CN204036240U - 一种作多种运动的机床磨头主轴机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种作多种运动的机床磨头主轴机构，主要用于对各种光学元件高精度平面的精磨和抛光机床的磨头主轴。其主要技术方案：将电机固定在机架上，通过电机的第一齿轮与机架的第二齿轮啮合，第二齿轮的滑动槽内装有偏心轴、调节丝杆，偏心轴通过可调连接杆与气缸座滑板配合连接。本实用新型通过应用证明：从根本上克服了原设备加工效率低、质量精度得不到保障的现象，有效的提高了生产效率，降低成本，适应大批量生产的需求。

Description

一种作多种运动的机床磨头主轴机构

技术领域

本实用新型属于一种机械加工设备的机构，主要用于对各种光学元件高精度平面的精磨和抛光机床的磨头主轴，也可以用于类似的高精度平面磨削和抛光机床中。

背景技术

在光电行业中，大量的较大晶体基片和光学平板需要进行平面的精磨和抛光加工。随着科学技术的不断发展，光电行业中面板和基片的面积要求越来越大，厚度越来越薄，平面度和表面粗糙度、两平面之间的平行度要求也越来越高，这就对一些高精度的光学平面加工设备提出了新的要求。

目前普遍的光学平面加工机床，其磨头主轴机构，如图1所示，它由旋转运动组件Ⅰ、气缸花键轴组件Ⅱ、上磨盘组件Ⅲ等组成。主要工作原理：由旋转运动组件Ⅰ的电机将动力通过齿轮副传给花键套，再通过气缸花键轴组件Ⅱ的花键中轴传给上磨盘组件Ⅲ进行磨削，磨削时由气缸花键轴组件Ⅱ中的气缸对上磨盘施加正压力，磨削主轴沿轴线方向向下移动。这种加工方式，由于上磨盘平面所在位置是固定不动的，不能根据工件材料和磨削技术要求适时调整平面方向的运动轨迹，因此长期存在着加工效率偏低、质量精度难以保证的技术难题，不能适应现代高质量大批量生产的需求。

实用新型内容

本实用新型要解决的主要技术问题和目的是：根据目前光学平面加工机床存在的不足，设计一种新的机床磨头主轴机构，即在现有机床磨头主轴机构的基础上增设一套偏心移动组件，在作上下直线运动和旋转运动的同时，还可以在水平方向作直线移动。从根本上克服原设备加工效率低、质量精度得不到保障的现象，达到适应大批量生产的需求。

本实用新型的主要技术方案：作多种运动的机床磨头主轴机构由旋转运动组件、气缸花键轴组件、上磨盘组件、偏心移动组件组成，其中偏心移动组件的具体结构：将电机用螺钉固定在机架上，第一齿轮通过第一垫圈和螺钉安装在电机轴上；第二齿轮的孔内装有两个深沟球轴承，两个深沟球轴承中间装有隔圈，上端用压盖和螺钉固定，第二齿轮通过深沟球轴承与齿轮轴配合连接，齿轮轴装在机架定位孔内，用第三螺母固定；偏心轴、调节丝杆及第一螺母装在第二齿轮的滑动槽内，外边配有止紧螺钉，调节丝杆通过第一螺母，可调节偏心轴的偏心尺寸的大小；可调连接杆一端通过关节轴承、第二垫圈装在定位螺杆上并与气缸座滑板配合连接，另一端通过关节轴承、第二垫圈装在偏心轴上，用第二螺母固定；基座板用螺钉固定在机架上，气缸座滑板与基座板之间通过螺钉安装交叉滚子导轨副。

本实用新型通过实际应用证明：完全达到设计目的，以改进后的数控大四轴晶体抛光机床为例，由于实现了上磨盘主轴在加工过程中，同时在作上下直线运动、旋转运动、水平方向的移动，从而有效地提高了加工效率二倍以上；在工件质量方面，所加工的零件平面度可达到0.2μm，精度明显提高，可实现对光学元件和晶体基片的超精密加工，完全能够适应现代大批量生产的需求。

附图说明

下面结合附图，对本实用新型作进一步详细地描述。

图１，是现有精磨和抛光机床的磨头主轴机构示意图。

图２，是本实用新型的整体结构示意图。

图３，是图２的左视图。

图４，是本实用新型的偏心移动组件Ⅳ的结构示意图。

图５，是图４Ａ—A向剖视图。

图６，是第二齿轮６的主视图。

图７，是图６的左视图。

图８，是偏心轴10的主视图，也是与第一螺母8装配的位置图。

图９，是图８的左视图。

图１０，是本实用新型在数控大四轴晶体抛光机上的运用示意图。

具体实施方式

参照图2、4、5，对本实用新型的主要技术方案进行说明：本实用新型是在现有机床磨头主轴机构的基础上增加了一套偏心移动组件Ⅳ，实现了工作时主轴机构在作上下直线运动和旋转运动的同时，还可以在水平方向作直线移动。作多种运动的机床磨头主轴机构由旋转运动组件Ⅰ、气缸花键轴组件Ⅱ、上磨盘组件Ⅲ、偏心移动组件Ⅳ组成，其中偏心移动组件Ⅳ（见图4、5）包含有电机1、螺钉2、机架3、第一齿轮4、第一垫圈5、第二齿轮6、调节丝杆7、第一螺母8、第二螺母9、偏心轴10、可调连接杆11、定位螺杆12、第二垫圈13、关节轴承14、深沟球轴承15、隔圈16、压盖17、气缸座滑板18、齿轮轴19、第三螺母20、基座板21、交叉滚子导轨副22，偏心移动组件Ⅳ的具体结构（见图4、5）：

将电机1用螺钉2固定在机架3上，第一齿轮4通过第一垫圈5和螺钉安装在电机1轴上；

第二齿轮6的孔内装有两个深沟球轴承15，两个深沟球轴承中间装有隔圈16，上端用压盖17和螺钉固定，第二齿轮6通过深沟球轴承15与齿轮轴19配合连接，齿轮轴19装在机架3定位孔内，用第三螺母20固定；

偏心轴10、调节丝杆7及第一螺母8装在第二齿轮6的滑动槽内，外边配有止紧螺钉，调节丝杆7通过第一螺母8，可调节偏心轴的偏心尺寸的大小；

可调连接杆11一端通过关节轴承14、第二垫圈13装在定位螺杆12上并与气缸座滑板18配合连接，另一端通过关节轴承14、第二垫圈13装在偏心轴10上，用第二螺母9固定；

基座板21（见图5）用螺钉固定在机架3上，气缸座滑板18与基座板21之间通过螺钉安装交叉滚子导轨副22。

所述的电机（1）、调节丝杆7、可调连接杆11、定位螺杆12、关节轴承14、深沟球轴承15、交叉滚子导轨副22，均为市场购置的标准件。

参照图2、4，本实用新型的工作原理与现有的精磨和抛光机床的磨头机构基本相同，所不同的是（见图4），偏心移动组件Ⅳ的电机1的主轴通过第一齿轮4将动力传给第二齿轮6中的偏心轴10，偏心轴10通过可调连接杆11带动气缸座滑板18和整套磨削主轴作水平方向的直线移动。从而达到了磨头主轴机构在作上下直线运动、旋转运动的同时，还可以在水平方向作直线移动的要求。

参照图10，本实用新型已作为多种高精度平面的精磨和抛光机床的磨头主轴使用，现以运用到数控大四轴晶体抛光机上为例，将四个磨头主轴机构互成90°安装到机床上，在电气***的控制下，四个磨头主轴机构可按不同的工艺要求，独立带动四个上磨盘组件Ⅲ作上下直线运动、旋转运动和水平方向移动的复合运动，实现多种运动轨迹组合方式的磨削加工。

Claims (1)

1.一种作多种运动的机床磨头主轴机构，其特征在于：作多种运动的机床磨头主轴机构由旋转运动组件（Ⅰ）、气缸花键轴组件（Ⅱ）、上磨盘组件（Ⅲ）、偏心移动组件（Ⅳ）组成，其中偏心移动组件Ⅳ的具体结构：

将电机（1）用螺钉（2）固定在机架（3）上，第一齿轮（4）通过第一垫圈（5）和螺钉安装在电机（1）轴上；

第二齿轮（6）的孔内装有两个深沟球轴承（15），两个深沟球轴承中间装有隔圈（16），上端用压盖（17）和螺钉固定，第二齿轮（6）通过深沟球轴承（15）与齿轮轴（19）配合连接，齿轮轴（19）装在机架（3）定位孔内，用第三螺母（20）固定；

偏心轴（10）、调节丝杆（7）及第一螺母（8）装在第二齿轮（6）的滑动槽内，外边配有止紧螺钉，调节丝杆（7）通过第一螺母（8），可调节偏心轴的偏心尺寸的大小；

可调连接杆（11）一端通过关节轴承（14）、第二垫圈（13）装在定位螺杆（12）上并与气缸座滑板（18）配合连接，另一端通过关节轴承（14）、第二垫圈（13）装在偏心轴（10）上，用第二螺母（9）固定；

基座板（21）用螺钉固定在机架（3）上，气缸座滑板（18）与基座板（21）之间通过螺钉安装交叉滚子导轨副（22）。