CN103801944B - 一种大口径气体静压转台结构 - Google Patents

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    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
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    • B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
    • B23Q1/38—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members using fluid bearings or fluid cushion supports

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

一种大口径气体静压转台结构
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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