CN104006080A - 一种大规格重型数控机床回转工作台闭式静压轴承 - Google Patents

Abstract

一种涉及数控机床领域的大规格重型数控机床回转工作台闭式静压轴承，所述的闭式静压轴承采用注胶成型工艺在该轴承与工作台支撑环外锥面对应配合的旋转盘的内锥面均匀设置多个环形胶垫，从而通过这多个环形胶垫达到满足支撑环与旋转盘配合面间接触精度的目的；所述的闭式静压轴承不但能够通过省去人工刮研而相应的降低生产制作成本，而且还能够通过提高装配精度达到有效提高工作台加工精度的目的。

Description

一种大规格重型数控机床回转工作台闭式静压轴承

【技术领域】

本发明涉及数控机床领域，尤其是涉及一种应用于大规格重型数控机床回转工作台的闭式静压轴承。

【背景技术】

公知的，随着数控机床日新月异的发展趋势，机械加工领域的加工精度能力也在不断的得到发展，然而，现有的大规格重型数控机床回转工作台的回转精度和定位精度却很难满足实际生产中的需要，这主要是因为其工作台中心高精度定位轴承的设计与制造影响到了大规格重型数控机床回转工作台的制造；目前，工作台中心定位轴承通常采用的都是进口高精度滚动轴承或闭式静压轴承结构，其中：当采用进口高精度滚动轴承结构时，由于现有工作台中用于与该轴承中旋转盘配合的支撑环在制作时不易精确的保证自身精度，因此在实际装配时也就无法有效的确保装配精度，同时，由于能够适用于大规格重型数控机床回转工作台的高精度滚动轴承直径要求较大，因此，其不但制造周期较长，通常都在18个月左右，而且其在应用中还会因长期回转而出现滚动体变形的现象，这些因素导致了应用于大规格重型数控机床回转工作台的高精度滚动轴承不但生产成本较高，而且还具有使用寿命较短的缺陷；

另一方面，当大规格重型数控机床回转工作台的中心定位轴承采用闭式静压轴承结构时，由于传统的闭式静压轴承都是通过粘接聚四氟乙烯板或锌铝合金板，然后再利用人工刮研的工艺方式制造而成的，且闭式静压轴承腔体要求的接触精度较高，其腔体本身又采用带有锥度的分段圆弧设计，因此，人工刮研的操作难度较大，且还不易保证较高的接触精度和配合件之间的同轴度，同时也不易达到最佳的静压效果，即该轴承在制造时不但费时费力，成本较大，而且在应用中还不能达到最好的静压效果，同时，还由于采用闭式静压轴承结构时是依靠静压轴承的接触精度和相应的垫件来保障工作台静压油膜的间隙，但在实际应用时，因无法精准有效的确保人工刮研的精度，所以现有工作台中用于与闭式静压轴承中旋转盘配合的支撑环与静压轴承之间存在有不确定因素，进而致使工作台的回转精度也无法得到有效保障；

综上所述，由于现有的大规格重型数控机床回转工作台所采用的中心定位轴承都不易准确有效的保障其旋转盘与工作台支撑环之间的配合精度，因此就导致了现有大规格重型数控机床回转工作台存在有回转精度较低的缺陷。

【发明内容】

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种能够有效提高装配精度及回转精度的，应用于大规格重型数控机床回转工作台的闭式静压轴承。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种大规格重型数控机床回转工作台闭式静压轴承，所述的闭式静压轴承采用注胶成型工艺在该轴承与工作台支撑环外锥面对应配合的旋转盘的内锥面均匀设置多个环形胶垫，该注胶成型工艺步骤如下：

A、先按照闭式静压轴承的附着面及配合面的图纸加工工艺要求对工作台的支撑环和该轴承的旋转盘进行加工，要求加工表面光洁度不低于Ra12.5mm；

B、将静压轴承附着面及配合面清洗干净，再通过磁性贴膜在闭式静压轴承的旋转盘内锥面均匀的粘贴出多组环形结构，要求根据支撑环与旋转盘之间的配合锥度，以及所述闭式静压轴承在工作台所需要的间隙进行预先找正，直至磁性贴膜的厚度与支撑环和旋转盘之间的配合精度完全吻合；同时，每一组环形结构均由内外两层同心的磁性贴膜环构成，且这些环形结构中的内层磁性贴膜环的环孔与设在工作台支撑环外锥面的多个注油孔分别一一对应；所述的支撑环的外锥面设有对应贯通至每一组环形结构内部一侧下端的注胶孔，以及贯通至每一组环形结构内部另一侧上端的溢胶孔；

C、将旋转盘的内锥面与支撑环的外锥面对应配合在一起，使每一组环形结构均与支撑环的外锥面对应贴合，并利用环形结构中的内层磁性贴膜环在旋转盘的内锥面与支撑环的外锥面之间形成能够通过注油孔进行恒流量供油的密闭静压腔；

D、将配好的具有耐磨性质的胶液通过注胶孔注入环形结构的两层磁性贴膜环之间，当胶液注满，并由溢胶孔溢出时停止注胶；停止注胶后，对环形结构中外层磁性贴膜环的注胶孔和溢胶孔进行封堵，然后再静置24小时，使注入环形结构内的胶液固化；

E、胶液固化后，先对配合在一起的支撑环与旋转盘进行精确认位，再将支撑环与旋转盘分离开，然后去除磁性贴膜，并对环形结构内固化形成的环形胶垫的内外边缘进行残胶清理，清理后查看有无注胶缺陷；如注胶无缺陷，则所述的注胶成型工艺结束，此时，将支撑环与旋转盘复位完成装配；如注胶存有缺陷，则先将固化形成的环形胶垫去除，然后再重复上述步骤至注胶合格。

所述的大规格重型数控机床回转工作台闭式静压轴承，所述的磁性贴膜在闭式静压轴承的旋转盘内锥面均匀的粘贴出八组对称的环形结构。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明所述的大规格重型数控机床回转工作台的闭式静压轴承能够在不进行人工刮研的前提下确保静压轴承与工作台中支撑环之间的装配精度，从而不但能够通过省去人工刮研工序而相应降低所述闭式静压轴承的生产制作成本，而且还能够通过提高装配精度达到有效提高工作台回转精度的目的。

【附图说明】

图1是本发明的示意图；

图2是所述环形胶垫的示意图。

图中：1、旋转盘；2、支撑环；3、环形胶垫；4、注油孔；5、静压腔；6、磁性贴膜；7、注胶孔；8、溢胶孔。

【具体实施方式】

通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进，本发明并不局限于下面的实施例：

结合附图1～2所述的大规格重型数控机床回转工作台闭式静压轴承，所述的闭式静压轴承采用注胶成型工艺在该轴承与工作台支撑环2外锥面对应配合的旋转盘1的内锥面均匀设置八个环形胶垫3，从而通过这八个环形胶垫3来达到满足支撑环2与旋转盘1配合面间接触精度的目的；所述的注胶成型工艺步骤如下：

A、先按照闭式静压轴承的附着面及配合面的图纸加工工艺要求，对工作台支撑环2的外锥面和该轴承旋转盘1的内锥面进行加工，其中，所述闭式静压轴承的附着面为工作台支撑环2的外锥面，所述闭式静压轴承的配合面为该轴承旋转盘1的内锥面，加工时要求加工表面光洁度不低于Ra12.5mm；由于本步骤中的加工精度要求不高，因此，能够完全省去传统的人工刮研操作，这极大的降低了所述闭式静压轴承的制造成本；

B、将静压轴承附着面及配合面清洗干净，再通过磁性贴膜6在闭式静压轴承的旋转盘1内锥面均匀的粘贴出八组对称的环形结构，要求根据支撑环2与旋转盘1之间的配合锥度，以及所述闭式静压轴承在工作台所需要的间隙进行预先找正，直至磁性贴膜6的厚度与支撑环2和旋转盘1之间的配合精度完全吻合；同时，每一组由磁性贴膜6粘贴形成的环形结构均分为内外两层同心的磁性贴膜环，且这些环形结构中的内层磁性贴膜环的环孔与设在工作台支撑环2外锥面的多个注油孔4分别一一对应；所述的支撑环2的外锥面分别设有对应贯通至每一组环形结构内部一侧下端的注胶孔7，以及贯通至每一组环形结构内部另一侧上端的溢胶孔8，从而达到通过注胶孔7对环形结构的内部进行注胶，通过观察溢胶孔8的溢胶状态来停止注胶的目的；

C、将旋转盘1的内锥面与支撑环2的外锥面对应配合在一起，使每一组环形结构均与支撑环2的外锥面对应贴合，并利用环形结构中的内层磁性贴膜环在旋转盘1的内锥面与支撑环2的外锥面之间形成能够通过注油孔4进行恒流量供油的密闭静压腔5，即能够通过支撑环2外锥面上的注油孔4向与该注油孔4对应的静压腔5进行恒流量供油，从而达到在压力允许的范围内使所述的闭式静压轴承与工作台之间形成负载油膜的目的；

D、将配好的具有耐磨性质的胶液通过注胶孔7注入环形结构的两层磁性贴膜环之间，当胶液注满，并由溢胶孔8溢出时停止注胶，即能够通过溢胶孔8溢出的胶液来确定每一组环形结构内均无间隙、无空腔存在；停止注胶后，先对环形结构中外层磁性贴膜环的注胶孔7和溢胶孔8进行封堵，然后再静置24小时，使注入环形结构内的胶液固化形成环形胶垫3；

E、当胶液固化后，先对配合在一起的支撑环2与旋转盘1进行精确认位，再将支撑环2与旋转盘1分离开，然后将磁性贴膜6去除，对环形结构内固化形成的环形胶垫3的内外边缘及注胶孔7和溢胶孔8的孔口处进行残胶清理，要求环形胶垫3干净平整，并在清理后查看有无注胶缺陷；如注胶无缺陷，则所述的注胶成型工艺结束，此时，将支撑环2与旋转盘1复位即完成所述闭式静压轴承与回转工作台的装配；如注胶存有缺陷，则先将固化形成的环形胶垫3去除，然后再重复上述步骤至注胶合格。

实施本发明所述的大规格重型数控机床回转工作台闭式静压轴承时，由于所述的闭式静压轴承在装配后，支撑环2与旋转盘1之间能够通过多个环形胶垫3达到无间隙状态，因此，支撑环2与旋转盘1配合面间的接触精度能够达到99%以上；同时，由于利用支撑环2与旋转盘1的配合锥度值还能够控制支撑环2的轴向距离，因此比较容易在工作状态时得到闭式静压轴承所需要的间隙，从而达到将传统方法中影响轴套配合精度的诸多因素消除，进而提高工作台回转精度与定位精度的目的；

此外，由于所述的闭式静压轴承是通过注胶工艺在旋转盘1的内锥面制出相应数量的环形胶垫3，从而达到了利用注胶成型的工艺替代传统聚四氟乙烯板或锌铝合金板的粘接和配刮工艺的目的，即所述的闭式静压轴承在制造时完全不用进行人工刮研的工序，这不仅能够有效的降低生产成本和工人的劳动强度，而且还能够大幅缩短整体的制造周期，经多次实验对比，所述闭式静压轴承的制造周期能够比目前应用于大规格重型数控机床回转工作台中的静压轴承的制造周期平均缩短五倍以上；同时，由于只需要通过准确对应环形胶垫就能够将所述的闭式静压轴承与工作台装配在一起，因此，所述的闭式静压轴承能够在装配时有效的减少吊装次数，这不但相应的提高了安全系数，而且也更利于合理安排后续操作。

将所述的闭式静压轴承作为中心定位轴承应用于最大承重为250吨的16米数控滚齿机——φ5米数控回转工作台，该回转工作台齿圈最大加工模数为60，最大加工直径为16米，经复核，该回转工作台精度、径向跳动、端面跳动及回转稳定性都远高于设计值，同时，在对该回转工作台进行的一年多的试运行期间，该回转工作台已成功加工出的数十件大直径、高精度齿圈，这些均能够证明所述的闭式静压轴承具有极大的实用及推广价值。

本发明未详述部分为现有技术，故本发明未对其进行详述。

Claims (2)

1.一种大规格重型数控机床回转工作台闭式静压轴承，其特征是：所述的闭式静压轴承采用注胶成型工艺在该轴承与工作台支撑环(2)外锥面对应配合的旋转盘(1)的内锥面均匀设置多个环形胶垫(3)，该注胶成型工艺步骤如下：

A、先按照闭式静压轴承的附着面及配合面的图纸加工工艺要求对工作台的支撑环(2)和该轴承的旋转盘(1)进行加工，要求加工表面光洁度不低于Ra12.5mm；

B、将静压轴承附着面及配合面清洗干净，再通过磁性贴膜在闭式静压轴承的旋转盘(1)内锥面均匀的粘贴出多组环形结构，要求根据支撑环(2)与旋转盘(1)之间的配合锥度，以及所述闭式静压轴承在工作台所需要的间隙进行预先找正，直至磁性贴膜(6)的厚度与支撑环(2)和旋转盘(1)之间的配合精度完全吻合；同时，每一组环形结构均由内外两层同心的磁性贴膜环构成，且这些环形结构中的内层磁性贴膜环的环孔与设在工作台支撑环(2)外锥面的多个注油孔(4)分别一一对应；所述的支撑环(2)的外锥面设有对应贯通至每一组环形结构内部一侧下端的注胶孔(7)，以及贯通至每一组环形结构内部另一侧上端的溢胶孔(8)；

C、将旋转盘(1)的内锥面与支撑环(2)的外锥面对应配合在一起，使每一组环形结构均与支撑环(2)的外锥面对应贴合，并利用环形结构中的内层磁性贴膜环在旋转盘(1)的内锥面与支撑环(2)的外锥面之间形成能够通过注油孔(4)进行恒流量供油的密闭静压腔(5)；

D、将配好的具有耐磨性质的胶液通过注胶孔(7)注入环形结构的两层磁性贴膜环之间，当胶液注满，并由溢胶孔(8)溢出时停止注胶；停止注胶后，对环形结构中外层磁性贴膜环的注胶孔(7)和溢胶孔(8)进行封堵，然后再静置24小时，使注入环形结构内的胶液固化；

E、胶液固化后，先对配合在一起的支撑环(2)与旋转盘(1)进行精确认位，再将支撑环(2)与旋转盘(1)分离开，然后去除磁性贴膜(6)，并对环形结构内固化形成的环形胶垫(3)的内外边缘进行残胶清理，清理后查看有无注胶缺陷；如注胶无缺陷，则所述的注胶成型工艺结束，此时，将支撑环(2)与旋转盘(1)复位完成装配；如注胶存有缺陷，则先将固化形成的环形胶垫(3)去除，然后再重复上述步骤至注胶合格。

2.根据权利要求1所述的大规格重型数控机床回转工作台闭式静压轴承，其特征是：所述的磁性贴膜(6)在闭式静压轴承的旋转盘(1)内锥面均匀的粘贴出八组对称的环形结构。