一种用于重型横梁升降龙门机床的横梁夹紧机构的制作方法

本发明涉及龙门机床技术领域，特别涉及一种用于重型横梁升降龙门机床的横梁夹紧机构。

背景技术：

重型龙门机床加工适用范围广，加工能力强，自动化程度高，是现代大型、重型零件加工必备的通用型设备。为了适应大尺寸零件，重型龙门机床尺寸和重量庞大，特别是可垂直升降的横梁及其上的附属部件长度可超过10米，重量超过50吨，为在竖直方向固定如此长、重的横梁，会因所需夹紧力太大而引起横梁和立柱变形过大，不利于保证加工状态下的横梁具备良好的刚性、稳定性和抗振性，因此需设置功能可靠，夹紧变形小的夹紧装置用于横梁在立柱上定位后夹紧。

目前传统的横梁升降龙门机床横梁夹紧装置一般有两种方式：一种采用在横梁滑动导轨上设置液压缸推动楔形块运动，由楔形块顶出压住立柱导轨背面，形成对立柱导轨的压紧；另一种采用在横梁上设置液压缸推动楔形块运动，楔形块顶起杠杆压板驱动端同时杠杆压板压紧机床立柱上的承压面，将横梁滑动导轨面压紧在立柱导轨上形成夹紧。这两种夹紧方式结构简单，装调方便，通过楔形块和杠杆的增力作用能形成较大的压紧力。但是这种结构有一个比较大的缺点：夹紧装置依靠机床横梁滑动导轨面和立柱导轨间压紧力实现，横梁越重所需的压紧力越大，横梁和立柱的变形就越大，变形将影响机床重复定位的精度，同时，对变形后的横梁的滑动导轨面和立柱导轨的维修也不方便，降低了其使用寿命，对变形结构进行整体更换也不经济，增加了设备的投资成本；特别是针对横梁重量超过50吨的重型龙门机床，因压紧力巨大，作用在横梁和立柱导轨面位置的压紧力会引起刚性相对较弱的横梁产生较大压紧变形，更容易影响机床重复定位精度。因此，上述两种常用横梁压紧式结构不适应重型横梁升降龙门机床的横梁夹紧需求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种用于重型横梁升降龙门机床的横梁夹紧机构,有效保证了机床横梁与机床立柱之间的夹紧机构不直接与横梁导轨和立柱导轨接触作用，有效防止了因长期频繁的夹紧操作而对横梁导轨和立柱导轨造成损坏以及变形，保证了后续横梁在立柱上的夹紧定位精度。

本发明采用的技术方案如下：一种用于重型横梁升降龙门机床的横梁夹紧机构，包括夹紧部分和夹紧导轨部，所述夹紧导轨部固定设置于机床立柱上，所述夹紧导轨部具有夹紧导轨槽，所述夹紧导轨槽与机床立柱导轨平行，所述夹紧部分与机床横梁固定连接；

所述夹紧部分包括驱动结构,所述驱动结构连接有驱动杆、且可控制所述驱动杆做轴向运动，所述驱动杆的前端连接有楔形压块，所述楔形压块的左右两侧配合设置有楔形压板，所述楔形压块的两侧具有左右对称的压块斜面，两所述楔形压板上均具有压板斜面，两压板斜面左右对称且分别与两压块斜面相对设置，所述压块斜面和压板斜面从后往前逐渐向驱动杆轴线方向倾斜、且倾斜角度相同；

所述楔形压块和楔形压板的前端延伸进所述夹紧导轨槽内，驱动杆向前移动时，可同步推动其前端的楔形压块向前移动，所述压块斜面对应顶推压板斜面，使得左右侧的楔形压板分别向左右方向扩张，以便顶紧所述夹紧导轨槽的两侧面，实现夹紧。

通过上述具体结构设置，有效保证了机床横梁与机床立柱之间的夹紧机构不直接与横梁导轨和立柱导轨接触作用，有效防止了因长期频繁的夹紧操作而对横梁导轨和立柱导轨造成损坏以及变形，以至于影响后续的夹紧定位精度。

本发明所述的一种用于重型横梁升降龙门机床的横梁夹紧机构，所述夹紧导轨槽的两侧面固定设置有导轨板，所述导轨板随夹紧导轨槽长度延伸，夹紧时，所述楔形压板与导轨板表面顶紧，实现夹紧。

本发明所述的一种用于重型横梁升降龙门机床的横梁夹紧机构，所述夹紧导轨部可拆卸地固定设置于所述机床立柱上。

本发明所述的一种用于重型横梁升降龙门机床的横梁夹紧机构，所述夹紧导轨部与所述机床立柱为一体成型结构，所述夹紧导轨部的左右两侧具有斜撑部，所述斜撑部随所述夹紧导轨槽长度延伸。

本发明所述的一种用于重型横梁升降龙门机床的横梁夹紧机构，所述驱动结构为液压缸，所述液压缸内设置有活塞，所述活塞的前端与所述驱动杆的后端固定连接，所述液压缸的前端盖固定连接有支座，所述支座上开设有通孔，所述驱动杆穿过所述前端盖并从所述支座的通孔穿出，所述机床横梁上固定设置有安装架，所述支座固定安装于所述安装架上，实现夹紧部分与机床横梁的固定连接；如此设置，液压缸保证了夹紧部分能够提供足够且稳定的夹紧力，夹紧部分通过支座和安装架实现与机床横梁之间稳定可靠的可拆卸固定连接，安装过程方便快捷，且结构设置合理。

本发明所述的一种用于重型横梁升降龙门机床的横梁夹紧机构，所述支座的左右侧均固定设置有弹性夹紧板，所述弹性夹紧板的前端具有挡板，所述挡板与弹性夹紧板垂直，所述楔形压板安装于支座、弹性夹紧板和挡板之间，所述楔形压板通过弹性夹紧板实现对夹紧导轨槽两侧面的顶紧，同时，所述弹性夹紧板可通过自身弹性带动楔形压板复位，以便恢复放松状态。

本发明所述的一种用于重型横梁升降龙门机床的横梁夹紧机构，所述楔形压块左右端面分别与同侧的压块斜面前后端的相接处均具有向外侧延伸压块台阶部，所述楔形压板内端面与压板斜面后端的相接处具有一个向内侧延伸的压板台阶部，压块斜面、前后端的压块台阶部与对应侧的压板斜面、压板台阶部之间共同围成一个动态变化的导向槽，所述导向槽内设置有若干根导向滚柱，工作时，导向滚柱始终与压块斜面和压板斜面接触，所述导向滚柱可实现楔形压块和楔形压板之间力的传递并可相对于压块斜面和压板斜面滚动。

本发明所述的一种用于重型横梁升降龙门机床的横梁夹紧机构，所述支座的上下侧均固定设置有限位板，上下侧的限位板位于两弹性夹紧板之间，在所述楔形压板扩张和复位过程中，两限位板始终分别与楔形压板和导向滚柱各自的上下端接触并限位，防止所述楔形压板和导向滚柱滑出。

本发明所述的一种用于重型横梁升降龙门机床的横梁夹紧机构，所述活塞后端的活塞杆穿出所述液压缸的后端盖，所述活塞杆的后端部安装有感应片，所述后端盖上固定设置有两个接近开关，两接近开关与后端盖之间的距离不同，夹紧状态时，所述感应片正对着距离后端盖近的接近开关，以便触发此接近开关，并将夹紧状态信号反馈至控制系统，放松状态时，所述感应片正对着距离后端盖远的接近开关，以便触发此接近开关，并将放松状态信号反馈至控制系统。

与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：

1、有效保证了机床横梁与机床立柱之间的夹紧机构不直接与横梁导轨和立柱导轨接触作用，有效防止了因长期频繁的夹紧操作而对横梁导轨和立柱导轨造成损坏以及变形，保证了后续横梁在立柱上的夹紧定位精度；

2、导轨板和弹性夹紧板均可独立拆卸和组装，方便实施维修或者更换，维修成本低，进而不会影响夹紧导轨槽本体的精度和使用寿命；

3、可根据具体的机车横梁重量，沿夹紧导轨槽并联设置多组夹紧机构，实现增力效果，保证机床横梁稳定且精确地夹紧定位于机床立柱上，且分组承担整个机床横梁的夹紧力可保证单组的夹紧部分对夹紧导轨槽的夹紧力不至于过大，进一步降低了夹紧力对夹紧导轨槽的损害，提高适用性；

4、夹紧机构具备夹紧、放松状态检测功能，保证夹紧机构准确的状态反馈，配合机床控制系统使用可避免夹紧机构故障造成的误操作损坏机床，具有自保护功能，能适用于智能机床的自动化夹紧和放松。

附图说明

图1是本发明安装在机床横梁和机床立柱之间的结构局部剖视图；

图2是本发明中夹紧部分的结构示意图；

图3是本发明放松状态的剖视图；

图4是图3中a处放大图；

图5是本发明夹紧状态的剖视图；

图6是图5中b处放大图。

附图标记：1为夹紧部分，2为夹紧导轨部，3为机床立柱，4为夹紧导轨槽，5为立柱导轨，6为机床横梁，7为横梁导轨，8为驱动杆，9为楔形压块，10为楔形压板，11为压块斜面，12为压板斜面，13为导轨板，14为斜撑部，15为液压缸，16为活塞，17为前端盖，18为支座，19为安装架，20为弹性夹紧板，21为挡板，22为压块台阶部，23为压板台阶部，24为导向槽，25为导向滚柱，26为限位板，27为活塞杆，28为后端盖，29为感应片，30为接近开关，31为液压接头，32为连接销。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

说明：对本申请中的方向进行定义，本申请中的“前”和“后”方向与附图5中的“下”和“上”方向对应相同；本申请中同一部件在附图5的左右方向上更靠近驱动杆轴线的方向为“内”，相反，远离驱动杆轴线的方向为“外”；本申请中的“上”和“下”方向与附图5中垂直于图面的方向相对应，往外即为“上”，往里即为“下”；本申请中的“左”和“右”方向与附图5中的“左”和“右”方向对应相同。

实施例1

如图1至6所示，一种用于重型横梁升降龙门机床的横梁夹紧机构，包括夹紧部分1和夹紧导轨部2，夹紧导轨部2固定设置于机床立柱3上，夹紧导轨部2具有夹紧导轨槽4，夹紧导轨槽4与机床立柱导轨5平行，具体地，夹紧导轨槽4的两侧面均与机床立柱导轨5面平行，夹紧部分1与机床横梁6固定连接；

夹紧部分1包括驱动结构,驱动结构连接有驱动杆8、且可控制驱动杆8做轴向运动，驱动杆8的前端连接有楔形压块9，楔形压块9的后端具有一个安装孔，驱动杆8前端插进安装孔内，并通过一根连接销32实现固定连接，楔形压块9的左右两侧配合设置有楔形压板10，楔形压块9的两侧具有左右对称的压块斜面11，压块斜面11位于楔形压块9左右两侧的端面上，两楔形压板10上均具有压板斜面12，压板斜面12位于楔形压板10的内端面上，两压板斜面12左右对称且分别与两压块斜面11相对设置，压块斜面11和压板斜面12从后往前逐渐向驱动杆8轴线方向倾斜、且倾斜角度相同；具体地，驱动结构为液压缸15，液压缸15内设置有活塞16，活塞16的前端与驱动杆8的后端固定连接，活塞16前端的活塞杆27端部具有螺纹孔，驱动杆8的后端具有螺纹，实现驱动杆8与活塞16后端的活塞杆27螺纹连接，液压缸15的前端盖17通过螺栓固定连接有支座18，支座18上开设有通孔，驱动杆8穿过前端盖17并从支座18的通孔穿出，机床横梁6上通过螺栓固定设置有安装架19，支座18通过螺栓固定安装于安装架19上，进而实现夹紧部分1与机床横梁6的固定连接，液压缸15内，活塞16前端与前端盖17之间的空间为前腔，活塞16后端与后端盖28之间的空间为后腔，液压缸15缸体上固定设置有两个液压接头31，其中一个与前腔连通、另一个与后腔连通，两液压接头31通过液压油管路（图中未示出）与液压系统（图中未示出）连通，夹紧操作时，液压系统控制液压油进入后腔，后腔中的液压油作用活塞16向前移动，此时前腔中的液压油通过液压油管路回油至液压系统，放松操作时，液压系统控制液压油进入前腔，前腔中的液压油作用活塞16向后移动，此时后腔中的液压油通过液压油管路回油至液压系统；同时，可根据具体的机车横梁重量，在机床横梁6上固定设置多组夹紧部分1，以提供足够的夹紧力，保证机床横梁6稳定且精确地夹紧定位于机床立柱3上，且分组承担整个机床横梁6的夹紧力可保证单组的夹紧部分1对夹紧导轨槽4的夹紧力不至于过大，进一步降低了夹紧力对夹紧导轨槽4的损害；

楔形压块9和楔形压板10的前端延伸进夹紧导轨槽4内，驱动杆8向前移动时，可同步推动其前端的楔形压块9向前移动，压块斜面11对应顶推压板斜面12，使得左右侧的楔形压板10分别向左右方向扩张，以便顶紧夹紧导轨槽4的两侧面，实现夹紧；

通过以上具体结构设置，有效保证了机床横梁6与机床立柱3之间的夹紧机构不直接与横梁导轨7和立柱导轨5接触作用，有效防止了因长期频繁的夹紧操作而对横梁导轨7和立柱导轨5造成损坏以及变形，以至于影响后续的夹紧定位精度，提高了使用寿命。

进一步地，夹紧导轨槽4截面为矩形，夹紧导轨槽4的两侧面固定设置有导轨板13，导轨板13随夹紧导轨槽4长度延伸，夹紧时，楔形压板10与导轨板13表面顶紧，实现夹紧，整个导轨板13可由多段拼接而成，降低制造难度，导轨板13镶固于矩形夹紧导轨槽4的左右两个侧面，如此设置，有效保护了夹紧导轨槽4本体，避免夹紧部分1直接对夹紧导轨槽4本体进行频繁的直接接触夹紧，造成损害，同时，若导轨板13长期使用而损害后，更换起来也比较方便，更换的成本也比较低廉，保证了夹紧轨道槽本体的使用寿命。

进一步地，支座18的左右侧均通过螺栓固定连接有弹性夹紧板20，弹性夹紧板20的前端具有挡板21，挡板21与弹性夹紧板20垂直，楔形压板10安装于支座18、弹性夹紧板20和挡板21之间，楔形压板10通过弹性夹紧板20实现对夹紧导轨槽4两侧面的顶紧，同时，弹性夹紧板20可通过自身弹性带动楔形压板10复位，以便恢复放松状态，具体地，楔形压板10的外端面与弹性夹紧板20的内端面贴合接触、后端面与支座18的前端面贴合接触、前端面与挡板21贴合接触，左右侧的楔形压板10向分别左右方向扩张时，可带动对应的弹性夹紧板20发生弹性变形并分别向左右方向扩张，以便使弹性夹紧板20顶紧夹紧导轨槽4的两侧面，实现夹紧；如此设置，楔形压板10分别向左右方向移动时可顶推对应的弹性夹紧板20发生弹性变形，进而顶紧夹紧导轨槽4的两侧面，同时，在楔形压块9对楔形压板10的作用力撤销时，弹性夹紧板20自身的弹性力可带动楔形压板10复位，保证弹性夹紧板20与夹紧导轨槽4两侧面之间具有足够的间隙，以便夹紧部分1的前端可在夹紧导轨槽4内进一步顺利移动，弹性夹紧板20与支座18通过螺栓实现可拆卸地固定连接，方便了对磨损或者损坏的弹性夹紧板20进行维修或者更换操作，挡板21的设置实现了对楔形压板10的限位，防止楔形压板10相对于弹性夹紧板20向前移动。

进一步地，楔形压块9左右端面分别与同侧的压块斜面11前后端的相接处均具有向外侧延伸压块台阶部22，即在楔形压块9左端面形成一个前端压块台阶部22和一个后端压块台阶部22、压块斜面11位于两台阶部之间，在楔形压块9右端面也形成一个前端压块台阶部22和一个后端压块台阶部22、压块斜面11位于两台阶部之间，楔形压板10内端面与压板斜面12后端的相接处具有一个向内侧延伸的压板台阶部23，压块斜面11、前后端的压块台阶部22与对应侧的压板斜面12、压板台阶部23之间共同围成一个动态变化的导向槽24，此处动态变化的导向槽24，即指在楔形压块9相对于楔形压板10前进和后退的过程中，他们所围成的导向槽24形状是变化的，导向槽24内设置有若干根导向滚柱25，工作时，导向滚柱25始终与压块斜面11和压板斜面12接触，导向滚柱25可实现楔形压块9和楔形压板10之间力的传递并可相对于压块斜面11和压板斜面12滚动；压板台阶部23和前后端压块台阶部22可对导向滚柱25起到轴向限位的作用，防止导向滚柱25轴向脱离压块斜面11和压板斜面12；导向滚柱25起到压块斜面11与楔形压板10斜面之间力传递的过渡环节作用，将压块斜面11与压板斜面12之间的滑动摩擦转换为滚动摩擦，有效地减小了它们之间的摩擦力作用，减小了磨损损害，避免了出现滑动面卡死现象，提高了夹紧力传递的反应速度。

进一步地，支座18的上下侧均通过螺栓固定设置有限位板26，上下侧的限位板26位于两弹性夹紧板20之间，在楔形压板10扩张和复位过程中，保证两限位板26始终分别与楔形压板10和导向滚柱25各自的上下端接触并限位，防止楔形压板10和导向滚柱25在上下方向上滑出，保证了工作过程的顺利进行，楔形压板10扩张和复位过程，也就是楔形压块9的前进和后退过程。

实施例2

在实施例1的基础上，夹紧导轨部2可拆卸地固定设置于机床立柱3上，如此设置，当夹紧导轨部2因长时间使用磨损或者损坏后，可进一步方便快捷地实现对夹紧导轨部2的更换或者拆下维修。

实施例3

如图1、3、4、5、6所示，在实施例1的基础上，夹紧导轨部2与机床立柱3具体为一体成型结构，夹紧导轨部2的左右两侧具有斜撑部14，斜撑部14随夹紧导轨槽4长度延伸，如此设置，更有利于保证夹紧导轨部2与机床立柱3之间的连接强度，斜撑部14提升了机床立柱3对夹紧导轨部2的支撑强度。

实施例4

如图1、2、3、5所示，在实施例3的基础上，活塞16后端的活塞杆27穿出液压缸15的后端盖28，活塞杆27的后端部安装有感应片29，后端盖28上固定设置有两个接近开关30，两个接近开关30通过信号线缆（图中未示出）与控制系统相连接，两接近开关30与后端盖28之间的距离不同，夹紧状态时，感应片29正对着距离后端盖28近的接近开关30，以便触发此接近开关30，并将夹紧状态信号反馈至控制系统（图中未示出），放松状态时，感应片29正对着距离后端盖28远的接近开关30，以便触发此接近开关30，并将放松状态信号反馈至控制系统，如此设置，当夹紧部分1处于夹紧或放松状态时，感应片29正对着不同的接近开关30，以便触发相对应的接近开关30，从而实现将机床横梁6处于夹紧状态或者放松状态实时反馈至控制系统，有利于快速进行监控并指导后续相应操作，方便实现机床横梁6的自动夹紧和放松控制。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。