[发明专利]高刚性大扭矩龙门加工中心

说明书

技术领域

本发明涉及一种加工中心，尤其是涉及一种高刚性大扭矩龙门加工中心。

背景技术

现有加工中心存在机床主轴装置刚性不良；主轴在低于额定转速时，主电机功率随着转速下降成比例变小，导致切削效率不良与能源浪费。

现有加工中心主要应用于有色金属零件、黑色金属零件、新型难加工材料零件的加工，为了提高零件的加工精度与切削效率，现有技术往高速高精方向发展，主轴的转速一般在8000-15000rpm，电主轴达到80000rpm以上；但是低转速时切削扭矩与有效功率小，不能适应黑色金属粗加工与新型难加工材料加工的要求。

现有技术为了同时满足高速高精加工与低速大扭矩加工，通常采用大功率主电机来弥补，造成大马拉小马造成能源浪费，因此上述问题未能得到有效改善；也可以采用选配高低档减速装置，高档速比为1:1，用于高速高精加工，低档速比1:4用于低速大负荷加工。这样配置高低档减速箱的加工中心存在以下问题：

1.高低档减速箱价格贵，高速齿轮处于极限状态下工作故障率高，使用维修成本高；

2.带高低档减速箱的加工中心用于粗精加工，精度不能长期保持，实际上未能达到黑色金属粗精加工普遍适用的目的。

3.采用1:1/1:4高低档减速箱不能满足其他减速比加工的要求；细分开发选配多种速比加工中心，才能够有效改善数控机床同质化的缺陷；

4.现有加工中心用于重负荷切削加工，存在刚性与扭矩不足，换刀故障频率高等问题，需要有综合性的解决方案。

发明内容

本发明提供一种高精度大扭矩龙门加工中心，为黑色金属加工提供高效率，低能耗的数控机床，主要解决现有技术采用大功率主电机造成能源浪费；采用高低档减速箱价格贵，使用维修成本高；用于重负荷切削机床存在刚性不足，换刀故障频率高；用于黑色金属加工生产效率低、能耗大等问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明的一种高刚性大扭矩龙门加工中心，包括床身，所述的床身上设有立柱、工作台，立柱上端设有横梁，横梁的一端设有刀库，横梁上设有横梁导轨，横梁导轨上滑动连接有滑鞍，滑鞍上设有高刚性导轨结构的滑枕，滑枕上设有主轴、打刀缸，主轴通过带轮减速装置连接有主电机，主轴上还设有主轴定位装置，龙门加工中心设有电气与数控系统。

目前数控机床市场存在同质化的缺陷，机床结构与适用范围相同，制造业个性需求不能获得有效满足。其中包括：加工中心虽然能够应用于黑色金属的粗精加工，但是用于黑色金属粗加工存在扭矩小、功率不足、效率低、能耗大的问题；选配1:2/1:3/1:4/1:8等高低档减速箱，价格贵维修成本高。开发适用于黑色金属加工，转速在80-4000rpm/40-2000rpm/20-1000rpm范围内，分别适用于黑色金属粗精加工/粗加工/重负荷加工，高刚性大扭矩加工中心能有效改善加工中心同质化的缺陷。

作为优选，所述的主电机通过主电机小带轮、同步带、主轴大带轮连接主轴。采用1:2同步带轮减速，主轴扭矩提高2倍，主轴转速在80-4000rpm范围 ，适用于黑色金属的粗精加工，经工艺试验：用于粗加工生产效率提高50%以上，节能23%左右；并且还适用于90%以上的黑色金属精加工，其余高速加工可选配最高转速12000rpm的主轴增速器，具有适用范围广，结构简单，工作平稳可靠的优点。

作为优选，所述的主电机通过主电机小带轮、同步带连接第一同步带轮，第一同步带轮通过第一轴体连接第二同步带轮，第二同步带轮通过主轴大带轮连接主轴。主轴获得两级带轮减速，输出的扭矩更大。采用1:4两级同步带轮减速，主轴扭矩提高到4倍，主轴转速在40-2000rpm范围，适用于黑色金属粗加工，经工艺试验：生产效率提高80%以上，节能33%左右，比采用1:4高低档减速箱删除了多余功能，工作更可靠，故障率低，采购成本与维修成本低。

作为优选，所述的主电机通过主电机小带轮、同步带连接第一同步带轮，第一同步带轮通过第一轴体连接有第一齿轮，第一齿轮啮合有第二齿轮，第二齿轮通过第二轴体连接第三齿轮，第三齿轮通过啮合主轴齿轮连接主轴。可以获得1:8减速比。主电机高速运转采用带轮一级减速比齿轮一级减速可靠性好、振动小、噪音低，适用范围同上。