，将由于龙门框架质量大而产生非常大的惯性力，从而对机床部件造成不利影响，同时降低了加工效率，缩短了机床的寿命。再加上制孔作业对锪窝的深度精度要求较高，不仅对刀具沿工件表面法线方向的运动有较高的精度要求，而且对刀具相对于工件表面的位置有较高的精度要求，在作业过程中，工件表面的实际轮廓与数模给出的希望轮廓间存在较大误差，在此情况下，如果单纯采用常规的多坐标联动方式，按照机床坐标驱动刀具沿工件表面法线方向进给，将很难保证法向精度要求。
【发明内容】
[0003]鉴于【背景技术】中存在的问题，本发明的目的在于提供一种龙门式制孔机床，其能保证制孔的精度。
[0004]本发明的另一目的在于提供一种龙门式制孔机床，其能避免制孔作业时龙门框架的频繁启动，从而提高加工效率，延长机床寿命。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供了一种龙门式制孔机床，其包括:龙门框架，具有两个龙门立柱和连接两个龙门立柱上部的龙门横梁，龙门横梁的中央位置设有沿Z方向的通孔；制孔作业单元；中央工作台，设置于龙门横梁的下方，用于承载工件；两个底座，分别位于中央工作台的两侧，龙门框架的两个龙门立柱分别位于两个底座上；两组第四导轨，分别沿X方向固定设置于两个底座；以及两组第四滑块，分别沿X方向固定设置于两个龙门立柱的下表面，分别滑动连接于两组第四导轨，以使龙门框架沿X方向移动。其中，制孔作业单元包括:刀杆，穿设龙门横梁的中央位置的沿Z方向的通孔；第一滑枕，设置于龙门横梁的上方，其内腔供刀杆穿设；第二滑枕，设置在第一滑枕的上方，其内腔供刀杆的一端穿设；刀具摆头，安装在刀杆的另一端；第一滑块，沿Z方向固定设置于第二滑枕的内腔；第一导轨，沿Z方向固定设置于刀杆的两侧表面，滑动连接于第一滑块，以使刀杆沿Z方向运动；第二导轨，沿X方向固定设置于第一滑枕的上表面；第二滑块，沿X方向固定设置于第二滑枕的下表面，滑动连接于第二导轨，以带动第二滑枕沿X方向运动；第三导轨，沿Y方向固定设置于龙门横梁；以及第三滑块，沿Y方向固定设置于第一滑枕的下表面，滑动连接于第三导轨，以带动第一滑枕沿Y方向运动。
[0006]本发明的有益效果如下:
[0007]利用龙门框架的宏运动实现作业区的迅速定位，利用制孔作业单元的局部运动实现多自由度制孔，这样不仅可以保证制孔的精度，也提高了制孔的高效性和灵活性。同时降低了由于龙门框架频繁启动对机床部件造成的不利影响，提高了加工效率，延长了机床的寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为根据本发明的龙门式制孔机床的立体图；
[0009]图2为根据本发明的龙门式制孔机床的部分立体分解图。
[0010]其中，附图标记说明如下:
[0011]1龙门框架25第一导轨
[0012]11龙门立柱26第二导轨
[0013]12龙门横梁27第二滑块
[0014]2制孔作业单元28第三导轨
[0015]20刀杆29第三滑块
[0016]21第一滑枕3中央工作台
[0017]211内腔4底座
[0018]22第二滑枕5第四导轨
[0019]221内腔6第四滑块
[0020]23刀具摆头7通孔
[0021]24第一滑块
【具体实施方式】
[0022]下面参照附图来详细说明根据本发明的龙门式制孔机床。
[0023]参照图1和图2，根据本发明的龙门式制孔机床包括:龙门框架1，具有两个龙门立柱11和连接两个龙门立柱11上部的龙门横梁12，龙门横梁12的中央位置设有沿Z方向的通孔7 ;制孔作业单元2 ;中央工作台3，设置于龙门横梁12的下方，用于承载工件；两个底座4，分别位于中央工作台3的两侧，龙门框架1的两个龙门立柱11分别位于两个底座4上；两组第四导轨5，分别沿X方向固定设置于两个底座4 ;以及两组第四滑块6，分别沿X方向固定设置于两个龙门立柱11的下表面，分别滑动连接于两组第四导轨5，以使龙门框架1沿X方向移动。
[0024]其中，制孔作业单元2包括:刀杆20，穿设龙门横梁12的中央位置的沿Z方向的通孔7 ;第一滑枕21，设置于龙门横梁12的上方，其内腔211供刀杆20穿设；第二滑枕22，设置在第一滑枕21的上方，其内腔221供刀杆20的一端穿设；刀具摆头23，安装在刀杆20的另一端；第一滑块24，沿Z方向固定设置于第二滑枕22的内腔；第一导轨25，沿Z方向固定设置于刀杆20的两侧表面，滑动连接于第一滑块24，以使刀杆20沿Z方向运动；第二导轨26，沿X方向固定设置于第一滑枕21的上表面；第二滑块27，沿X方向固定设置于第二滑枕22的下表面，滑动连接于第二导轨26，以带动第二滑枕22沿X方向运动；第三导轨28，沿Y方向固定设置于龙门横梁12 ;以及第三滑块29，沿Y方向固定设置于第一滑枕21的下表面，滑动连接于第三导轨28，以带动第一滑枕21沿Y方向运动。
[0025]利用龙门框架1的宏运动实现作业区的迅速定位，利用制孔作业单元2的局部运动实现多自由度制孔，这样不仅可以保证制孔的精度，也提高了制孔的高效性和灵活性。同时降低了由于龙门框架1频繁启动对机床部件造成的不利影响，提高了加工效率，延长了机床的寿命。
[0026]在根据本发明的龙门式制孔机床的一实施例中，龙门框架1的两个龙门立柱11可通过同步闭环驱动。
[0027]当对工件进行制孔时，龙门立柱11通过同步闭环驱动在左右两个底座4上滑行，移动到制孔作业区后龙门立柱11利用导轨液压锁紧系统锁定，由此利用龙门框架1的宏运动实现作业区的迅速定位，避免了制孔作业时龙门框架1的频繁启动。随后制孔作业单元2开始制孔作业，通过刀杆20在第二滑枕22的内腔221的滑行实现刀杆20沿Z方向运动；通过第二滑枕22在第一滑枕21上的滑行实现刀杆20沿X方向运动；通过第一滑枕21在龙门横梁12上的滑行实现刀杆20沿Y方向运动；这样利用制孔作业单元2的微运动，实现对工件多自由度的制孔作业。
【权利要求】
1.一种龙门式制孔机床，其特征在于，包括: 龙门框架(I)，具有两个龙门立柱(11)和连接两个龙门立柱(11)上部的龙门横梁(12)，龙门横梁(12)的中央位置设有沿Z方向的通孔(7)； 制孔作业单元(2),包括: 刀杆(20)，穿设龙门横梁(12)的中央位置的沿Z方向的通孔(7)； 第一滑枕(21)，设置于龙门横梁(12)的上方，其内腔(211)供刀杆(20)穿设； 第二滑枕(22)，设置在第一滑枕(21)的上方，其内腔(221)供刀杆(20)的一端穿设； 刀具摆头(23)，安装在刀杆(20)的另一端； 第一滑块(24)，沿Z方向固定设置于第二滑枕(22)的内腔(221)； 第一导轨(25)，沿Z方向固定设置于刀杆(20)的两侧表面，滑动连接于第一滑块(24)，以使刀杆(20)沿Z方向运动； 第二导轨(26)，沿X方向固定设置于第一滑枕(21)的上表面； 第二滑块(27)，沿X方向固定设置于第二滑枕(22)的下表面，滑动连接于第二导轨(26)，以带动第二滑枕(22)沿X方向运动； 第三导轨(28)，沿Y方向固定设置于龙门横梁(12);以及 第三滑块(29)，沿Y方向固定设置于第一滑枕(21)的下表面，滑动连接于第三导轨(28)，以带动第一滑枕(21)沿Y方向运动；中央工作台(3)，设置于龙门横梁(12)的下方，用于承载工件； 两个底座(4)，分别位于中央工作台(3)的两侧，龙门框架⑴的两个龙门立柱(11)分别位于两个底座(4)上； 两组第四导轨(5)，分别沿X方向固定设置于两个底座(4);以及两组第四滑块￠)，分别沿X方向固定设置于两个龙门立柱(11)的下表面，分别滑动连接于两组第四导轨(5)，以使龙门框架(I)沿X方向移动。
2.根据权利要求1所述的龙门式制孔机床，其特征在于，龙门框架(I)的两个龙门立柱(11)通过同步闭环驱动。
【文档编号】B23Q1/01GK104400055SQ201410549254
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月16日 优先权日:2014年10月16日
【发明者】陈恳, 周凯, 吴丹, 钱琪, 吕江伟, 刘莉, 杨向东, 王国磊, 徐静, 李金泉, 陈洪安 申请人:清华大学