高強度型材加工中心

《高強度型材加工中心》是佛山市普拉迪數控科技有限公司於2014年12月3日申請的專利，該專利的申請號為2014107251392，公布號為CN104400566A，授權公布日為2015年3月11日，發明人是殷正斌、熊犇、劉世泉、羅家海。

《高強度型材加工中心》涉及一種高強度型材加工中心，所述X軸滑軌沿所述床身長度方向設定，設有Y軸滑板的一側設有減速機安裝板，所述減速機安裝板裝有X軸驅動電機和減速機，所述X軸驅動電機通過所述減速機將動力輸出給所述Y軸滑板使其在所述X軸滑軌作直線運動；所述刀庫通過刀庫支架固定在所述Y軸滑板，所述刀庫支架安裝於Y軸滑板，所述立柱通過Y軸滑軌滑動安裝在所述Y軸滑板，所述刀庫支架和立柱相互獨立，互相不承重；所述立柱由Y軸驅動電機驅動，所述Y軸驅動電機設定在所述床身；所述立柱沿豎直方向設有Z軸滑軌，所述機頭由Z軸驅動電機驅動沿Z軸滑軌作直線運動。提高加工效率，提高了加工精度，延長了工具機的壽命。

2018年12月20日，《高強度型材加工中心》獲得第二十屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《高強度型材加工中心》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：高強度型材加工中心
• 公布號：CN104400566A
• 授權日：2015年3月11日
• 申請號：2014107251392
• 申請日：2014年12月3日
• 申請人：佛山市普拉迪數控科技有限公司
• 地址：廣東省佛山市三水中心工業園C區70號
• 發明人：殷正斌、熊犇、劉世泉、羅家海
• Int.Cl.：B23Q37/00(2006.01)I; B23Q5/34(2006.01)I; B23Q1/01(2006.01)I; B23Q11/08(2006.01)I
• 代理機構：北京品源專利代理有限公司
• 代理人：韓國勝、胡彬
• 類別：發明專利

專利背景

加工中心是指主軸為垂直狀態的加工中心，其結構形式多為固定立柱，工作檯為長方形，無分度迴轉功能，適合加工盤、套、板類零件，它一般具有三個直線運動坐標軸。加工中心裝卡方便，便於操作，易於觀察加工情況，調試程式容易，套用廣泛。但受立柱高度或換刀裝置的限制，不能加工太高的零件，在加工型腔或下凹的型面時，切屑不易排出，嚴重時會損壞刀具，破壞已加工表面，影響加工的順利進行。

2014年12月之前技術中的加工中心，工具機的穩定性不高，進而加工精度不高，使得工具機的使用壽命也跟著縮短。

發明內容

專利目的

《高強度型材加工中心》的目的在於提出一種高強度型材加工中心，該加工中心的穩定性高，加工精度高，工具機的使用壽命長。

技術方案

《高強度型材加工中心》包括床身、設於所述床身的立柱和刀庫及設於所述立柱的機頭，所述床身設有工作檯面；所述床身設有X軸滑軌和Y軸滑板，所述X軸滑軌沿所述床身長度方向設定，所述Y軸滑板的一側設有減速機安裝板，所述減速機安裝板裝有X軸驅動電機和減速機，所述X軸驅動電機通過所述減速機將動力輸出給所述Y軸滑板使其在所述X軸滑軌作直線運動；

所述刀庫通過刀庫支架固定在所述Y軸滑板，所述刀庫支架安裝於Y軸滑板，所述立柱通過Y軸滑軌滑動安裝在所述Y軸滑板，所述刀庫支架和立柱相互獨立，互相不承重；所述立柱由Y軸驅動電機驅動，所述Y軸驅動電機設定在所述床身；

所述立柱沿豎直方向設有Z軸滑軌，所述機頭由Z軸驅動電機驅動沿Z軸滑軌作直線運動。

進一步的，所述X軸驅動電機通過連線板立式安裝於所述Y軸滑板，設有傳動齒條的齒面沿X軸方向垂直安裝於所述床身；所述X軸驅動電機的動力輸出端設定有齒輪，所述齒輪通過調整定位調整模組與所述傳動齒條相嚙合；所述X軸驅動電機通過所述齒輪沿所述傳動齒條的傳動下帶動所述Y軸滑板在所述床身的X軸方向運動。

更進一步的，所述定位調整模組為橫向頂塊和螺絲，所述橫向頂塊安裝於所述Y軸滑板並通過所述螺絲調整所述減速機齒輪與所述傳動齒條的嚙合間隙。

進一步的，所述Y軸滑軌與所述減速機安裝板連線處設有一向下傾斜的排水槽。

更進一步的，所述排水槽的傾斜角度為18-25度。

進一步的，還包括工具機防護罩和用於將所述工具機防護罩安裝到所述床身的兩端安裝板；所述工具機防護罩的側面開設有減重孔，且與X軸滑軌端接觸端設定為折邊；所述工具機防護罩包括多個互相套疊的護罩片，通過工具機機頭的運動實現伸長和縮短。

更進一步的，所述護罩片包括上板、左板和右板；所述左板高於所述右板；所述上板和左板均設定有彎折。

進一步的，還包括用於定位安裝的T型塊、用於支撐定位的固定架和多塊用於隔離的防護板；所述固定架通過所述T型塊和螺栓安裝於所述工作檯面的凹槽內，所述防護板通過螺絲安裝於所述固定架，並對所述固定架形成一個防護罩。

更進一步的，所述固定架的底部兩側分別設定有接腳，所述接腳通過所述螺栓固定於所述T型塊，使所述固定架安裝於所述工作檯面；所述接腳是由兩塊金屬板組成的夾角為90°的L型板塊，其中一塊所述金屬板通過螺釘將所述L型板塊固定安裝於所述固定架的底部，另外一塊所述金屬板通過所述螺栓將所述固定架和所述L型板塊固定於所述T型塊。

進一步的，所述床身為具有中空腔體的六面體結構，所述床身的腔體內設有若干的加強筋簇；所述加強筋簇包括中心圓和若干的筋條，若干所述筋條的一端固定在所述中心圓，且呈放射狀分布在所述中心圓周圍；若干所述加強筋簇相互固定形成橫向支撐，若干橫向支撐按照陣列分布在所述床身本體的腔體內；若干所述加強筋簇相互固定形成縱向支撐，若干縱向支撐按照陣列分布在所述床身本體的腔體內。

有益效果

通過X軸驅動電機驅動Y軸滑板在X軸滑軌上作直線運動，軸驅動電機驅動立柱在Y軸滑軌上作直線運動，軸驅動電機驅動立柱帶動所述機頭在Z軸滑軌上作直線運動，從而完成機頭上刀具對工件的準確定位，再而進行加工，提高加工效率；將刀庫支架和立柱相互獨立，立柱的受力不平衡情況完全避免，從而提高了加工精度，延長了工具機的壽命。

附圖說明

圖1是《高強度型材加工中心》一個實施例的結構示意圖；

圖2是《高強度型材加工中心》一個實施例的正視圖；

圖3是《高強度型材加工中心》中X軸驅動電機的安裝示意圖；

圖4是《高強度型材加工中心》中X軸驅動電機的安裝示意圖；

圖5是《高強度型材加工中心》中X軸驅動電機安裝時的俯視圖；

圖6是《高強度型材加工中心》中排水槽的位置示意圖；

圖7為圖6中A部分的局部放大圖；

圖8為《高強度型材加工中心》中工具機防護罩的側視圖；

圖9為《高強度型材加工中心》中防護罩的安裝示意圖；

圖10為《高強度型材加工中心》的一個實施例的固定架的安裝結構示意圖；

圖11為《高強度型材加工中心》中一個實施例的防護罩的結構示意圖；

圖12為《高強度型材加工中心》中一個實施例的固定架的結構示意圖；

圖13為《高強度型材加工中心》中床身的俯視圖；

圖14為圖13中B-B的剖視圖；

圖15為發明中床身內部腔體的結構示意圖。

其中：床身1，立柱2，刀庫3，機頭4，工作檯面5，X軸滑軌6，Y軸滑板7，減速機安裝板8，縫隙801，X軸驅動電機9，減速機10，刀庫支架11，Y軸滑軌12，Y軸驅動電機13，Z軸滑軌14，Z軸驅動電機15，齒輪17，定位調整模組18，傳動齒條19，螺絲21，排水槽22，工具機防護罩23，兩端安裝板24，減重孔25，折邊26，T型塊27，固定架28，防護板29，螺栓30，防護罩31，接腳32；加強筋簇33，中心圓3301，筋條3302；橫向支撐34，縱向支撐35。

技術領域

《高強度型材加工中心》涉及加工工具機設備領域，特別涉及一種高強度型材加工中心。

權利要求

1.高強度型材加工中心，包括床身、設於所述床身的立柱和刀庫及設於所述立柱的機頭，所述床身設有工作檯面，其特徵在於：所述床身設有X軸滑軌和Y軸滑板，所述X軸滑軌沿所述床身長度方向設定，所述Y軸滑板的一側設有減速機安裝板，所述減速機安裝板裝有X軸驅動電機和減速機，所述X軸驅動電機通過所述減速機將動力輸出給所述Y軸滑板使其在所述X軸滑軌作直線運動；所述刀庫通過刀庫支架固定在所述Y軸滑板，所述刀庫支架安裝於Y軸滑板，所述立柱通過Y軸滑軌滑動安裝在所述Y軸滑板，所述刀庫支架和立柱相互獨立，互相不承重；所述立柱由Y軸驅動電機驅動，所述Y軸驅動電機設定在所述床身；所述立柱沿豎直方向設有Z軸滑軌，所述機頭由Z軸驅動電機驅動沿Z軸滑軌作直線運動。

2.根據權利要求1所述的高強度型材加工中心，其特徵在於：所述X軸驅動電機通過連線板立式安裝於所述Y軸滑板，設有傳動齒條的齒面沿X軸方向垂直安裝於所述床身；所述X軸驅動電機的動力輸出端設定有齒輪，所述齒輪通過調整定位調整模組與所述傳動齒條相嚙合；所述X軸驅動電機通過所述齒輪沿所述傳動齒條的傳動下帶動所述Y軸滑板在所述床身的X軸方向運動。

3.根據權利要求2所述的高強度型材加工中心，其特徵在於：所述定位調整模組為橫向頂塊和螺絲，所述橫向頂塊安裝於所述Y軸滑板並通過所述螺絲調整所述減速機齒輪與所述傳動齒條的嚙合間隙。

4.根據權利要求1所述的高強度型材加工中心，其特徵在於：所述Y軸滑軌與所述減速機安裝板連線處設有一向下傾斜的排水槽。

5.根據權利要求4所述的高強度型材加工中心，其特徵在於：所述排水槽的傾斜角度為18-25度。

6.根據權利要求1所述的高強度型材加工中心，其特徵在於：還包括工具機防護罩和用於將所述工具機防護罩安裝到所述床身的兩端安裝板；所述工具機防護罩的側面開設有減重孔，且與X軸滑軌端接觸端設定為折邊；所述工具機防護罩包括多個互相套疊的護罩片，通過工具機機頭的運動實現伸長和縮短。

7.根據權利要求6所述的高強度型材加工中心，其特徵在於：所述護罩片包括上板、左板和右板；所述左板高於所述右板；所述上板和左板均設定有彎折。

8.根據權利要求1所述的高強度型材加工中心，其特徵在於：還包括用於定位安裝的T型塊、用於支撐定位的固定架和多塊用於隔離的防護板；所述固定架通過所述T型塊和螺栓安裝於所述工作檯面的凹槽內，所述防護板通過螺絲安裝於所述固定架，並對所述固定架形成一個防護罩。

9.根據權利要求8所述的高強度型材加工中心，其特徵在於：所述固定架的底部兩側分別設定有接腳，所述接腳通過所述螺栓固定於所述T型塊，使所述固定架安裝於所述工作檯面；所述接腳是由兩塊金屬板組成的夾角為90°的L型板塊，其中一塊所述金屬板通過螺釘將所述L型板塊固定安裝於所述固定架的底部，另外一塊所述金屬板通過所述螺栓將所述固定架和所述L型板塊固定於所述T型塊。

10.根據權利要求1所述的高強度型材加工中心，其特徵在於：所述床身為具有中空腔體的六面體結構，所述床身的腔體內設有若干的加強筋簇；所述加強筋簇包括中心圓和若干的筋條，若干所述筋條的一端固定在所述中心圓，且呈放射狀分布在所述中心圓周圍；若干所述加強筋簇相互固定形成橫向支撐，若干橫向支撐按照陣列分布在所述床身本體的腔體內；若干所述加強筋簇相互固定形成縱向支撐，若干縱向支撐按照陣列分布在所述床身本體的腔體內。

實施方式

如圖1及圖2所示，高強度型材加工中心，包括床身1、設於所述床身1的立柱2和刀庫3及設於所述立柱2的機頭4，所述床身1設有工作檯面5；所述床身1設有X軸滑軌6和Y軸滑板7，所述X軸滑軌6沿所述床身1長度方向設定，所述Y軸滑板7的一側設有減速機安裝板8，所述減速機安裝板8裝有X軸驅動電機9和減速機10，所述X軸驅動電機9通過所述減速機10將動力輸出給所述Y軸滑板7使其在所述X軸滑軌6作直線運動；

所述刀庫3通過刀庫支架11固定在所述Y軸滑板7，所述刀庫支架11安裝於Y軸滑板7，所述立柱2通過Y軸滑軌12滑動安裝在所述Y軸滑板，所述刀庫支架11和立柱2相互獨立，互相不承重；所述立柱2由Y軸驅動電機13驅動，所述Y軸驅動電機13設定在所述床身1；

所述立柱2沿豎直方向設有Z軸滑軌14，所述機頭4由Z軸驅動電機15驅動沿Z軸滑軌14作直線運動。

X軸驅動電機驅動Y軸滑板7在X軸滑軌6上作直線運動，Y軸驅動電機13驅動立柱2在Y軸滑軌12上作直線運動，Z軸驅動電機15驅動立柱2帶動所述機頭4在Z軸滑軌14上作直線運動，從而完成機頭4上刀具對工件的準確定位，再而進行加工，提高加工效率。

所述刀庫支架11設定在所述Y軸滑板7且位於所述立柱1的一側，所述Y軸滑軌12和X軸驅動電機9固定在所述刀庫支架11；由於刀庫3內部安裝有十幾把金屬刀具，其體積大，重量大，2014年12月之前技術中為了節省空間將刀庫3直接安裝在立柱2，所以在加工過程中立柱2要承受刀庫3的重量和慣性，而且刀庫3必然是設定於立柱2的一側，對立柱2有翻轉的扭力，使立柱2受力不平衡，因此對立柱2的加工精度具有較大影響。為了避免此問題，將刀庫支架11和立柱2相互獨立，立柱2的受力不平衡情況完全避免，從而提高了加工精度，延長了工具機的壽命。

如圖3到圖5所示，所述X軸驅動電機9通過連線板立式安裝於所述Y軸滑板7，設有傳動齒條17的齒面沿X軸方向垂直安裝於所述床身1；所述X軸驅動電機9的動力輸出端設定有齒輪17，所述齒輪17通過調整定位調整模組18與所述傳動齒條19相嚙合；所述X軸驅動電機9通過所述齒輪17沿所述傳動齒條19的傳動下帶動所述Y軸滑板7在所述床身1的X軸方向運動。

X軸方向的X軸驅動電機9和減速機10通過齒輪17和傳動齒條19的嚙合傳動使Y軸滑板7在床身1沿X軸方向運動，X軸驅動電機9和減速機10立式安裝於Y軸滑板7，結構更加緊湊，相配合的傳動齒條2的齒面垂直安裝於床身1，工具機對工件進行車、銑、鑽等加工時會產生大量的鐵屑，鐵屑一般會自然堆積在水平設定的傳動齒條的齒面上，使傳動中的齒輪和齒條容易磨損，嚙合精度大大降低，而發明中的傳動齒條19的齒面垂直安裝於床身1，鐵屑不容易推落在齒面上，大大的減少了鐵屑對齒輪17和傳動齒條19的影響，確保了床身1在X軸方向上運動的精確。齒輪17還通過定位調整模組18與傳動齒條19相嚙合，齒輪17和傳動齒條19之間的嚙合間隙可調整，使兩者的嚙合更加的合理，床身1的移動更精準。

所述定位調整模組18為橫向頂塊和螺絲21，所述橫向頂塊安裝於所述Y軸滑板7並通過所述螺絲21調整所述減速機齒輪17與所述傳動齒條19的嚙合間隙。橫向頂塊通過螺絲21安裝於Y軸滑板7並通過螺絲21來調整齒輪17與傳動齒條19的嚙合間隙，確保嚙合的合理性，提高傳動的精度。

如圖6及圖7所示，所述Y軸滑軌12與所述減速機安裝板8的連線處設有一向下傾斜的排水槽22。

金屬在切削過程中，一般情況下需要使用冷卻液對加工的工件及加工設備進行冷卻、潤滑、清洗等，所以加工時，使用冷卻液對準加工位置進行噴灑，因而在噴灑過程中冷卻液會向外濺射；在所述Y軸滑軌12與所述減速機安裝板8的連線處具有縫隙801，而冷卻液向外濺射過程中會從所述縫隙801中所述減速機安裝板8，從而使所述減速機安裝處產生積水而造成X軸驅動電機和減速機的損壞；但當在所述Y軸滑軌12和所述減速機安裝板8連線處設有一向下傾斜的排水槽22後，冷卻液就會順著所述排水槽22流到床身1的排水裝置中，因此可以避免產生積水造成X軸驅動電機和減速機的損壞，從而影響了加工。

所述排水槽22的傾斜角度為18-25度；傾斜角度在18-25度範圍內使冷卻液容易順著這個傾斜度流到床身1的排水裝置中如圖1及圖8所示，還包括工具機防護罩23和用於將所述工具機防護罩23安裝到所述床身1的兩端安裝板24；所述工具機防護罩23的側面開設有減重孔25，且與X軸滑軌6的接觸端設定為折邊26；所述工具機防護罩23包括多個互相套疊的護罩片，通過工具機機頭的運動實現伸長和縮短。《高強度型材加工中心》採用的工具機防護罩23實現與工具機同步連動伸縮防護，體型大、防護面積大，使用壽命長，進一步在工具機防護罩上挖孔和設定折邊減輕其的重量和減少運行時的摩擦阻力，從而提高了工具機防護罩運行的速度。

所述護罩片包括上板、左板和右板；所述左板高於所述右板；所述上板和左板均設定有彎折。所述左板高於所述右板，是使上板具有一個斜坡，可以使在加工過程中濺到防護罩上的冷卻液會沿著斜坡流到工具機自帶的排水裝置中；而所述上板和左板設定有彎折是為了減少多個護罩片在伸縮過程中的摩擦，提高伸縮效率，同時起到保護護罩片的作用。

如圖9到圖12所示，還包括用於定位安裝的T型塊27、用於支撐定位的固定架28和多塊用於隔離的防護板29；所述固定架28通過所述T型塊27和螺栓30安裝於所述工作檯面5的凹槽內，所述防護板29通過螺絲安裝於所述固定架28，並對所述固定架28形成一個防護罩31。

《高強度型材加工中心》工作檯面5上，通過在工作檯面5上豎立起一個或多個由防護板29封罩的固定架28，將原有床身上的一個加工區間分為多個互不干擾的加工區域，工具機啟動後可加工兩個或兩個以上的工件，與2014年12月之前只能加工一個工件的工具機相比，減省了人工對工件更換的工序，提高加工效率。放置兩個或兩個以上的工件在工作檯面5上，由於防護罩31和固定架28的設定，使工件加工過程中的鐵屑與切屑液不會飛濺到其他工件上，避免鐵屑或切屑液對其他工件的加工在精度和質量上造成影響，在降低工人的勞動強度、提高加工效率的同時，也確保了工件加工的質量和精度，節約生產成本。通過螺栓21固定安裝於2014年12月之前的T型塊27，2014年12月之前的T型塊27一般用於安裝夾具，因此可適用於不同的數控工具機的安裝上，可以根據作業要求安裝，使用限制少，適用範圍廣，可直接安裝使用，無需對原有的數控工具機進行改造。

所述固定架28的底部兩側分別設定有接腳32，所述接腳32通過所述螺栓30固定於所述T型塊27，使所述固定架28安裝於所述工作檯面5；設定有接腳21的固定架2，與工作檯面5的接觸面增大，固定架28可更加穩定的安裝於工作檯面5。

所述接腳32是由兩塊金屬板組成的夾角為90°的L型板塊，其中一塊所述金屬板通過螺釘將所述L型板塊固定安裝於所述固定架28的底部，另外一塊所述金屬板通過所述螺栓30將所述固定架28和所述L型板塊固定於所述T型塊27。夾角為90°的L型板塊結構簡單，加工容易，對固定架28能起到良好的穩固作用，。

如圖13到圖15所示，所述床身1為具有中空腔體的六面體結構，所述床身1的腔體內設有若干的加強筋簇33；所述加強筋簇33包括中心圓3301和若干的筋條3302，若干所述筋條3302的一端固定在所述中心圓3301，且呈放射狀分布在所述中心圓3301周圍；若干所述加強筋簇33相互固定形成橫向支撐34，若干橫向支撐34按照陣列分布在所述床身1的腔體內；若干所述加強筋簇33相互固定形成縱向支撐35，若干縱向支撐35按照陣列分布在所述床身1的腔體內。

高強度型材加工中心，由於機頭安裝的是BT40的主軸，屬於重型切削，加工過程中，Z軸方向（垂直於所述床身1底面的方向）受力比較大，整台型材加工中心的震盪都將會比較大，大大地影響加工精度。在床身1內設定由中心圓3301及在其四周呈放射狀分布的若干筋條3302組成的加強筋簇33，重型切削帶來的振動、壓力通過中心圓3301和筋條3302向不同方向緩衝消化，而不是使得床身長期在同一個方向受力衝擊；而若干所述加強筋簇33相互固定形成橫向支撐34和縱向支撐35，並按照陣列分布在床身1的腔體內，這樣的結構布置，重型切削時給床身1帶來的衝擊力提供了更多緩衝消化的方向，從而進一步提高了床身1的剛性，能適應更精密加工工具機的使用要求，且床身結構簡單，製造成本也較低。

榮譽表彰

2018年12月20日，《高強度型材加工中心》獲得第二十屆中國專利優秀獎。