CN103801944B - 一种大口径气体静压转台结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及超精密制造装备技术领域,具体涉及一种大口径气体静压转台结构。其包括定位芯轴和连接芯轴,台面、连接芯轴和下静压板固定连接为一体,定位芯轴穿过连接芯轴的中心孔一端与台面的定位孔配合,另一端与下静压板的定位孔配合,壳体支座的上下凹槽设置上浮多孔质节流器、下浮多孔质节流器,径向多孔质节流器安装于壳体支座和连接芯轴之间,圆盘编码器安装于力矩电机动子的空腔中。本发明采用“工字型”气体静压结构,通过气膜的均化作用提高转台的精度,并且采用背压结构设计,提高转台的承载刚度;双芯轴结构,保证转台的装配精度和转动精度;转台通过力矩电机直接驱动,并配置高精度圆盘编码器,提高转台的运动精度和定位精度。
Description
技术领域
本发明涉及超精密制造装备技术领域,具体涉及一种大口径气体静压转台结构。
背景技术
精密及超精密机床是精密及超精密加工的基础。机床转台精度直接影响工件加工精度,因此转台是超精密机床保证加工精度的核心部件,不仅要具有高的旋转精度,而且要具有高承载刚度、良好的热膨胀性能、抗振性及加工装配性等。
目前大口径转台由于采用传统接触轴承使得加工精度低,气体静压转台承载能力差等问题,传统的直接接触轴承摩擦阻力大,静压轴承工作在极低的转速出现爬行和蠕动现象,工作在极高的转速下而易产生温升,振动和噪声较大;润滑剂对环境有污染;滚动轴承致命的弱点是寿命短,寿命分布离散,特别是高速轴承更甚。
发明内容
针对现有技术上存在的不足,本发明提供一种加工精度高、承载能力强、精度保持性好的大口径气体静压转台结构。
为了实现上述目的,本发明是通过如下的技术方案来实现:
一种大口径气体静压转台结构,包括台面、下静压板、芯轴、壳体支座、电机安装座、力矩电机,台面通过芯轴与下静压板连接,壳体支座置于台面和电机安装座之间,力矩电机安装于电机安装座内,其所述的芯轴包括定位芯轴和连接芯轴,台面、连接芯轴和下静压板固定连接为一体,所述的定位芯轴穿过连接芯轴的中心孔一端与台面的定位孔配合,另一端与下静压板的定位孔配合,所述的台面与壳体支座的接触面上设置上凹槽,上浮多孔质节流器置于上凹槽内,所述的壳体支座与下静压板的接触面设置下凹槽,下浮多孔质节流器置于下凹槽内,径向多孔质节流器安装于壳体支座和连接芯轴之间,力矩电机动子与下静压板连接,力矩电机定子通过电机安装座与壳体支座连接,圆盘编码器通过编码器安装座安装于力矩电机动子的空腔中。
上述的一种大口径气体静压转台结构,其所述的壳体支座尺寸与机床或测量机安装孔配合。
上述的一种大口径气体静压转台结构,其所述的台面为花岗岩台面。
上述的一种大口径气体静压转台结构,其所述的下静压板通过连接板连接于电机动子。
上述的一种大口径气体静压转台结构,其所述的上浮多孔质节流器和下浮多孔质节流器均由24块扇形多孔质材料组成,并由钢制镶块隔开。
上述的一种大口径气体静压转台结构,其所述的上浮多孔质节流器和下浮多孔质节流器高出壳体支座1mm。
上述的一种大口径气体静压转台结构,其所述的径向多孔质节流器均布分压槽,且其外径带有1°锥角。
上述的一种大口径气体静压转台结构,其所述的上浮多孔质节流器、下浮多孔质节流器、径向多孔质节流器均通过粘接剂粘贴固定。
有益效果:
本发明采用上述结构,具有以下优点:
1)台面、芯轴、下静压板组成的“工字型”结构在保证转台承载的前提下,提高了气体静压转台的承载刚度;
2)定位芯轴和连接芯轴的双芯轴结构,定位芯轴保证了台面、连接芯轴和下静压板装配的同轴度,连接芯轴主要起连接台面、下静压板以及承受径向承载的作用,以保证转台的装配精度和转动精度;
3)力矩电机驱动和高精度的圆盘编码器反馈,实现转台的高精度运动。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明;
图1为本发明的结构图。
图2为上浮多孔质节流器分布图。
图3为下浮多孔质节流器分布图。
图4为径向多孔质节流器结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。
参照图1,本发明包括花岗岩台面1、下静压板7、定位芯轴15、连接芯轴16、壳体支座5、电机安装座6、力矩电机,壳体支座5置于花岗岩台面1和电机安装座6之间,花岗岩台面1、连接芯轴16和下静压板7之间通过螺栓连接为一体,定位芯轴15穿过连接芯轴16的中心孔其一端与花岗岩台面1下部的定位孔配合,另一端与下静压板7的定位孔配合,起定心作用,花岗岩台面1与壳体支座5的接触面上设置上凹槽,上浮多孔质节流器2、3、4置于上凹槽内,壳体支座5与下静压板7的接触面设置下凹槽,下浮多孔质节流器18置于下凹槽内,径向多孔质节流器17安装于壳体支座5和连接芯轴16之间,力矩电机安装于电机安装座6内,力矩电机动子9通过连接板14与下静压板7连接,力矩电机定子8通过电机安装座6与壳体支座5连接,高精度的圆盘编码器12通过编码器安装座11安装于力矩电机动子9的空腔中,以节省空间。花岗岩台面1通过上浮多孔质节流器2、3、4获得上浮力,下静压板7通过下浮多孔质节流器18提供背压力,两者共同起支撑转台承载的作用,大大提高了转台的承载能力。
参照图2,上浮多孔质节流器由24块扇形多孔质材料2、3、4组成,并由钢制镶块20、21、22隔开,通过粘接剂粘贴到壳体支座5的凹槽中,且高出壳体支座1mm。
参照图3,下浮多孔质节流器18采用与上浮多孔质节流器相同的形式。
参照图4,径向多孔质节流器17上均布分压槽26,且其外径带有1°锥角,通过粘接剂与壳体支座5粘接;
作为进一步的改进,本发明的壳体支座5尺寸与机床或测量机安装孔配合。整个转台部件可以通过壳体支座5安装到机床床身或测量机上使用,也可单独使用,提高了转台的实用性。
本发明采用“工字型”气体静压结构,通过气膜的均化作用提高转台的精度,并且采用背压结构设计,通过花岗岩台面和下静压板的共同作用,提高转台的承载刚度;双芯轴结构,定位芯轴保证了台面、连接芯轴和下静压板装配的同轴度,连接芯轴主要起连接台面、下静压板以及承受径向承载的作用,以保证转台的装配精度和转动精度;转台通过力矩电机直接驱动,并配置高精度圆盘编码器,提高转台的运动精度和定位精度。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种大口径气体静压转台结构,包括台面、下静压板、芯轴、壳体支座、电机安装座、力矩电机,台面通过芯轴与下静压板连接,壳体支座置于台面和电机安装座之间,力矩电机安装于电机安装座内,其特征在于,所述的芯轴包括定位芯轴和连接芯轴,台面、连接芯轴和下静压板固定连接为一体,所述的定位芯轴穿过连接芯轴的中心孔一端与台面的定位孔配合,另一端与下静压板的定位孔配合,所述的台面与壳体支座的接触面上设置上凹槽,上浮多孔质节流器置于上凹槽内,所述的壳体支座与下静压板的接触面设置下凹槽,下浮多孔质节流器置于下凹槽内,径向多孔质节流器安装于壳体支座和连接芯轴之间,力矩电机动子与下静压板连接,力矩电机定子通过电机安装座与壳体支座连接,圆盘编码器通过编码器安装座安装于力矩电机动子的空腔中,所述台面、芯轴、下静压板组成的“工字型”结构,所述的壳体支座尺寸与机床或测量机安装孔配合,所述的台面为花岗岩台面,所述的上浮多孔质节流器和下浮多孔质节流器均由24块扇形多孔质材料组成,并由钢制镶块隔开,所述的上浮多孔质节流器和下浮多孔质节流器高出壳体支座1mm,所述的径向多孔质节流器均布分压槽,且其外径带有1°锥角。
2.根据权利要求1所述的一种大口径气体静压转台结构,其特征在于,所述的下静压板通过连接板连接于电机动子。
3.根据权利要求1所述的一种大口径气体静压转台结构,其特征在于,所述的上浮多孔质节流器、下浮多孔质节流器、径向多孔质节流器均通过粘接剂粘贴固定。
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