一种龙门铣床可扩展高刚性横梁结构
技术领域
本实用新型涉及龙门铣床横梁技术领域，更具体地说，涉及一种龙门铣床可扩展高刚性横梁结构。
背景技术
龙门铣床主要由龙门铣床横梁、立柱和工作台构成，其中横梁是龙门铣床的关键部件，直接决定了机床的整体性能。横梁的结构布置对机床结构受力状态和性能，应力峰值，结构刚度，结构稳定性，抗震性，结构疲劳度有重要影响。现有的机床滑板和滑枕重量及切削反作用力全部依靠横梁正面承担，横梁承受力度太大，工作过程不稳定，影响使用寿命；且现有的横梁强度对于一些大跨度的数控龙门铣床是远远不够的。因此，急需设计一款适用于龙门铣床的横梁结构，其刚性好，且运行平稳，能够有效减轻所受重力。
经检索，关于龙门铣床横梁结构已有大量专利公开，如中国专利申请号：2014206629718，发明创造名称为：一种刚性定梁龙门镗铣床横梁导轨结构，该申请案公开了一种刚性定梁龙门镗铣床横梁导轨结构，包括横梁本体以及设于横梁本体上三条平行的导轨，其中导轨一、导轨二设于横梁本体的顶面，导轨三设于横梁本体的侧面；导轨一、导轨二设于横梁本体顶面的中间和侧边，导轨三设于横梁本体侧面的底部。
又如中国专利申请号：2013200318195，发明创造名称为：一种数控龙门镗铣床的钢结构横梁，该申请案公开了一种数控龙门镗铣床的钢结构横梁，包括前面板、侧面板、底面板和顶面板，前面板的两侧竖直对称安装有侧面板，侧面板的底部之间安装有底面板，侧面板的顶部之间安装有顶面板，底面板和顶面板的中间竖直连接有一块中支撑板，中支撑板的上端与侧面板的下端连接安装有斜板，中支撑板的两侧、斜板与底面板之间均匀竖直安装有若干块与中支撑板平行的分支撑板，分支撑板的上端与其相邻的、高度比其高的分支撑板的下端之间连接有斜连接板。
上述两个方案均不失为对铣床横梁结构的良好探索，但仍有进一步提升的空间，行业内对于铣床横梁结构的研究也从未停止。
实用新型内容
1.实用新型要解决的技术问题
本实用新型的目的在于克服现有的龙门铣床的横梁刚性差、受力不均导致的结构稳定性较差的不足，提供了一种龙门铣床可扩展高刚性横梁结构，其刚性好，且运行平稳，能够有效减轻所受重力。
2.技术方案
为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：
本实用新型的一种龙门铣床可扩展高刚性横梁结构，横梁包括与滑鞍相配合支撑的横梁本体和位于横梁本体后侧的刚性构件，其中刚性构件为长方体框架结构，刚性构件的顶壁沿长度方向间隔设置有多个顶壁支撑板，刚性构件的内部设置有呈X型交叉分布的斜筋板一和竖筋板，竖筋板右侧的斜筋板一上方沿刚性构件长度方向向内部延伸设有具有三角形空腔的三角形筋板，斜筋板一下方沿刚性构件长度方向向内部延伸设有具有梯形空腔的梯形筋板一。
作为本实用新型更进一步的改进，横梁本体的顶部设有顶面线轨，横梁本体的侧壁面沿高度方向还设有上下两条平行的侧面线轨，顶面线轨和侧面线轨均沿横梁的长度方向延伸。
作为本实用新型更进一步的改进，横梁本体的顶壁与侧壁之间连接有斜筋板二，斜筋板二朝向远离横梁本体的一侧向下倾斜延伸。
作为本实用新型更进一步的改进，竖筋板左侧的斜筋板一下方沿刚性构件长度方向向内部延伸设有具有梯形空腔的梯形筋板二，左侧的斜筋板一上方从上到下依次设有具有五边形空腔的五边形筋板和具有梯形空腔的梯形筋板三，其中五边形筋板和梯形筋板三均沿刚性构件长度方向向其内部延伸。
作为本实用新型更进一步的改进，五边形筋板和梯形筋板三的连接处设置有横筋板。
作为本实用新型更进一步的改进，梯形筋板一的底部中心位置设置有加强筋板。
作为本实用新型更进一步的改进，斜筋板二上沿长度方向均匀间隔设置有多个漏沙孔。
作为本实用新型更进一步的改进，横梁底部设有多组安装孔。
作为本实用新型更进一步的改进，刚性构件的两侧壁上设置有多个减重孔。
3.有益效果
采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本实用新型的一种龙门铣床可扩展高刚性横梁结构，横梁包括与滑鞍相配合支撑的横梁本体和位于横梁本体后侧的刚性构件，刚性构件的内部设置有呈X型交叉分布的斜筋板一和竖筋板，斜筋板不仅缩短了力的传导行程，而且对滑鞍有向后的拉力，减少滑鞍前倾趋势，同时横梁的受力在内部相互抵消，降低横梁的受力变形程度，为滑鞍提供坚固的安装基座，提高滑鞍运动的动态刚性及稳定性。
(2)本实用新型的一种龙门铣床可扩展高刚性横梁结构，竖筋板右侧的斜筋板一上方沿刚性构件长度方向向内部延伸设有具有三角形空腔的三角形筋板，斜筋板一下方沿刚性构件长度方向向内部延伸设有具有梯形空腔的梯形筋板一。三角形筋板和梯形筋板一的相互配合，不仅增大了横梁的整体刚性强度，还减轻了横梁的重量，进而减轻了龙门铣床的整体负载重量，保证了龙门铣床的运行准确性和使用寿命。
(3)本实用新型的一种龙门铣床可扩展高刚性横梁结构，横梁内部用加强筋提高局部刚性，并在前部形成一个口字型的封闭腔，提高横梁主受力侧壁的刚性，横梁内部用斜筋板，缩短力的传导形程，并且对滑鞍有向后的拉力，减少滑鞍前倾，同时横梁的受力在内部相互抵消，降低横梁的受力变形，为线轨提供坚固的安装基座，提高滑鞍运动动态刚性及稳定性。
(4)本实用新型的一种龙门铣床可扩展高刚性横梁结构，横梁底部设有多排安装孔，即在横梁底部预留扩展门宽接口，立柱与不同位置的安装孔安装结合，能够形成多种门宽的龙门铣床，可搭配不同行程的传动部件，提高滑鞍运动的行程，满足客户不同零件的加工需求，方便生产，提高产品竞争力，减低订单交货时间。
(5)本实用新型的一种龙门铣床可扩展高刚性横梁结构，横梁本体的顶部设有顶面线轨，横梁本体的侧壁面沿高度方向还设有上下两条平行的侧面线轨，顶面线轨和侧面线轨均沿横梁的长度方向延伸。横梁的三线轨布置，与传统横梁结构相比，在横梁的侧壁上部增加一条线轨，弥补滑鞍的中间薄弱之处，提高滑鞍的运动稳定性，能够进一步防止滑鞍向前倾斜。
附图说明
图1为本实用新型的一种龙门铣床可扩展高刚性横梁的立体结构示意图；
图2为本实用新型的一种龙门铣床可扩展高刚性横梁的主视结构示意图；
图3为本实用新型的一种龙门铣床可扩展高刚性横梁的仰视结构示意图；
图4为图2中B-B截面的剖视结构示意图；
图5为本实用新型的一种龙门铣床可扩展高刚性横梁部分截面的立体结构示意图。
示意图中的标号说明：
200、横梁；201、横筋板；202、加强筋板；203、斜筋板一；204、底壁；205、侧壁；206、顶壁；207、漏沙孔；209、减重孔；21、顶壁支撑板；22、三角形筋板一；23、梯形筋板一；24、梯形筋板二；25、梯形筋板三；26、五边形筋板；27、纵筋板；28、斜筋板二；29、三角形筋板二；210、顶面线轨；220、侧面线轨；230、安装孔；240、横梁本体；250、刚性构件；300、滑鞍。
具体实施方式
为进一步了解本实用新型的内容，结合附图对本实用新型作详细描述。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述。
实施例1
结合图1-图5，本实施例的一种龙门铣床可扩展高刚性横梁结构，横梁200包括与滑鞍300相配合支撑的横梁本体240和位于横梁本体240后侧的刚性构件250，其中刚性构件250为长方体框架结构，刚性构件250的顶壁206沿长度方向均匀间隔设置有多个顶壁支撑板21，相邻两个顶壁支撑板21之间形成矩形的镂空形状。如图4和图5所示，本实施例中刚性构件250的内部设置有呈X型交叉分布的斜筋板一203和竖筋板27，斜筋板203不仅缩短了力的传导行程，而且对滑鞍300有向后的拉力，减少滑鞍300前倾趋势，同时横梁200的受力在内部相互抵消，降低横梁200的受力变形程度，为滑鞍300提供坚固的安装基座，提高滑鞍300运动的动态刚性及稳定性。本实施例中竖筋板27右侧的斜筋板一203上方沿刚性构件250长度方向向内部延伸设有具有三角形空腔的三角形筋板22，斜筋板一203下方沿刚性构件250长度方向向内部延伸设有具有梯形空腔的梯形筋板一23。三角形筋板22和梯形筋板一23的相互配合，不仅增大了横梁200的整体刚性强度，还减轻了横梁200的重量，进而减轻了龙门铣床的整体负载重量，保证了龙门铣床的运行准确性和使用寿命。
如图4所示，本实施例中梯形筋板一23的两条平行左右侧边与刚性构件250的底壁204相垂直，且梯形筋板一23中连接左右两侧边的垂直底边与底壁204相贴合并设置在底壁204上。其中梯形筋板一23的右侧边的中心位置上设置有加强筋板202，同时梯形筋板一23的底部中心位置设置有加强筋板202，用加强筋板202提高梯形筋板一23的刚性，进而提高横梁200的整体刚性强度。如图4中所示方位，本实施例中横梁本体240的顶壁206与侧壁205之间连接有斜筋板二28，斜筋板二28朝向远离横梁本体240的一侧向下倾斜延伸，斜筋板二28与顶壁206、侧壁205共同形成一个三角形空腔结构，不仅减轻了龙门铣床的负载重量，还能够进一步提高横梁200的整体刚性强度。
如图5所示，本实施例中斜筋板203上沿长度方向均匀间隔设置有多个漏沙孔207，不仅能够减轻横梁200的整体重量，还能使得横梁200在工作中产生的切削铁屑通过漏沙孔207排出，避免堆积在横梁200上。本实施例中刚性构件250的两侧壁205上设置有多个减重孔209，进一步减轻了横梁200的质量。本实施例中刚性构件250内部的筋板设计，保证龙门铣床横梁200有足够的抗弯刚度和抗扭刚度，整体结构凸显独特的高稳定性，保证了龙门铣床精度稳定性、持久性和整体的刚性强度。
如图4所示，本实施例中竖筋板27左侧的斜筋板一203下方沿刚性构件250长度方向向内部延伸设有具有梯形空腔的梯形筋板二24，左侧的斜筋板一203上方从上到下依次设有具有五边形空腔的五边形筋板26和具有梯形空腔的梯形筋板三25，其中五边形筋板26和梯形筋板三25均沿刚性构件250长度方向向其内部延伸。横梁本体240在靠近滑鞍300的前侧形成一个口字型的封闭腔，提高了横梁200主受力侧壁的刚性，防止横梁200向前倾斜变形。如图4所示，本实施例中梯形筋板二24为与梯形筋板一23平行设置的相似梯形结构，梯形筋板二24的左右两平行侧边与横梁本体240底部相垂直，且梯形筋板二24中连接左右两侧边的垂直底边与横梁本体240底部相贴合并设置在横梁本体240底部。其中梯形筋板三25的斜边与梯形筋板二24的斜边相贴合，且梯形筋板三25与五边形筋板26的连接处设置有横筋板201，缩短了力的传导行程，降低横梁200的受力变形程度，能够进一步提高横梁本体240内部的刚性强度。
实施例2
本实施例的一种龙门铣床可扩展高刚性横梁结构，基本结构如实施例1，更进一步地，如图1所示，本实施例中横梁本体240的顶部设有顶面线轨210，横梁本体240的侧壁面沿高度方向还设有上下两条平行的侧面线轨220，顶面线轨210和侧面线轨220均沿横梁200的长度方向延伸。横梁200的三线轨布置，与传统横梁200结构相比，在横梁200的侧壁上部增加一条线轨，弥补滑鞍300的中间薄弱之处，提高滑鞍300的运动稳定性，能够进一步防止滑鞍300向前倾斜。
本实施例中横梁200底部设有多组安装孔230，即在横梁200底部预留扩展门宽接口，立柱与不同位置的安装孔230安装结合，能够形成多种门宽的龙门铣床，可搭配不同行程的传动部件，提高滑鞍运动的行程，满足客户不同零件的加工需求，方便生产，提高产品竞争力，减低订单交货时间。
以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。
