[实用新型]用于门形结构多轴高速加工中心的支撑框架结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种支撑框架结构，尤其是用于门形结构多轴高速加工中心的支撑框架结构，属于机械加工技术领域。

背景技术

高速加工中心属于数控机床中的一种，其突出之处在于可以从多个侧面完整地加工较大体积的工件。这一类的加工中心至少拥有三个移动轴，这些移动轴具有一个数字控制器。此外，大部分情况下还存在一个或者两个旋转的数字控制轴。使用这一类的加工中心可以实施通常的切削工作，例如：铣切、钻孔、锪孔、铰孔、车削和类似工作。单个移动轴针对不同部件(例如支架组件、横梁或者套筒)的分配是附加的区别特征。因为由此已经可以确定主要的支撑框架结构的构造。主要是一种门形结构的支撑框架结构。通过该门形结构，移动轴可以在X、Y以及Z方向结合特殊的较大体积工件进行工作。

为缩短工件的加工时间市场上出现了越来越多的所谓高速加工中心。通过使用尽可能轻质的移动轴降低加工时间。

已知的高速加工中心本质上由含一对导轨的支撑框架结构组成，导轨通过多个支架以与地面位置固定的形式进行安装。在两根导轨上存在沿X-方向移动的龙门架。同时，龙门架构成在Y-方向相对移动的横梁的框架，而横梁由支撑着在Z-方向上下移动的套筒。用于加工工件的刀具位于套筒的末端。

为了获得轻便且尽可能坚固的支撑框架结构，此处建议龙门架由碳纤维-杆状元件构成，杆状元件成扇形分别从龙门架上方中间的中心轴承向下延伸。在原理上，此处涉及一类桁架结构，该结构使得龙门架获得较高的刚性。因此仅使用杆状元件构成龙门架。

对已知的支撑框架结构的静态和动态性能试验表明，这些支撑框架结构很多已经因自重而出现变形。这种表现会对高速加工中心的精度产生负面的影响。尤其是套筒存在下沉现象。在导轨区域的单个杆状元件部分情况下比整个结构存在更大的变形。在动力学方面，在龙门架移动方向(X-方向)加速时观察到套筒尖部有变形。已知支撑框架结构在刚性方面的所有薄弱点均对工件的精密加工形成负担，从而形成实际尺寸和给定尺寸之间偏差形式的尺寸公差，很多的时候该公差无法满足最新的要求。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于多轴门形结构高速加工中心的支撑框架结构，该结构的突出之处在于在尽可能小的自重且生产过程尽可能简单的情况下可以实现更高的刚性。

本实用新型的技术原理是龙门架的杆状元件仅用于构成龙门架的外部边框，而多个由杆状元件框住的龙门架平面通过板状元件构成加固填充体。

为达到上述目的，本实用新型是通过以下的技术方案来实现的：

一种用于门形结构多轴高速加工中心的支撑框架结构，具有至少一对相互之间间隔一定距离且与地面位置固定的平行安排的导轨，在导轨上安排有一个沿X方向移动的龙门架，该龙门架对可在Y方向移动的横梁进行导向，在该横梁上安排有一个可在Z方向移动的用于安装工具的套筒，所述的龙门架具有多个斜撑状的杆状部件，其特征在于，杆状元件用于构成龙门架的外部边框，而多个由杆状元件框住的龙门架平面通过板状元件构成加固填充体。

前述的用于门形结构多轴高速加工中心的支撑框架结构，其特征在于板状元件为层状板，该层状板具有两张由碳纤维-复合材料制成的盖板，盖板之间包含有硬泡沫芯；杆状元件为空心圆柱状结构，且由碳纤维-复合材料制成。

前述的用于门形结构多轴高速加工中心的支撑框架结构，其特征在于龙门架由两个从横截面看相互成镜像对称的门架对组成。两个门架对通过用作横梁的杆状元件相互连接在一起。

前述的用于门形结构多轴高速加工中心的支撑框架结构，其特征在于，每个门架对拥有直角三角形横截面。直角三角形的水平边平行于相邻的导轨。直角三角形的垂直边均朝向内侧，并平行于相对门架对的垂直边。此外，每个门架对的斜边均朝向外侧。

前述的用于门形结构多轴高速加工中心的支撑框架结构，其特征在于每个板状元件均存在水平边、垂直边以及斜边区域。

前述的用于门形结构多轴高速加工中心的支撑框架结构，其特征在于在每个门架对的板状元件封闭形成的内部空间中安排有多个相互间隔一定距离的形状为直角三角形的加强板，加强板也是夹芯层合板。

前述的用于门形结构多轴高速加工中心的支撑框架结构，其特征在于沿着Y方向移动的横梁安排在两个门架对形成的空间中。

前述的用于门形结构多轴高速加工中心的支撑框架结构，其特征在于横梁本质上由在龙门架的下部导轨对中的下部横梁组成，下部横梁通过一个空心圆柱状套筒外壳和龙门架上部导轨对中的上部横梁固定连接在一起，以便形成对横梁的双层导向。