一种龙门数控机床横梁的制作方法

1.本实用新型涉及横梁领域，特别涉及一种龙门数控机床横梁。


背景技术：

2.龙门数控机床，又叫龙门加工中心，是具有门式框架和卧式长床的铣床；龙门数控机床上可以用一把或多把铣刀同时对工件进行加工，其加工精度和生产效率都比较高，适用于在成批和大量生产中加工大型工件的平面斜面，还可以加工空间曲面和一些特定零件；龙门加工中心一般设有刀库，具有自动换刀功能，工件装夹后，数控系统能控制机床按不同工序选择刀具、更换刀具、自动对刀、自动改变主轴转速及进给量等，可连续完成钻、镗、铣、攻丝等多种工序，对加工形状比较复杂，精度要求比较高，品种更换频繁的零部件具有良好的经济效益。
3.现有龙门式加工中心，其横梁是加工中心的主要零件之一，横梁作为机床的y轴基础零件，不但承载滑鞍及滑枕部件的重量，还需要承载机床加工时的切削力。因此，横梁的刚性和强度直接影响机床的整体加工性能和精度。通常情况下，龙门数控机床的横梁跨距越大，由其自重及滑鞍在其上的运动引起的变形就相应增大，此时若横梁结构刚性不足，则会造成龙门数控机床横梁在加工时振动造成加工精度变差。为避免出现上述问题，需要对龙门数控机床的横梁结构进行改进。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的是提供一种龙门数控机床横梁，通过有限元分析模拟横梁受力情况，优化横梁截面形状及内部加强筋分布，极大改善大型横梁弯曲变形情况的出现，旨在实现减轻横梁重量的同时改善横梁受力情况，改善横梁自重变形的同时使得横梁更具经济性。
5.为实现上述目的，本实用新型提出一种龙门数控机床横梁，包括横梁本体，所述横梁本体为空腔结构，所述横梁本体内设有加强筋组件，所述加强筋组件包括：
6.第一加强筋，所述横梁本体内腔前壁沿横梁本体长度方向均布设有所述第一加强筋；
7.第二加强筋，所述横梁本体内腔上壁、下壁、后壁沿横梁本体长度方向设有所述第二加强筋；
8.加强筋板，间隔设于所述横梁本体内腔，所述加强筋板侧部分别与所述横梁本体内腔前壁、后壁、上壁、下壁相连接。
9.本实用新型其中一个优选技术方案为：所述横梁本体包括前板、背板、顶板和底板，所述前板、背板、顶板、底板和设于横梁本体两侧的加强筋板相围合。
10.本实用新型其中一个优选技术方案为：所述底板为中部向上凸起的拱形结构。
11.本实用新型其中一个优选技术方案为：所述第一加强筋呈米字型，相邻的所述第一加强筋相连接。
12.本实用新型其中一个优选技术方案为：所述第一加强筋包括加强条和设于所述第一加强筋中部的连接件，所述加强条通过所述连接件相连接。
13.本实用新型其中一个优选技术方案为：所述加强筋板为x型筋板，且所述加强筋板的侧部分别与所述横梁本体各内侧壁相连接。
14.本实用新型其中一个优选技术方案为：所述顶板外侧上间隔设有第一凹槽，所述第一凹槽上均设有第一减重孔。
15.本实用新型其中一个优选技术方案为：所述背板外侧上间隔设有第二凹槽，所述第二凹槽上均设有第二减重孔。
16.本实用新型其中一个优选技术方案为：所述前板、背板上贯穿设有便于移动横梁的横梁穿孔。
17.本实用新型其中一个优选技术方案为：所述横梁本体侧部和顶部上设有走线口。
18.本实用新型其中一个优选技术方案为：所述横梁本体和加强筋组件为一体浇铸成型。
19.本实用新型其中一个优选技术方案为：所述前板前侧设有滑轨，所述前板前侧一端设有轴承安装部，所述前板前侧另一端设有电机安装部。
20.本实用新型其中一个优选技术方案为：所述前板前侧设有相互配合用于固定主轴箱的第一安装座。
21.本实用新型其中一个优选技术方案为：所述顶板上设有便于移动横梁本体的第二安装座。
22.本实用新型其中一个优选技术方案为：所述背板上设有用于安装爬梯的第三安装座。
23.本实用新型其中一个优选技术方案为：所述横梁本体下部两端设有固定安装座。
24.本实用新型所提供的龙门数控机床横梁的有益效果为：横梁本体为空腔结构，通过在横梁本体内设置加强筋组件，使得在减轻横梁重量的同时可以改善横梁的受力情况；优化了横梁内部加强筋的分布，通过在横梁本体内壁上设置第一加强筋和第二加强筋、以及在横梁本体内腔中间隔设置加强筋板，改善了大型横梁弯曲变形的情况，提高了横梁的整体承载力，使得横梁整体具有良好的力学性能，使得横梁更具经济性。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
26.图1为本实用新型龙门数控机床横梁实施例的后视立体结构示意图；
27.图2为本实用新型龙门数控机床横梁实施例的立体剖面内侧结构示意图；
28.图3为本实用新型龙门数控机床横梁实施例的前视立体结构示意图；
29.图4为本实用新型龙门数控机床横梁实施例的横梁俯视结构示意图；
30.图5为本实用新型龙门数控机床横梁实施例横梁的侧视结构示意图；
31.图6为本实用新型龙门数控机床横梁实施例的横梁后视结构示意图；
32.附图标号说明：
33.100
‑
横梁本体，101
‑
前板，102
‑
背板，1021
‑
第二凹槽，1022
‑
第二减重孔， 103
‑
顶板，1031
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第一凹槽，1032
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第一减重孔，104
‑
底板；
34.200
‑
加强筋组件，201
‑
第一加强筋，2011
‑
加强条，2012
‑
连接件，202
‑
第二加强筋，203
‑
加强筋板；
35.300
‑
横梁穿孔；
36.400
‑
走线口；
37.501
‑
滑轨，502
‑
轴承安装部，503
‑
电机安装部；
38.600
‑
第一安装座；
39.700
‑
第二安装座；
40.800
‑
第三安装座；
41.900
‑
固定安装座；
具体实施方式
42.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
43.需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接设置在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者也可以存在居中元件。当元件被称为“安装于”另一个元件，它可以直接安装在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。
44.此外，还需要理解的是，实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、中间
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应的随之改变；“第一”、“第二”等术语，是为了区分不同的结构部件。这些术语仅为了便于描述本实用新型和简化描述，不能理解为对本实用新型的限制。
45.实施例
46.本实施例公开了一种龙门数控机床横梁，涉及一种龙门数控机床大跨距横梁的结构设计，通过有限元分析模拟横梁受力情况，优化横梁截面形状及内部加强筋分布，极大改善大型横梁弯曲变形情况的出现，在实现减轻横梁重量的同时改善横梁受力情况；
47.本实施例龙门数控机床横梁，横梁设置在龙门数控机床的床身上方，具体的，龙门数控机床上设置有龙门架，龙门架包括横梁和立柱，床身上两侧均固设有立柱，横梁本体的下部两端分别固定设置在立柱的上部，龙门数控机床的床身上设有加工台，横梁处于加工台的上方，通过在横梁上设置加工机构，如在横梁上设置加工主轴，从而实现对放置在加工台上的工件进行加工。
48.本实施例龙门数控机床横梁，参考图1至图6；包括横梁本体100，所述横梁本体100为空腔结构，所述横梁本体100内设有加强筋组件200，横梁本体100为空腔结构，通过在横梁本体100内设置加强筋组件200，使得在减轻横梁重量的同时可以改善横梁的受力情况；
49.本实施例中，所述加强筋组件200包括：
50.第一加强筋201，所述横梁本体100内腔前壁沿横梁本体100长度方向均布设有所述第一加强筋201；本实施例其中一个优选技术方案为，所述第一加强筋201 呈米字型，相邻的所述第一加强筋201相连接；本实施例具体的，所述第一加强筋201包括加强条2011和设于所述第一加强筋201中部的连接件2012，所述加强条2011通过所述连接件2012相连接，即以连接件2012为中心，各加强条2011以一定角度与所述连接件2012连接，使得所述第一加强筋201整体上呈米字型结构，本实施例通过在横梁本体100内腔前壁设置第一加强筋201，因横梁本体100 前侧需要安装其他构件，可以有效改善横梁的前侧的弯曲变形情况。
51.本实施例加强筋组件200包括第二加强筋202，所述横梁本体100内腔上壁、下壁、后壁沿横梁本体100长度方向设有所述第二加强筋202；本实施例第二加强筋202为加强筋条，横梁本体100内腔上壁、下壁、后壁均沿横梁本体100长度方向至少设置有一条第二加强筋202，具体的，横梁本体100内腔上壁、下壁、后壁上均设有一条第二加强筋202，也可以间隔设置两条或三条第二加强筋202。
52.本实施例加强筋组件200还包括加强筋板203，加强筋板203间隔设于所述横梁本体100内腔，所述加强筋板203侧部分别与所述横梁本体100内腔前壁、后壁、上壁、下壁相连接；本实施例具体的，所述加强筋板203为x型筋板，加强筋板 203整体为板状结构，其中部呈x型筋设置，加强筋板203间隔设于所述横梁本体 100内腔，且与横梁本体100内腔前壁、后壁、上壁、下壁以及与第一加强筋201、第二加强筋202相连接，使得在减轻横梁重量的同时可以改善横梁的受力情况，共同为设置在横梁本体100上的结构构件提供承载力，使得横梁整体具有良好的力学性能。
53.本实施例其中一个优选技术方案为：所述横梁本体100包括前板101、背板102、顶板103和底板104，所述前板101、背板102、顶板103、底板104和设于横梁本体100两侧的加强筋板203相围合；本实施例优选地，所述横梁本体100以及设置在横梁本体100上的加强筋组件200为一体浇铸成型，横梁本体100及加强筋组件200优选为金属合金材料制成，可以为灰铸铁材质制成；本实施例横梁本体 100以及设置在横梁本体100上的加强筋组件200为一体浇铸成型，也可以通过其他方式进行成型，例如横梁的前板101、横梁背板102与第一加强筋201一体浇铸成型后，再与其他结构进行焊接连接；本实施例中，所述横梁底板104为中部向上凸起的拱形结构，即从正面看，龙门架横梁下部呈拱形结构，减轻龙门架横梁重量的同时改善横梁本体100的受力情况。
54.本实施例其中一个优选技术方案为：所述顶板103外侧上间隔设有第一凹槽 1031，所述第一凹槽1031上均设有第一减重孔1032，本实施例具体的，第一减重孔1032为圆形孔，且每个第一凹槽1031上设有两个第一减重孔1032。
55.本实施例其中一个优选技术方案为：所述背板102外侧上间隔设有第二凹槽 1021，所述第二凹槽1021上均设有第二减重孔1022，本实施例具体的，第二减重孔1022为方形孔，且每个第二凹槽1021上设有多个第二减重孔1022。
56.本实施例横梁本体100上第一减重孔1032和第二减重孔1022，可以大幅减轻铸件重量，改善龙门架横梁的自重，同时，在横梁顶板103上设置第一凹槽1031 以及在横梁背板102上设置第二凹槽1021，可以大大减少对横梁顶板103和横梁背板102的后期加工。
57.上述中，加强筋板203为x型筋板，加强筋板203整体为板状结构，其中部呈 x型筋
设置，即可以理解为，加强筋板203中部呈x型形状，可以看为每个加强筋板203上出现四个第三减重孔，参考附图；上述中所提到的减重孔，均可以实现减轻横梁的整体重量。
58.本实施例其中一个优选技术方案为，所述顶板103上设有便于移动横梁本体 100的第二安装座700；本实施例进一步地，所述前板101、背板102上贯穿设有便于移动横梁的横梁穿孔300，优选横梁本体100上贯穿设有一对相互配合的横梁穿孔300。第二安装座700以及横梁的前板101、横梁背板102上横梁穿孔300的作用，是为了便于移动龙门架横梁，在前期对横梁本体100进行加工时，由于横梁本体100上还未安装其他构件，重量相对比较轻，也便于移动，优选通过第二安装座700对其进行移动，即第二安装座700上设有螺纹孔，通过与外界的移动装置进行螺纹连接，如通过螺栓进行连接，拆装方便，就可以实现对其进行移动；后期由于在横梁本体100上安装了其他构件，龙门架横梁整体重量变重，为对龙门架横梁进行移动，且后期为便于将其安装在立柱本体上，则是通过横梁穿孔300实现，如可以通过吊绳穿过横梁穿孔300，实现对数控机床龙门架横梁的移动。
59.本实施例其中一个优选技术方案为：所述横梁本体100侧部和顶部上设有走线口400，设置走线口400，是为了便于向横梁本体100内进行穿管和穿线。
60.本实施例其中一个优选技术方案为：所述前板101前侧设有滑轨501，优选的，横梁的前板101前侧上下部延其长度设有相互平行的所述滑轨501，所述前板101前侧一端设有轴承安装部502，所述前板101前侧另一端设有电机安装部 503。本实施例中，龙门数控机床上的主轴箱，主轴箱上设置有加工主轴，可以用于对工件进行加工，主轴箱通过滑块与上述滑轨501进行可滑动连接，轴承安装部502与电机安装部503连接设有丝杆，主轴箱通过丝杆螺母与丝杆连接，通过在电机安装部503上设置电机进行驱动，从而实现主轴箱可以于横梁的前板 101上进行左右移动。
61.本实施例其中一个优选技术方案为：所述前板101前侧设有相互配合用于固定主轴箱的第一安装座600；本实施例优选的，横梁的前板101前侧中部左右两侧均设有第一安装座600，当主轴箱设置在横梁的前板101上时，在运输的过程中，主轴箱难免会发生移动出现碰撞的情况，为防止其移动，可以通过l型连接板将主轴箱与第一安装座600进行固定连接连接，优选通过螺栓进行螺纹固定连接，进而实现对主轴箱进行固定。
62.本实施例其中一个优选技术方案为：所述背板102上设有用于安装爬梯的第三安装座800。龙门数控机床，由于其整体结构比较高大，当需要对其上部结构进行操作时，需要借助爬梯，因此，龙门数控机床上一般设置有爬梯，以便于工作人员上下龙门数控机床，因此，可以通过螺丝组件、焊接等方式将爬梯固定在第三安装座800上，以便于工作人员工作。
63.本实施例其中一个优选技术方案为：所述横梁本体100下部两端设有固定安装座900，本实施例中，固定安装座900上侧部设有若干第一安装孔，而与横梁配合的用于支撑固定横梁的龙门架立柱，其上部设有与第一安装孔匹配的第二安装孔，本实施例第一安装孔和第二安装孔均为螺纹孔，通过螺栓即可将第一安装孔和第二安装孔进行连接，进而实现将横梁固定设置在立柱上；本实施例中，立柱左侧板、立柱右侧板、立柱前板101和立柱背板102上部内凹设有数量与所述第二安装孔配合的第二安装槽。可以理解为，通过将第一安装孔和第二安装孔螺栓连接即可实现将横梁本体100安装在立柱本体上，通过第二安装槽可以避免螺栓裸露在立柱本体外侧上。
64.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，
凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。