CN102606864B - 大口径超精密测量机的半球定心平面支承转台结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了大口径超精密测量机的半球定心平面支承转台结构，包括转台基座、平面支承石墨块、转台下静压盘、半球座、半球形石墨瓦、中心轴和半球轴；转台基座中心设有一个安装孔，半球座固定于该安装孔中；半球形石墨瓦固定在半球座上；中心轴安装于半球轴中心并连同半球轴固定在转台下静压盘上；半球轴的凸球面与半球形石墨瓦的凹球面相配合；转台下静压盘的底面开设有环形槽，该环形槽内均匀固定有若干块平面支承石墨块；平面支承石墨块与转台基座形成气体静压轴承副。本发明采用小尺寸的半球轴对大尺寸的转台进行回转定心，实现高的回转精度；采用平面气体静压轴承支承，减小零部件摩擦，具有高精度、高刚度和高承载能力特点。
Description
【技术领域】
本发明属于精密测量技术领域，特别涉及一种测量机的支承转台结构。
【背景技术】
超精密测量机的转台是其关键部件，转台的回转精度和端面跳动直接影响到测量机的精度。对于大口径零件(零件直径小于Φ900mm)的超精密测量机转台，对转台增加了承载能力的要求，在保证承载力的条件下还要保证较高的精度。目前小口径的转台结构，一般采用半球定心的转台结构，这种结构一方面可测量的零件尺寸受到限制，另一方面，半球轴主要用于回转部件的定心，承载能力有限，不适用于大口径的超精密测量机转台中。
【发明内容】
本发明的目的在于提供大口径超精密测量机的半球定心平面支承转台结构，以解决上述技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
大口径超精密测量机的半球定心平面支承转台结构，包括转台基座、平面支承石墨块、转台下静压盘、半球座、半球形石墨瓦、中心轴和半球轴；
转台基座中心设有一个安装孔，半球座固定于该安装孔中；半球形石墨瓦固定在半球座上；中心轴安装于半球轴中心并连同半球轴固定在转台下静压盘上；半球轴的凸球面与半球形石墨瓦的凹球面相配合；
转台下静压盘的底面开设有环形槽，该环形槽内均匀固定有若干块平面支承石墨块；平面支承石墨块与转台基座形成气体静压轴承副。
所述安装孔为梯形安装孔。
所述大口径超精密测量机的半球定心平面支承转台结构还包括第一气路和第二气路；
第一气路连通半球形石墨瓦，压力气体通入半球形石墨瓦中，在半球形石墨瓦与半球轴之间形成气膜；
第二气路连通所述若干平面支承石墨块，压力气体通入平面支承石墨块中，在平面支承石墨块与转台基座之间形成气膜。
所述第二气路穿过中心轴和转台下静压盘连通平面支承石墨块。
半球形石墨瓦通过环氧树脂胶粘结固定在半球座上；平面支承石墨块通过环氧树脂胶粘结固定在转台下静压盘的环形槽内。
环形槽内均匀固定有12块平面支承石墨块。
中心轴上设有轴肩，中心轴和半球轴通过螺栓穿过轴肩和半球轴固定在转台下静压盘上。
半球形石墨瓦与半球轴进行配研，在球形石墨瓦与半球轴之间形成均匀的配合间隙。
半球形石墨瓦与半球轴之间形成的气膜厚度为3～5μm；平面支承石墨块与转台基座之间形成的气膜厚度为3～5μm。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1)采用小尺寸的半球轴对大尺寸的转台进行回转定心，实现高的回转精度；小尺寸的半球轴降低了对大尺寸半球轴的加工难度，有利于提高加工精度；
2)半球轴采用气体静压轴承支承方式，具有误差均化作用，提高了转台回转精度；
3)采用大尺寸平面来承受转台和零件的的重量，确保转台的具有足够的承载能力；
4)平面支持采用气体静压轴承方式，具有高刚度和高承载能力的优点；减少了各部件之间的摩擦力，提高了转台精度；
5)气体静压轴承均采用优质石墨材料，提高了气体静压轴承的特性，降低了加工难度。
【附图说明】
图1为本发明大口径超精密测量机的半球定心平面支承转台结构的示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
请参阅图1所示，本发明大口径超精密测量机的半球定心平面支承转台结构，包括转台基座1、平面支承石墨块2、转台下静压盘3、半球座4、半球形石墨瓦5、中心轴6和半球轴7。
半球定心结构由半球座4、半球轴7、中心轴6和半球形石墨瓦5组成。转台基座1中心设有一个梯形安装孔，半球座4通过螺钉固定在转台基座1的梯形安装孔中，半球形石墨瓦5通过环氧树脂胶粘结在半球座4上。半球轴7中心设有一通孔，中心轴6安装于该通孔中，半球轴7和中心轴6通过螺钉固定到转台下静压盘3上。驱动电机(未图示)与中心轴6连接，带动中心轴6转动，从而驱动转台下静压盘3一起转动。半球轴7与半球形石墨瓦5进行配研，得到均匀的配合间隙，将压力气体通入半球形石墨瓦5中，使半球形石墨瓦5与半球轴7之间形成3～5μm气膜，起到定心的作用。
平面支承结构由转台基座1、转台下静压盘3和平面支承石墨块2组成，12块平面支承石墨块2通过环氧树脂粘在转台下静压盘3的环形槽内，均匀分布转台下静压盘3一周，与转台基座1形成气体静压轴承副。压缩气体通过中心轴6的气孔与转台下静压盘3的轴向气孔相通，将气体送入转台下静压盘3的水平气孔中，再与环槽中心的垂直气孔相同，气体进入环槽以后通过平面支承石墨块2上的气槽进行分配后从石墨的微小气孔中流出。平面支承石墨块2与转台基座1结合面之间形成一层3～5μm气膜，实现气体静压转台的平面支承作用。
本发明大口径超精密测量机的半球定心平面支承转台结构，其承载力、刚度和精度都与半球轴和平面气体静压轴承的设计和气膜厚度有关，通过调节气体压力和配研气膜间隙，可以得到所要求的承载力、刚度和精度。该发明通过结合具有半球定心和平面支承的转台结构与气体静压轴承支承技术，在装配过程中采用配研技术，最终实现测量机转台的高精度、高刚度和大承载能力的功能。
本发明转台结构采用小尺寸的半球轴进行定心，大尺寸的平面导轨做为承载平面，并采用气体静压轴承作为半球轴和平面的支承轴承。转台半球轴只起定心的作用，承受载荷小，保证了半球轴对转台的定心精度；大尺寸平面轴承可以承受转台和大尺寸零件的重量，从而保证转台的精度以及承载能力，最终实现超精密测量机高精度和高刚度的测量。
Claims (1)
1.大口径超精密测量机的半球定心平面支承转台结构，其特征在于，包括转台基座（1）、平面支承石墨块（2）、转台下静压盘（3）、半球座（4）、半球形石墨瓦（5）、中心轴（6）、半球轴（7）、第一气路和第二气路；
转台基座（1）中心设有一个安装孔，半球座（4）固定于该安装孔中；半球形石墨瓦（5）固定在半球座（4）上；中心轴（6）安装于半球轴（7）中心并连同半球轴（7）固定在转台下静压盘（3）上；半球轴（7）的凸球面与半球形石墨瓦（5）的凹球面相配合；
转台下静压盘（3）的底面开设有环形槽，该环形槽内均匀固定有若干块平面支承石墨块（2）；平面支承石墨块（2）与转台基座（1）形成气体静压轴承副；
所述安装孔为梯形安装孔；
第一气路连通半球形石墨瓦（5），压力气体通入半球形石墨瓦（5）中，在半球形石墨瓦（5）与半球轴（7）之间形成气膜；
第二气路连通若干所述平面支承石墨块（2），压力气体通入平面支承石墨块（2）中，在平面支承石墨块（2）与转台基座（1）之间形成气膜；
所述第二气路穿过中心轴（6）和转台下静压盘（3）连通平面支承石墨块（2）；
半球形石墨瓦（5）通过环氧树脂胶粘结固定在半球座（4）上；平面支承石墨块（2）通过环氧树脂胶粘结固定在转台下静压盘（3）的环形槽内；
环形槽内均匀固定有12块平面支承石墨块（2）；
中心轴（6）上设有轴肩，中心轴（6）和半球轴（7）通过螺栓穿过轴肩和半球轴（7）固定在转台下静压盘（3）上；
半球形石墨瓦（5）与半球轴（7）进行配研，在球形石墨瓦（5）与半球轴（7）之间形成均匀的配合间隙；
半球形石墨瓦（5）与半球轴（7）之间形成的气膜厚度为3～5μm；平面支承石墨块（2）与转台基座（1）之间形成的气膜厚度为3～5μm。
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