本實用新型涉及加工中心技術領域，尤其涉及一種彎頭立柱鉆銑加工中心。

背景技術：

鉆銑加工中心專門用于鉆孔、攻螺紋、銑削和鏜孔加工的一種高速小型號立式加工中心。其特點是結構緊湊，刀具交換的時間短。主要用于鋁合金和鑄鐵零部件的加工件，廣泛用于縫紉機制造和通信設備制造業，是手機外殼加工最理想的加工設備之。其缺點是加工范圍有限，不能滿足大容量激站殼體、大顯示屏框架和高鐵列車燈飾、窗飾等鋁型材的加工。其主要原因是目前市場上鉆銑加工中心工作臺的寬度太小，最大寬度只有450mm。

傳統立式鉆銑加工中心的結構，從附圖5中不難看出，其采用垂直式的立柱12’，沿該立柱12’垂直方向的外側壁上設置有平行Z軸方向(即垂直地面方向)的導軌18’，主軸箱8’的一端可沿該導軌18’方向做上下往返運動，另一端設置有可沿Z軸方向運動的主軸14’，實際應用中，正常情況下，主軸箱8’的懸伸方向與立柱12’的垂直方向呈現出直角的夾角，此時，主軸14’沿垂直方向的精準度越高，但是，當與該立柱12’匹配的工作臺的面積、尤其沿X方向的寬度越大時，主軸箱8’懸伸的跨度也勢必越大，主軸箱8’因自重而產生的懸臂(伸)力矩也就越大，因此極易出現主軸箱8’呈現一定斜度偏轉的現象，致使主軸箱8’的懸伸方向與立柱12’的垂直方向呈現出銳角的夾角，主軸14’順勢產生低頭的現象，主軸14’的中心軸線也順勢產生偏轉，致使主軸箱8’升降時的平衡受到嚴重影響，并且高速運行時勢必出現主軸箱8’振動和抖動的現象。另外在加工時，因切削力產生的偏截力矩，也會因主軸14’與導軌18’間的距離加工而增加。基于上述原因，國內外至今沒有適用于大規格(工作臺寬度)的、且精準度更高的高速立式銑加工中心、只有小規格的高速鉆銑加工中心。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種彎頭立柱鉆銑加工中心。

本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種彎頭立柱鉆銑加工中心，包括床身、滑鞍和工作臺，所述床身的上方垂直設置有一呈倒L狀的彎頭立柱，所述彎頭立柱的頂部彎頭部分的尾端端部內凹形成一沿垂直方向上下延伸的安裝凹槽，所述安裝凹槽內連接有一沿Z軸方向設置的主軸箱，所述主軸箱內安裝有主軸總成；所述安裝凹槽相對所述主軸箱的兩個側壁上分別利用第一螺釘固定有一線軌滑塊，所述主軸箱對應所述線軌滑塊的位置處分別利用第二螺釘固定有一沿Z軸方向設置的線性導軌，所述線性導軌與所述線軌滑塊相耦合可使所述主軸箱被夾持在所述安裝凹槽內并可沿其重心方向做鉛錘運動。

在優選的實施例中，所述彎頭立柱(12)的頂部彎頭部分還安裝有Z向傳動模塊(9)和Z向滾珠進給絲桿(13)，所述Z向傳動模塊(9)驅動所述Z向滾珠進給絲桿(13)轉動，并帶動所述主軸箱(8)沿鉛錘方向在所述安裝凹槽(121)內做上下進給運動。

在優選的實施例中，所述主軸箱(8)的尾端設置有刀庫支架(7)、刀庫擺動架(6)和刀庫(4)；所述主軸箱(8)的外側安裝有可供所述刀庫(4)運動的導向板(5)；所述刀庫支架(7)的一端與所述導向板(5)固定連接、另一端與所述刀庫擺動架(6)的一端固定連接，所述刀庫擺動架(6)的另一端與所述刀庫(4)固定連接。

在優選的實施例中，所述主軸箱(8)內還安裝有用于刀具交換時松開被拉緊的刀具的打刀臂(10)和打刀凸輪(11)；所述主軸箱(8)的尾端且靠近所述主軸總成(14)的位置處還設置有用于清潔所述刀庫(4)上的刀具的噴嘴(15)。

本實用新型彎頭立柱鉆銑加工中心的有益效果在于：在床身上設置有一呈倒L狀的彎頭立柱，并在彎頭立柱的彎頭部分形成呈凹形的安裝凹槽，安裝凹槽內可分別連接固定主軸箱，安裝凹槽的兩個側壁上分別固定有一線軌滑塊，主軸箱對應線軌滑塊的位置處固定有一可沿Z軸方向設置的線性導軌，通過線軌滑塊與線性導軌的耦合可使主軸箱被夾持在安裝凹槽內并可沿其重心方向做鉛錘運動。本實用新型彎頭立柱鉆銑加工中心，有別于傳統鉆銑加工中心所采用的直立柱，使用彎頭立柱可最大限度的減少偏載力矩和懸伸力矩對主軸箱運動精度、靜態精度和和加工精度的的影響，從而使主軸箱能在零懸臂力矩的情況下，沿鉛垂方向高速運行，解決了主軸箱故有的懸臂力矩所造成的主軸箱的低頭問題、主軸箱的平衡問題，很好的解決了主軸箱高速運行時的振動現象。

附圖說明

圖1為一實施例中彎頭立柱鉆銑加工中心的正面結構示意圖。

圖2為一實施例中彎頭立柱鉆銑加工中心的內部結構示意圖。

圖3為圖2中彎頭立柱的橫截面圖。

圖4為圖3中彎頭立柱與主軸箱安裝后的橫截面圖。

圖5為背景技術中傳統立式鉆銑加工中心的簡易原理示意圖。

圖6為一實施例中彎頭立柱鉆銑加工中心的的簡易原理示意圖。

具體實施方式

下面將結合具體實施例及附圖對本實用新型的彎頭立柱鉆銑加工中心作進一步詳細描述。

請參見圖1至圖4，一種彎頭立柱鉆銑加工中心，包括床身(1)、滑鞍(2)和工作臺(3)。床身(1)的上方垂直設置有一呈倒L狀的彎頭立柱(12)，彎頭立柱(12)的頂部彎頭部分的尾端端部內凹形成一沿垂直方向上下延伸的安裝凹槽(121)，安裝凹槽(121)內連接有一沿Z軸方向設置的主軸箱(8)，主軸箱(8)內安裝有主軸總成(14)；安裝凹槽(121)相對主軸箱(8)的兩個側壁上分別利用第一螺釘(19)固定有一線軌滑塊(16)，主軸箱(8)對應線軌滑塊(16)的位置處分別利用第二螺釘(20)固定有一沿Z軸方向設置的線性導軌(18)，線性導軌(18)與線軌滑塊(16)相耦合可使主軸箱(8)被夾持在安裝凹槽(121)內并可沿其重心方向做鉛錘運動。

彎頭立柱(12)的頂部彎頭部分還安裝有Z向傳動模塊(9)和Z向滾珠進給絲桿(13)，Z向傳動模塊(9)驅動Z向滾珠進給絲桿(13)轉動，并帶動主軸箱(8)沿鉛錘方向在安裝凹槽(121)內做上下進給運動。

主軸箱(8)的尾端設置有刀庫支架(7)、刀庫擺動架(6)和刀庫(4)；主軸箱(8)的外側安裝有可供刀庫(4)運動的導向板(5)；刀庫支架(7)的一端與導向板(5)固定連接、另一端與刀庫擺動架(6)的一端固定連接，刀庫擺動架(6)的另一端與刀庫(4)固定連接。

主軸箱(8)內還安裝有用于刀具交換時松開被拉緊的刀具的打刀臂(10)和打刀凸輪(11)；主軸箱(8)的尾端且靠近所述主軸總成(14)的位置處還設置有用于清潔刀庫(4)上的刀具的噴嘴(15)。

現以從國外進口的一種立式鉆銑加工中心(俗稱小黃機)為例，分析對比一下本實用新型與小黃機的區別。

本實用新型的是彎頭立柱鉆銑加工中心，在實驗的基礎上先優化立柱，一改傳統直立柱為彎頭立柱，加強彎頭的布筋，使彎頭部份有足夠的剛性，二改懸臂式的主軸箱為長方柱形滑枕式主軸箱，三改導軌副的安裝方式，將導軌安裝在主軸箱現兩側與主軸箱重心重平行的對稱側面上，而將兩對滑分別塊鑲嵌在彎頭凹形橫截面內側兩端，從而使主軸箱能在零懸臂力矩的情況下，沿鉛垂(重心)方向高速運行。解決了懸臂(伸)主軸箱故有的懸臂力矩所造成的主軸箱的低頭問題、主軸箱的平衡問題。較好的解決了主軸箱高速運行時的振動現象。而偏截力矩因主軸與導軌距離縮短而也得到了最大成度的改善。

參見圖5和圖6位偏載力矩對比示意圖，其中圖5為小黃機的結構示意圖，圖6為本實用新型彎頭立柱鉆銑加工中心的結構示意圖。機床在加工時，主軸上的刀具在切除工件表面的加工余量時所產生的切削力，其Z向分力Fz，是施加在主軸上的切削分力。對立柱導軌而言，它就是一種偏載力。眾所周知，偏載力與偏載距離之積即為偏載力矩。如圖5所示：Z軸導軌到主軸中心的距離為450mm，這就小黃機的偏載距離，這個距離比較大。而圖6中Z軸導軌到主軸中心的距離明顯非常小，如圖所示只有60mm，兩者相差7.5倍之多，也就是說在同等切削條件下，進口小黃機的偏載力矩是本實用新型的偏載力矩的7.5倍。偏載力矩(扭矩)計算方法詳見如下：

1、扭矩計算：Nz＝Fz×L

圖5中小黃機：Nz＝Fz×450

圖6中本實用新型的加工中心：Nz＝Fz×60

2、對比結果：在加工力相同的情況下，小黃機Z軸導軌承受的扭矩大約是本實用新型加工中心的7.5倍。

通過上述計算表明本實用新型的主軸箱的偏載力矩，遠小于傳統鉆銑加工中心主軸箱的偏載力矩。偏載力矩是主箱振動之源，加工時的振動會隨著加工速度、加工力的增加而增大。振幅會直接影響到導軌、主軸軸承的使用壽命，機床剛性和加工性能。為進一步提高主軸箱的剛性，本實用新型的主軸箱結構采用類似大型龍門機所用的滑枕式高剛性主軸箱結構，其剛性好、可以承受更高轉速，加工性能也會有大幅提高。

綜上，本實用新型彎頭立柱鉆銑加工中心，通過在床身上設置有一呈倒L狀的彎頭立柱，并在彎頭立柱的彎頭部分形成呈凹形的安裝凹槽，安裝凹槽內可分離連接固定主軸箱，安裝凹槽的兩個側壁上分別固定有一線軌滑塊，主軸箱對應線軌滑塊的位置處固定有一可沿Z軸方向設置的線性導軌，通過線軌滑塊與線性導軌的耦合可使主軸箱被夾持在安裝凹槽內并可沿其重心方向做鉛錘運動。本實用新型彎頭立柱鉆銑加工中心，有別于傳統鉆銑加工中心所采用的直立柱，使用彎頭立柱可最大限度的減少偏載力矩和懸伸力矩對主軸箱運動精度、靜態精度和和加工精度的的影響，從而使主軸箱能在零懸臂力矩的情況下，沿鉛垂方向高速運行，解決了主軸箱故有的懸臂力矩所造成的主軸箱的低頭問題、主軸箱的平衡問題，很好的解決了主軸箱高速運行時的振動現象。

雖然對本實用新型的描述是結合以上具體實施例進行的，但是，熟悉本技術領域的人員能夠根據上述的內容進行許多替換、修改和變化、是顯而易見的。因此，所有這樣的替代、改進和變化都包括在附后的權利要求的精神和范圍內。