一种立式加工中心的三角形主轴箱结构的制作方法

本实用新型涉及一种立式加工中心的三角形主轴箱结构，属于机床领域。

背景技术：

随着机床加工精度的要求越来越高，我们也逐步重视对于主轴结构和进给系统的安装方式的优化。现在我国市场中的立式加工中心的主轴结构一般为悬伸式结构，这种结构对于机床的加工性能有所制约。由于悬伸式结构，一般立式加工中心的主轴箱受热变形影响严重，在长时间持续工作时，热变形会造成机床加工在x轴方向产生偏移。同时悬伸式结构的驱动系统与主轴存在偏距，在主轴箱发生变形时，z轴方向的丝杠的移动距离与主轴刀尖的移动距离存在偏差。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种立式加工中心的三角形主轴箱结构，该主轴结构采用平行的三组导轨滑块结构，消除了驱动结构偏置带来的偏差，有较好的z轴动态响应性能，从而有效提高立式加工中心的铣削质量和加工精度。

为解决以上问题，本实用新型的具体技术方案如下：一种立式加工中心的三角形主轴箱结构，主轴箱下端设有电主轴，主轴箱上端设有z轴驱动装置；主轴箱是截面为正三角形的三棱柱结构，三棱柱的每条棱边上设有相互平行的导轨，在主轴箱的两侧分别设有前箱体和后箱体，前箱体的中心设有三角形凹槽，凹槽内垂直设有两个滑块；后箱体设有梯形凹槽，凹槽的两个斜面上对称设有四个滑块；前箱体和后箱体内共设置六个滑块分别与对应位置的导轨滑动连接；在前箱体内侧面上设有八个螺纹孔，后箱体内侧面上对应于前箱体的螺纹孔位置设有八个沉头孔，前箱体与后箱体通过螺纹孔和沉头孔上共同连接的螺栓相互连接。

所述的z轴驱动装置结构为，在主轴箱内设有丝杠，丝杠一端通过支撑单元和锁紧螺母连接，支撑单元固定在电机座上，锁紧螺母与支撑单元的外端面贴合；在丝杠端部通过联轴器与z轴电机的输出轴连接；在丝杠的中部螺纹配合丝母，丝母外部配合有丝母座，丝母座的尾端伸出主轴箱背面的方形孔，并与后箱体上端连接；z轴电机的端面通过电机座与主轴箱顶端连接。

所述的后箱体背面连接机床立柱或横梁。

该立式加工中心的三角形主轴箱结构采用三条平行导轨，且主轴与z轴丝杠在同一条垂直线上，消除了驱动结构偏置带来的偏差，有较好的z轴动态响应性能。中心对称的主轴箱结构，在面对主轴发热情况时，主轴箱在各方向的变形量几乎相等，便可实现热变形对于刀尖零影响的情况。同时，由于三根导轨间隔120°角度，本主轴结构能够在机床加工过程的大部分切削方向中保证两条导轨受力，主轴箱受力情况要优于普通主轴箱偏置双平行导轨结构的受力。综上，本新型结构能够有效提高立式加工中心的铣削质量和加工精度。

附图说明

图1为立式加工中心的三角形主轴箱结构的外部结构示意图。

图2为主轴箱内部剖视结构示意图。

图3为前箱体及其连接滑块示意图。

图4为后箱体及其连接滑块示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种立式加工中心的三角形主轴箱结构，主轴箱3下端设有电主轴2，主轴箱3上端设有z轴驱动装置6；主轴箱3是截面为正三角形的三棱柱结构，三棱柱的每条棱边上设有相互平行的导轨7，在主轴箱3的两侧分别设有前箱体4和后箱体1，如图3所示，前箱体4内部为三角形凹槽，凹槽内部垂直方向设有两个滑块5，凹槽外两侧平面共有八个螺纹孔，用于连接后箱体1；如图4所示，后箱体1内部为梯形凹槽，凹槽的两斜面上对称设有四个滑块5，梯形凹槽外两侧平面上对应于前箱体4的螺纹孔位置，共有八个沉头孔，用于连接前箱体4。前箱体4与后箱体1通过螺纹孔和沉头孔上共同连接的螺栓相互连接。其中后箱体1背面连接机床立柱或横梁，实现了主轴箱与设备主体的连接。

如图2所示，所述的平移装置结构为，在主轴箱3内设有丝杠8，丝杠8一端通过支撑单元15和锁紧螺母14连接，支撑单元15固定在电机座11上，锁紧螺母14与支撑单元15的外端面贴合；在丝杠8端部通过联轴器13与z轴电机12的输出轴连接；在丝杠8的中部螺纹配合丝母9，丝母9外部配合有丝母座10，丝母座10的尾端伸出主轴箱3背面的方形孔，并与后箱体1连接；z轴电机12的端面通过电机座11与主轴箱3顶端连接。该结构实现了z轴电机12旋转动作转换为丝杠8的直线运动，从而实现主轴箱的进给动作。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，也应视为属于本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种立式加工中心的三角形主轴箱结构，其特征在于：主轴箱（3）下端设有电主轴（2），主轴箱（3）上端设有z轴驱动装置（6）；主轴箱（3）是截面为正三角形的三棱柱结构，三棱柱的每条棱边上设有相互平行的导轨（7），在主轴箱（3）的两侧分别设有前箱体（4）和后箱体（1），前箱体（4）的中心设有三角形凹槽，凹槽内垂直设有两个滑块（5）；后箱体（1）设有梯形凹槽，凹槽的两个斜面上对称设有四个滑块（5）；前箱体（4）和后箱体（1）内共设置六个滑块（5）分别与对应位置的导轨（7）滑动连接；在前箱体（4）内侧面上设有八个螺纹孔，后箱体（1）内侧面上对应于前箱体（4）的螺纹孔位置设有八个沉头孔，前箱体（4）与后箱体（1）通过螺纹孔和沉头孔上共同连接的螺栓相互连接。

2.如权利要求1所述的立式加工中心的三角形主轴箱结构，其特征在于：所述的z轴驱动装置（6）结构为，在主轴箱（3）内设有丝杠（8），丝杠（8）一端通过支撑单元（15）和锁紧螺母（14）连接，支撑单元（15）固定在电机座（11）上，锁紧螺母（14）与支撑单元（15）的外端面贴合；在丝杠（8）端部通过联轴器（13）与z轴电机（12）的输出轴连接；在丝杠（8）的中部螺纹配合丝母（9），丝母（9）外部配合有丝母座（10），丝母座（10）的尾端伸出主轴箱（3）背面的方形孔，并与后箱体（1）上端连接；z轴电机（12）的端面通过电机座（11）与主轴箱（3）顶端连接。

3.如权利要求1所述的立式加工中心的三角形主轴箱结构，其特征在于：所述的后箱体（1）背面连接机床立柱或横梁。

技术总结
本实用新型涉及一种立式加工中心的三角形主轴箱结构，其结构为，主轴箱下端设有电主轴，主轴箱上端设有Z轴驱动装置；主轴箱是截面为正三棱柱结构，三棱柱的每条棱边上设有相互平行的导轨，在主轴箱的两侧分别设有前箱体和后箱体，前箱体和后箱体内共设置六个滑块分别与对应位置的导轨滑动连接；前箱体与后箱体通过八组螺栓相互连接。该主轴结构采用平行的三组导轨滑块结构，且主轴与Z轴丝杠在同一条垂直线上，消除了驱动结构偏置带来的偏差，有较好的Z轴动态响应性能，从而有效提高立式加工中心的铣削质量和加工精度。同时，中心对称的主轴箱结构，在面对主轴发热情况时，主轴箱在各方向的变形量几乎相等，可实现热变形对于刀尖零影响的情况。

技术研发人员：周守胜;刘妍;邱岩;吕心如;孙文超
受保护的技术使用者：沈阳优尼斯智能装备有限公司
技术研发日：2019.08.07
技术公布日：2020.05.22