CN204725144U - 大型高刚度数控静压回转工作台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种大型高刚度数控静压回转工作台，包括圆台面、底座、台阶压套、贴片式光栅尺以及力矩电机，圆台面运行在承载静压导轨等构成的高刚性、高精度、耐磨损的双支撑流体静压轴承结构上，由大推力液冷式无槽力矩电机直接驱动，工作台运动位置由贴片式光栅尺反馈闭环控制，底座用两圈地脚螺栓支撑，与地基相连。本实用新型在充分保证工作台精度的前提下，简化结构，优化负载传递路径，实现大型工件高刚性支撑。

Description

大型高刚度数控静压回转工作台

技术领域

本实用新型属于数控机床领域，具体涉及一种大型高刚度数控静压回转工作台。

背景技术

随着海洋装备、船舶、风电、核电、冶金、矿山等重工行业的快速发展，对大型精密机床的需求日益旺盛。大型数控回转工作台是大型精密机床的关键部件，通过力矩电机直驱技术、静压技术的引入，工作台的精度有了大幅上升。但在使用中仍旧存在一个比较尖锐的问题，即工作台的刚度问题，在加工大规格工件时，工件直径远大于转台直径，工件重量达数十吨。工件安装就位后工作台易发生变形，严重影响加工精度，提高大型回转工作台刚度以确保精度保持性是目前亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种大型高刚度数控静压回转工作台。

为达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

该回转工作台包括圆台面、底座、台阶压套以及力矩电机，所述圆台面下端的外圆柱面设置于底座上端的圆孔内，所述圆孔的壁面上开设有多个沿所述壁面圆周均匀分布的定心油腔，所述底座的上端面上设置有承载静压导轨，圆台面通过所述承载静压导轨支撑于底座上，力矩电机的定子分段设置在底座的上端面上，力矩电机的转子分段设置在圆台面的下端面上，圆台面上开设有内孔，台阶压套的下端与底座的上端面相连，台阶压套的上端压在所述内孔底部向内凸出的部分上。

所述回转工作台还包括贴片式光栅尺，贴片式光栅尺设置于所述内孔的壁面上，贴片式光栅尺的读数头设置在过度盘上，过度盘设置在台阶压套上。

所述台阶压套内设置有用于将液压油输送至台阶压套与所述向内凸出的部分之间的台阶压套油路。

所述承载静压导轨为两个，承载静压导轨采用注胶导轨，力矩电机设置在两个承载静压导轨之间。

所述底座底部采用两圈地脚螺栓支撑，两圈地脚螺栓的安装位置与两个承载静压导轨分别对应。

所述力矩电机采用液冷式无槽分体式力矩电机。

所述圆台面的上端面开设有多个用于安装工件夹具的T型槽，所述T型槽不开穿圆台面的上端面。

所述回转工作台为鼓形结构。

所述回转工作台中心为空心结构，所述空心结构由圆台面的内孔、台阶压套以及开设在底座上的内孔构成。

本实用新型的有益效果体现在：

本实用新型所述回转工作台利用承载静压导轨、定心油腔以及台阶压套等构成流体静压轴承式支承结构，简化了回转工作台的结构，实现了对大型工件高刚性支承。

进一步的，本实用新型所述圆台面相当于运行在高刚性、高精度、耐磨损的流体静压轴承上，并由大推力液冷式无槽力矩电机直接驱动，回转工作台运动位置由贴片式光栅尺反馈闭环控制，底座用两圈地脚螺栓支撑，使负载的传递路径得到了优化，实现了力的刚性传递，减小了变形，保证了回转工作台精度。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的俯视图；

其中，圆台面1、力矩电机2、底座3、贴片式光栅尺4、台阶压套5，定心油腔6、台阶压套油路7、回油管路8、外圈承载静压导轨9、内圈承载静压导轨10、过度盘11、地脚螺栓安装孔12、盖板13、T型槽14。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做详细说明。

参见图1，本实用新型所述大型高刚度数控静压回转工作台包括圆台面1、底座3、台阶压套5、贴片式光栅尺4以及力矩电机2，所述圆台面1下端的外圆柱面设置于底座3上端的圆孔内，所述圆孔的壁面上开设有多个沿所述壁面圆周均匀分布的定心油腔6，所述底座3的上端面上设置有承载静压导轨，所述承载静压导轨为两个，承载静压导轨采用注胶导轨，力矩电机2设置在两个承载静压导轨之间，圆台面1通过所述承载静压导轨支撑于底座3上，力矩电机2的定子分段设置在底座3的上端面上，力矩电机2的转子分段设置在圆台面1的下端面上，所述力矩电机2采用大推力液冷式无槽分体式力矩电机，回转工作台由该力矩电机直接驱动，圆台面1上开设有内孔，台阶压套5的下端与底座3的上端面相连，台阶压套5的上端压在所述内孔底部向内凸出的部分上。所述台阶压套5内设置有用于将液压油输送至台阶压套5与所述向内凸出的部分之间的台阶压套油路7，回转工作台运动位置由贴片式光栅尺反馈闭环控制，贴片式光栅尺4设置于所述内孔的壁面上，贴片式光栅尺4的读数头设置在过度盘11上，过度盘11设置在台阶压套5上，所述回转工作台为鼓形结构，底座3底部采用两圈地脚螺栓支撑，两圈地脚螺栓的安装位置与两个承载静压导轨分别对应。

参见图2，所述圆台面1的上端面开设有多个用于安装工件夹具的T型槽14(均匀布置)，所述T型槽14不开穿圆台面的上端面，所述回转工作台中心为空心结构，所述空心结构由圆台面1的内孔、台阶压套5以及开设在底座3上的内孔连通而构成，圆台面的内孔的上端面上设置有盖板13。加工较长工件时，打开盖板，空心结构用于容纳较长工件的未加工部分。

本实用新型的工作原理为：

首先，驱动圆台面1转动前，向承载静压导轨、台阶压套油路7以及定心油腔6中注入液压油，定心油腔6内的液压油进入所述外圆柱面与底座3上端圆孔的壁面之间，实现对圆台面1及其上的工件的定心支撑；台阶压套油路7内的液压油提供对圆台面1的向下的压力，并与承载静压导轨处提供的向上托起圆台面1的力配合，实现对圆台面1及其上的工件的抗倾覆支撑。然后，利用大推力液冷式无槽分体式力矩电机驱动圆台面回转。

实施例

如图1所示，一种大型磨齿机用高刚度数控静压回转工作台，包括圆台面1，底座3、台阶压套5、贴片式光栅尺4以及力矩电机2。圆台面1用两圈承载静压导轨支撑在底座3上，台阶压套5安装在底座3上，与圆台面1构成抗倾覆静压导轨结构。底座3圆孔壁面均布8组油腔，圆台面1下端外圆柱面放入底座3圆孔内，保持同心，构成定心导轨结构。力矩电机2定子分段安装在底座上端面，转子分段安装在圆台面1下端面。贴片式光栅尺4安装在圆台面1内孔壁，随圆台面1转动，读数头安装在台阶压套5上，保持静止不动。底座3用两圈地脚螺栓支撑，与地基相连。工作台整体为鼓形结构，保证合理的高度直径比，相比传统的扁平结构，结构刚度更好。底座采用两圈地脚螺栓支撑，并且地脚螺栓位于承载静压导轨下方，避免负载传递过程中产生弯曲扭矩，提高了抗变形能力。底座采用球墨铸铁浇铸代替传统的灰铸铁，支撑强度更高。承载静压导轨采用两圈，承载面积大，支撑更平稳，结合台阶压套作用，避免了承载大直径工件时发生的圆台面倾覆变形。定心油腔位于底座圆孔壁面，定心油腔直径相比传统的台面主轴定心油腔扩大数倍，径向承载能力更高。

如图2所示，圆台面采用整体式结构，台面T型槽沿圆台面上端面径向方向延伸且不开穿，提高圆台面表面刚性，避免工件夹紧时产生变形。

承载静压导轨采用注胶导轨，提高静压导轨加工调整工艺性。力矩电机采用液冷式无槽分体式力矩电机。

该工作台回转直径2.5米，承重50吨，转速0～60rpm，径向刚度达15KN/μm，轴向刚度达60KN/μm，定位精度达到1.5〞，重复定位精度达到1〞。

Claims (8)

1.一种大型高刚度数控静压回转工作台，其特征在于：该回转工作台包括圆台面(1)、底座(3)、台阶压套(5)以及力矩电机(2)，所述圆台面(1)下端的外圆柱面设置于底座(3)上端的圆孔内，所述圆孔的壁面上开设有多个沿所述壁面圆周均匀分布的定心油腔(6)，所述底座(3)的上端面上设置有承载静压导轨，圆台面(1)通过所述承载静压导轨支撑于底座(3)上，力矩电机(2)的定子分段设置在底座(3)的上端面上，力矩电机(2)的转子分段设置在圆台面(1)的下端面上，圆台面(1)上开设有内孔，台阶压套(5)的下端与底座(3)的上端面相连，台阶压套(5)的上端压在所述内孔底部向内凸出的部分上。

2.根据权利要求1所述一种大型高刚度数控静压回转工作台，其特征在于：所述回转工作台还包括贴片式光栅尺(4)，贴片式光栅尺(4)设置于所述内孔的壁面上，贴片式光栅尺(4)的读数头设置在过度盘(11)上，过度盘(11)设置在台阶压套(5)上。

3.根据权利要求1所述一种大型高刚度数控静压回转工作台，其特征在于：所述台阶压套(5)内设置有用于将液压油输送至台阶压套(5)与所述向内凸出的部分之间的台阶压套油路(7)。

4.根据权利要求1所述一种大型高刚度数控静压回转工作台，其特征在于：所述承载静压导轨为两个，承载静压导轨采用注胶导轨，力矩电机(2)设置在两个承载静压导轨之间。

5.根据权利要求4所述一种大型高刚度数控静压回转工作台，其特征在于：所述底座(3)底部采用两圈地脚螺栓支撑，两圈地脚螺栓的安装位置与两个承载静压导轨分别对应。

6.根据权利要求1所述一种大型高刚度数控静压回转工作台，其特征在于：所述力矩电机(2)采用液冷式无槽分体式力矩电机。

7.根据权利要求1所述一种大型高刚度数控静压回转工作台，其特征在于：所述圆台面(1)的上端面开设有多个用于安装工件夹具的T型槽(14)，所述T型槽(14)不开穿圆台面的上端面。

8.根据权利要求1所述一种大型高刚度数控静压回转工作台，其特征在于：所述回转工作台中心为空心结构，所述空心结构由圆台面(1)的内孔、台阶压套(5)以及开设在底座(3)上的内孔构成。