Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏ．１ １，２０１６ ｃ、／、 ＾ 、／、 ，、 、 １ ｛装备运行管理｛ 双横梁龙门车床改进方案 王毅哲 （陕西工业职业技术学院，陕西咸阳７１２０００） 摘要：对于立式、龙门式结构车床进行改进设计，在横梁方面，由原来的单横梁改为了双横梁，加强了结构的刚度；床身 上，改为带导轨的床身；在滑枕方面，将滑枕装配在双横梁上，另外在滑枕上设有导轨，而刀架与滑枕通过导轨相连接，这 样就基本上不存在悬臂的现象，使得结构本身更加紧凑，且大大降低了加工的误差，具有一定的推广价值。 关键词：立式车床；车床结构；双横梁 中图分类号：ＴＧ５１５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—５４５Ｘ（２０１６）１１一Ｏ１８８一Ｏ２ 在现有的龙门结构、立式结构的机床设计中，一 等热源散发的热量辐射不均匀，会造成热传导过程 般为这样布局：一台水平床身，导轨放置于床身上， 工作台放置在导轨上并且能够在导轨方向进行移 中的温升不同，立柱的热变形量前后不一致，引起加 工精度的降低。 动，立柱被放置在床身的左右两侧，其前面设置导 （２）传统立式、龙门式车床由单根丝杠带动与床 轨，横梁可以带动其上安装的加工主轴或者刀架沿 身相配合的工作台，这样可能由于零件夹紧的位置 着立柱导轨上下移动【ｌ】。问题在于机床各个部分质量 的偏差，在切削时造成工作台受力不平衡加大丝杠 分布不均匀，结构不对称，而且机床各个热源位置所 的局部载荷导致丝杠寿命的缩短和工作台只能往复 发出的热量不一样大，这样就会造成机床横梁、立 移动或者转动，加工品种单一。 柱、工作台等组成部分的温升不平等，热胀冷缩量不 相同，从而最终导致形变不相同，引起工件和刀具之 ２改进方案 间的相对不正确位移，即相对位置不正确，造成车床 加工精度的降低。 针对上述问题，探索一种立式车床结构改进的 文章对大型立式车床各个部分进行结构重新设 设计方案，介绍如下： 计优化和部分结构改进，优化后，采用双横梁结构， 图１所示为改进后的立式车床机构总体模型 通过合理布筋，提高横梁的承载能力，提高抗弯曲和 图，主要对现有立柱与横梁结构改进。床身水平布 抗扭转的能力。对称的热平衡结构被应用于横梁和 置，能够使机床加工定位精度提高，尽量减少床身自 立柱的优化中，能够大大减弱由于切削热传导不均， 热膨胀不相同所引起的机床结构形变。 身重量对于切削加工的影响。工作台放置于床身上 安装的四条平行导轨上，并且可以沿着四条导轨进 行移动【３］。采用轻量化设计床身结构，双直型滚动导 轨，有效减轻工作台的受力不均匀，延长丝杠寿命。 采用一套蜗轮蜗杆机构传动的回转型工作台，配合 对于目前现有的车床结构进行分析后，发现以 床身可以实现工作台的往复移动和转动，从而达到 下几个问题： 多种加工方式的实现。利用虚拟样机技术建立改进 （１）横梁外侧偏置刀架，横梁结构前后不对称， 后车床整机的三维模型，力求整机满足强度、刚度和 刀具位置不合理，导致切削力传导不合理，及容易造 稳定性要求；兼顾安装调整方便，受力合理和造型美 成横梁的前后面受力不均，引起形变不同，对加工精 观【４］。 度造成不良影响。立柱前面的单一导轨翻，驱动电机 １分析问题 收稿日期：２０１６—０８—０８ 作者简介：王毅哲（１９８０一），男，河南人，讲师，工程硕士，研究方向：机械设计。 １８８ 《装备制造技术￣２０１６年第１ １期 ３结束语 通过对于大型立式乍床进行结构改进，建立了 大型立式车床■维模型，提高了车床各个部分的结 构强度，采用热平衡结构，埘称式没计，有效降低了 机床在切削加１＿巾的受力，提高加］ 精度 通过轻量 化床身设计，有效降低丁整机重量，节约材料 、唇续 １机床整体结构 Ｔ作还应进一步通过有限元分析，可以看¨｛机床各 ２和 ３所示，水平床身两侧安放两根立柱， 主要结构在不同载简下的变形形状乖ｌＩ最大变形区 并且将双横梁安放在立柱的 腔之巾，双横梁的中 域，通过分析可得到陔大型立式车床结构的薄弱环 间设置切削主轴或者切削刀架 、这样能够保证机床 ： ，为车床结构进一步的结构没汁优化提供一定的 Ｔ作时切削受力更加合理，减少加Ｔ形变，从而使加 理论支持和依据。 Ｔ精度提高。 横 参考文献： ７．拄 ＼． …焦建华，李立 ．数控 斗 移动立式４ Ｊ禾的横 衡补偿 装置没¨一…． 什科技，２０１３（５）：ｌ１～１２． １２ｌ梁榕辉，魏群．卧式 ｊ术模块化设汁及可编 器的 应刚…．机床 ＿．ｊ澉 ，ｌ９９９（４）：５３—５４． １ ３ Ｉ Ｋ｝ｌ Ｃｈａ，ｉｇ，Ｉ】Ｓ Ｔａｎｇ；Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ（）ｆ ｄｅｓｉｇｎ ｉｌｌｌｄ ｍａｍｄａｃｔｕｒ ｉｎｇ ｆｏｒ ｓｉｔ‘Ｌ ｈｉ｜’ａｌ ｓｈａｐｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉ￣）Ｅｌ ｆ Ｍ Ｉ．ＡＩｌ、ＨＩＩＩ ｓ ｉｎ Ｅｎｇｉ 图２立柱与横梁截面结构 ｎｅｅｒｉｎｇ Ｓ（）ｎⅥ’Ｅｌｌ’Ｐ．２００ １． ４『ｌ＿Ｆ瑛． 济 数控１ 『术ＣＡＫ６Ｉ５０ Ｉ：精俊的改进ｆＪＩ． 轴承，２００８（８）：１７一Ｉ８． ｆ 、一 一｝ ●ｉ 。 曼囊 ｌ ／ ／ 横梁 图３刀架与横梁结构 Ｉ ｍｐｒｏｖｅｄ Ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ Ｄｏｕｂｌｅ Ｂｅａｍ Ｌｏｎｇｍｅｎ Ｌａｔｈｅ ＷＡ Ｎ（ Ｙｉ—ｚｈｅ （Ｓｈａａｎｘｉ ｈ１（“ｉｓｔｒｉａＩ Ｖ（】ｃａｔｉｏｎａ１ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｘｉａｎｙａｎｇ Ｓｈａｍｌｘｉ ７１２０００．Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆ（）ｒ Ｌｏｎｇｍｅｎ， ｔｈ ｖ ｌ Ｉｉ（‘ａｌ ｓｔｒｕｅｔｍ’ｅ （）ｆ ｌａＩｈｅ ＷＬＩＳ ｉｍｐｒｏｖｅｄ， ｔＩ１Ｐ ］）ｅａｒｎ，ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ ｔ１ｅａＩｎ 【．ｈａｎｇｅｄ ｔ（） ｄｏｕｂｌｅ ｂｅａｔＴ１，ｓｔｌ’ｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ ｔｈｅ ｓｔｉｌｌ［’ｌｌｅＳｓ ｏｔ ｔｈｅ Ｓ｜ｒｕ（ｑｕｒｅ；ｔｈｅ ｈｅｄ ｈ）ｂｅｄ ｗｉｔｈ ａ ｒａｉｌ；ｉｎ ｔｔ１ｃ ｒａｎ１．ｔｌ１ ｌ＇Ｊ；１１１ ａｓｓｔ Ｉｌ１ｂｌｖ ｉｎ ａ ｄｏｕｂｌｔ＿－ｂｅａｍ，ａｌｌ（）ｔｈｅｌ’ｇｕｉｄｅ ｒａｉｌ ｏｌ１ ｔｈｅ ｓｌｉｄｉｎｇ ｐｉｌｌｏｗ．Ｂｕｔ，ｈｅａｄ ａｌｌ（］ＲＡＭ ａｒｅ（ （）ｎｒ１Ｐ（ ｔｅ（ｔ Ｉ１ｖ ｒａｉｌ．ｓ（） ｂａｓｉｅａｌ１） ｔｈｅｌ’ ｉｓ ｎｏ ｅａｌＨｉｌｅ、＇Ｐｒ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ， ｔｈｅ ｓｈ・ｕｅｔ ＬＩｌ・ｅ ｉｔｓｅｌｆ ｉｓ｜］１１０１－Ｐ （・（，ｎ１ｐａ（．ｔ， ａｎｄ ｔｌ１ｅ Ｉ１１ａ（．ｔｌｉｌ１ｉＩ１ ｅｌＴＯｆ ｉｓ ｇｒｅａｔｌｙ ｒｐ（Ｉｕ（・Ｐ（１．ｈａｖｅ ａ（￣ｅｒｔａｉｎ ｖａｌｕｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｖｅ￣ｉｃａｌ ｌａｔｈｅ：ｌａｔｈｅ ｓｈ・ｔｌ（・ｌｕｒｅ：ｄｏｕｂｌｅ ｂｅａｍ ｌ ８９
