桥式龙门机床的一体式床身及其安装方法与流程

本发明涉及一种桥式龙门机床的一体式床身及其安装方法，属于机床领域。

背景技术：

随着桥式龙门加工中心及桥式龙门五轴加工中心在模具行业的广泛应用，其特有的结构特点：占地面积小、承载能力大及动态特性高等也逐渐凸显并被广泛认可。

为进一步优化其整体结构刚性及加工工艺方案，现对其既是主体承载又是结构框架的桥式床身部分优化升级。传统桥式床身结构多采用左、右立柱及工作台三大件的分体结构，或者采用左、右立柱及工作台铸造一体式结构。分体式结构的三大件相互独立，整体结构刚性差，在安装时需要分别调整工作台及左右立柱间的相对位置，而且在调整设备的各项精度时在后的调整会影响在前调整设备的精度，例如在先进行工作台的安装，先进行位置调整，然后对其固定，在工作台固定后进行左右立柱的调整并固定，但是左立立柱固定时除考虑与工作台间的固定牢靠程度时，还需要注意左右立柱对工作台在固定时导致的地陷问题，这会影响两者的精度，这一过程导致反复对同样进行调整甚至返工，工序多，周期长，需要反复调整受地基变形的影响不同，精度保持性差。铸造一体式结构的三大件整体铸造成一体式u型结构，其整体尺寸较大重量较重，需要大规格的加工母机才能完成零件制造，加工工艺较差，并且不便于实现零件规格的进一步拓展。

技术实现要素：

本发明提供一种桥式龙门机床的一体式床身及其安装方法，解决原来分体式结构在安装调整时的工序多，及反复调整带来的安装周期长的问题。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

桥式龙门机床的一体式床身，包括位于中间的工作台，工作台在长边竖向右侧面设右立柱，工作台在长边左侧顶部面设左立柱，左立柱、右立柱和工作台组成截面为u型的床身，右立柱的下部内侧凸出并在凸出侧面与工作台的右侧面通过垂直面用螺栓相连，左立柱底部面通过水平面用螺栓固定于工作台，

左立柱的顶部面设有左导轨，右立柱的顶部面设有右导轨，左导轨和右导轨平行设置；

工作台在靠近左立柱的顶部面位置以及右立柱的突出部分内直角顶部面位置均通身布置圆弧槽，该圆弧槽内安装螺旋排屑器；

工作台的底面和右立柱的底面设有调整垫铁用来支撑及水平调整。

作为优选，右立柱与工作台间的连接面处端面分别开有矩形的楔块槽，楔块槽向连接面内部延伸并在右立柱与工作台上等尺寸分布，楔块槽内插入侧面为矩形的固定楔块，固定楔块在右立柱的楔块槽内位置的上下侧面开有梯形槽，上侧位置梯形槽的斜面朝上且从内向外变低，下侧位置的梯形槽的斜面朝下从内向外变高，上下侧的梯形槽内嵌入小楔块。

作为优选，所述固定楔块在厚度方向开螺孔及对应沉孔，通过螺栓固定于工作台的楔块槽内，所述小楔块外侧面开有螺孔，螺孔配合工具将小楔块取出。

作为优选，左立柱底部面与水平面间接触面的外侧边缘设有水平调整块，水平调整块为长条矩形结构，水平调整块沿左立柱与水平面间接触面侧面缝处上下等尺寸设置，水平调整块在侧面缝下部开螺孔并通过螺栓完全固定于工作台侧面，水平调整块在侧面缝上部的中间开固定螺孔，固定螺孔在对应位置的左立柱侧面同样设螺孔并通过螺栓将水平调整块与左立柱间相连，水平调整块在固定螺孔两侧开调整螺孔，调整螺孔旋入调整螺栓，调整螺栓调整确定水平调整块与左立柱间的距离后由固定螺栓将两者固定。

上述床身的安装步骤：

1)安装工作台至地面上，调整垫铁调整工作台的上顶面至水平；

2)将带有导轨的左立柱采用螺栓安装在工作台的左侧顶部面上，根据左立柱上的导轨直线度实际数值微调工作台下部的调整垫铁，将左立柱导轨的直线度调整至参考数值；

3)将两个水平调整块分别安装在工作台的左侧立面与左立柱接触缝的两端；

4)将两个固定楔块分别安装在工作台的右侧立面两端的楔块槽内；

5)将右立柱放置在工作台的右侧，其右侧面的楔块槽与工作台的右侧竖向连接面的楔块槽基本对正，并用螺栓初步连接。

6)将固定楔块上下位置嵌入小楔块；

7)在左右立柱中间且与立柱导轨高度接近位置，沿导轨长度方向通过下部辅助支撑放置不低于导轨长度的大理石平尺，以此为过渡基准，监测左右立柱上的导轨放入在水平面上的平行度，解决左右立导轨跨度大导致导轨水平度不便测量的问题；

8)以左立柱的上水平导轨面为基准校正大理石平尺水平基准，并以大理石平尺过渡基准为基准，通过调节右立柱下部的调整垫铁及两端的楔块槽内小楔块，将右立柱上部的导轨同左立柱的上基准导轨的平行度调整到要求数值；

9)以右立柱的顶部导轨的立面为基准校正大理石平尺立面基准，并以大理石平尺立面为基准，通过调节左立柱左侧的两个水平调整块的调整螺栓，将左立柱顶部导轨立面同右立柱的顶部导轨的立面的平行度调整到要求数值；

10)按扭力要求锁紧各处固定螺栓并反锁调整垫铁的锁紧螺母，复检各项精度是否有变化，并根据实际情况微调，直至达到精度要求，调整结束。

本发明的优点在于：通过将工作台、左立柱和右立柱三大组件连接为u型床身结构，经有限元分析具有较高的整体刚性，且因其结构整体地基变化均匀，精度变化微小缓慢；三大组件分体加工，单个零件尺寸较小不仅可实现小规格加工母机的加工而且零件一定规格的拓展对母机的规格变化也较小；三大组件分别在水平和垂直面上连接为一体u型床身结构，便于左右立柱顶部导轨水平面及立面平行度的精确调整，易于装配精度的实现。本发明不仅较分体式结构提高了其整体结构刚性及精度保持性，而且较铸造一体式结构优化了其加工、装配工艺并便于规格拓展。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图，

图2是本发明的主视图，

图3是图2中的a-a处截面图，

图4是图3中的b-b截面图，

图5是本发明的截面图，

图6是图5中局部放大图，

图7是图6的k向视图，

图8是图7的c-c向视图，

图9为原有的分体式床身的位置关系图，

图10为传统一体式床身结构。

附图标记：

1、工作台，2、左立柱，3、右立柱，4、水平调整块，5、调整垫铁，6、固定楔块，7、小楔块，8、圆弧槽，9、侧面缝，10、楔块槽。

具体实施方式

本发明的结构如图1-8所示，下面就本装置的具体结构进行说明:

桥式龙门机床的一体式床身，包括位于中间的工作台，工作台在长边竖向右侧面设右立柱3，工作台在长边左侧顶部面设左立柱2，左立柱、右立柱和工作台组成截面为u型的床身，右立柱的下部内侧凸出并在凸出侧面与工作台的右侧面通过垂直面用螺栓相连，左立柱2底部面通过水平面用螺栓固定于工作台，

左立柱的顶部面设有左导轨，右立柱的顶部面设有右导轨，左导轨和右导轨平行设置；

工作台1在靠近左立柱2的顶部面位置以及右立柱3的突出部分内直角顶部面位置均通身布置圆弧槽8，该圆弧槽8内安装螺旋排屑器；

工作台的底面和右立柱的底面设有调整垫铁5用来支撑及水平调整。

右立柱与工作台间的连接面处端面分别开有矩形的楔块槽10，楔块槽10向连接面内部延伸并在右立柱与工作台上等尺寸分布，楔块槽10内插入侧面为矩形的固定楔块6，固定楔块6在右立柱的楔块槽10内位置的上下侧面开有梯形槽，上侧位置梯形槽的斜面朝上且从内向外变低，下侧位置的梯形槽的斜面朝下从内向外变高，上下侧的梯形槽内嵌入小楔块7。

固定楔块6在厚度方向开螺孔及对应沉孔，通过螺栓固定于工作台的楔块槽10内，所述小楔块7外侧面开有螺孔，螺孔配合工具将小楔块7取出。

左立柱2底部面与水平面间接触面的外侧边缘设有水平调整块4，水平调整块4为长条矩形结构，水平调整块4沿左立柱2与水平面间接触面侧面缝9处上下等尺寸设置，水平调整块4在侧面缝9下部开螺孔并通过螺栓完全固定于工作台侧面，水平调整块4在侧面缝9上部的中间开固定螺孔，固定螺孔在对应位置的左立柱侧面同样设螺孔并通过螺栓将水平调整块4与左立柱间相连，水平调整块4在固定螺孔两侧开调整螺孔，调整螺孔旋入调整螺栓，调整螺栓调整确定水平调整块4与左立柱间的距离后由固定螺栓将两者固定。

三大组件连接为一体式桥式床身的安装步骤：

1)放置工作台1在安装地面上，通过调整垫铁5将其水平调整到要求水平；

2)将左立柱2放置在工作台1的左侧顶部面上，用螺栓初步连接，并检查左立柱导轨的直线度，根据左立柱上的导轨直线度实际数值微调工作台下部的调整垫铁，将左立柱导轨的直线度调整至合理数值；

3)将两个水平调整块4分别安装在工作台1的左侧立面两端。

4)将两个固定楔块6分别安装在工作台1的右侧立面两端的楔块槽内，并用螺钉可靠固定；

5)将右立柱3放置在工作台1的右侧，并通过调整垫铁5将其右侧面的楔块槽与工作台连接面的楔块槽基本对正，并用螺栓初步连接。

6)将固定楔块上下位置嵌入小楔块7；

7)在左右立柱中间且与立柱导轨高度接近位置，沿导轨长度方向通过下部辅助支撑放置不低于导轨长度的大理石平尺，以此为过渡基准，监测左右立柱上的导轨放入在水平面上的平行度，解决左右立导轨跨度大导致导轨水平度不便测量的问题；

8)以左立柱2的上水平导轨面为基准校正大理石平尺水平基准，并以大理石平尺过渡基准为基准，通过调节右立柱下部的调整垫铁5及两端的楔块槽内小楔块7，将右立柱上部的导轨同左立柱2的上基准导轨的平行度调整到要求数值；

9)以右立柱3的顶部导轨的立面为基准校正大理石平尺立面基准，并以大理石平尺立面为基准，通过调节左立柱2左侧的两个水平调整块4的调整螺栓，将左立柱顶部导轨立面同右立柱的顶部导轨的立面的平行度调整到要求数值；

10)按扭力要求锁紧各处固定螺栓并反锁调整垫铁的锁紧螺母，复检各项精度是否有变化，并根据实际情况微调，直至达到精度要求，调整结束。

图9为原有的分体式床身的位置关系图，该种结构需要反复调整工作台和左右立柱间的关系，而安装后由于地陷及材料问题，精度变差的速度快，不利于长时间使用。

图10为传统一体式床身结构，该种结构的床身体积大，铸造加工复杂，制造成本极高，不利于规模化生产。

通过将工作台、左立柱和右立柱三大组件连接为u型床身结构，经有限元分析具有较高的整体刚性，且因其结构整体地基变化均匀，精度变化微小缓慢，利于龙门机床的长时间使用而精度变化小；三大组件分体加工，单个零件尺寸较小不仅可实现小规格加工母机的加工，而且零件一定规格的拓展对母机的规格变化也较小；三大组件分别在水平和垂直面上连接为一体u型床身结构，便于左右立柱顶部导轨水平面及立面平行度的精确调整，易于装配精度的实现。

本发明不仅较分体式结构提高了其整体结构刚性及精度保持性，而且较铸造一体式结构优化了其加工、装配工艺并便于规格拓展。