CN104148996A - 一种平面解耦复杂轨迹研抛设备 - Google Patents

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Abstract

一种平面解耦复杂轨迹研抛设备，涉及一种研抛设备,它可使天然金刚石刀具实现高质量、高效率的复杂轨迹刃磨，研磨轨迹可控，研磨状态解耦。机架内安装有气浮主轴轴系；空心直角电机固定于电机支座上，中心轴设置在空心直角电机内，电机支座上固定有定位螺栓，定位螺栓置于转盘定位孔内；转盘与中心轴之间固装有单向轴承，中心轴与空心直角电机的转子、单向轴承及偏心轮连接；直线导轨副连接于转盘上，过渡板置于直线导轨副上，过渡板与弯板连接，滚针轴承单元安装在过渡板内，滚针轴承单元与连杆连接，连杆内安装深沟球轴承，深沟球轴承内安装偏心轮，气浮主轴轴系与机构控制部件连接。本发明用于天然金刚石刀具及其它超硬刀具的研抛加工。

Description

一种平面解耦复杂轨迹研抛设备
技术领域
本发明涉及一种研抛设备,更具体说是一种天然金刚石刀具研磨与抛光加工设备，属于精密及超精密加工技术领域。
背景技术
精密和超精密加工技术是机械制造业中最重要的部分之一，这是因为精密和超精密加工技术不仅直接影响着尖端技术和国防工业的发展，而且还影响着民用机械产品的精度和表面质量，影响着产品的国际竞争力。近年来各种新技术，例如微电子技术、计算机技术、自动控制技术、激光技术等在精密加工中得到广泛应用，使得精密和超精密加工技术产生了飞跃式的发展，大大改进了它的技术面貌。各类产品要求的精度不断提高，促使精密加工技术水平迅速发展，精密和超精密加工的精度也在不断提高。在20世纪50年代，精密加工能达到的精度水平为3-5                                               ，超精密加工能达到的加工精度是1。到20世纪70年代后期，精密加工能达到的精度水平为1，超精密加工能达到的加工精度是0.1；而现在精密加工能达到的精度水平为0.1，超精密加工能达到的加工精度是0.01-0.001。世界各国都非常重视发展精密和超精密加工技术，把它作为发展先进制造技术中的优先发展内容。
随着超精密加工技术的应用与推广，在几十年的时间里，机械加工精度被提高了1-3个数量级，并正向更高的纳米级精度发展。由于超精密加工技术在国防领域占据十分重要的地位，美国、口本、英国、德国和俄罗斯等西方工业发达国家都将超精密和纳米加工技术列入了21世纪优先发展的工业计划，使之不仅成为学术研究的热点，而且一旦突破形成核心技术又上升为国家制造业最高水平的重要标志，并为国民经济的发展带来新的增长点。由于超精密加工技术涉及到国防尖端科技和巨大的经济利益，西方工业发达国家都是独自开发且相互技术保密，对中国更是技术封锁。因此，我国也必须自行研究和开发超精密加工的关键技术。
对于超精密切削加工工艺来说，要获得零件形状尺寸的高精度和加工表面的超光滑，除了必须拥有超精密的机床、高分辨率的检测仪器和超稳定的加工环境条件以外，还须具备进行切削加工的高精度天然金刚石刀具，尤其是高精度的圆弧刃金刚石刀具。因为圆弧刃金刚石刀具的切削刃曲率半径保持不变，刃上各切削点都可参与切削，这对于加工高精度的球面或非球曲面零件至关重要。根据参阅相关文献可知，采用切削刃钝圆半径为60-70nm的圆弧刃金刚石刀具可使小件KDP晶体的切削加工表面粗糙度Ra降到5nm以下。由此可见，刀具刃磨质量对加工零件的表面粗糙度具有至关重要的影响。
但金刚石晶体以其独有的高硬度、耐磨损、难焊接等特点，使得金刚石刀具的制备比较困难。就目前我国还没有成型的圆弧刃金刚石刀具刃磨设备及相关检测设备的情况下，对圆弧刃金刚石刀具刃磨工艺和刃磨机理的研究只能停留在相对粗浅的水平。随着民用产品使用性能和国防武器型号精度、可靠性、命中率以及使用寿命等指标的不断提高，我国基本靠进口国外的圆弧刃金刚石刀具来满足和支撑军民产品急需的超精密切削加工技术，进口刀具不但价格昂贵，其刃磨质量也未达到最高水平。切削刃钝圆半径小于100nm的高精度圆弧刃金刚石刀具，国外一直禁运。另外，对于金刚石刀具切削刃的修整与重磨，我国也基本上依靠国外的技术，刀具的重复利用率极低。因此，依靠自身的技术力量研究高精度圆弧刃金刚石刀具的刃磨机理与刃磨工艺、相关的刀具设计准则和刀具切削性能优化等，对于提高我国超精密切削加工技术的整体水平和满足军、民产品超精密切削加工用高精度圆弧刃金刚石刀具的市场需求具有重要的理论意义和实用价值。
据有关文献报道，日本大阪大学与美国LLL(Lawrence Livermore National Laboratory)国家实验室进行合作，在1986年研究了关于有色金属超精密切削加工的最小切削厚度，他们在超精密切削机床上实现了最小切削厚度为lnm的单点金刚石切削，并通过理论计算指出，要实现最小切削厚度为lnm的连续切削，金刚石刀具的切削刃钝圆半径必须保持在3-5nm。上述研究成果一方面把超精密切削加工的技术水平推向了极限，另一方面则充分显示出了国外在高精度金刚石刀具制备方面已处于绝对领先的地位。概括地说，国外对金刚石刀具刃磨技术的研究和应用都已相当成熟。
另外，国外成熟应用金刚石刀具刃磨技术的另一标志是金刚石刀具刃磨机床的商业化生产。英国Coborn公司最近推出的PG3B型天然金刚石刀具刃磨机床，主要用于刀具后刀面的成型加工。PG3B机床采用卧式操作平台，其主轴采用空气静压轴承并附水冷系统，转速可高达14000r/min,而且金刚石刀具的圆弧可实现在线检测使其精度达到25nm以内。此外，瑞士EWAG公司生产的RS系列精密金刚石刀具磨床也可使金刚石刀具的圆弧精度达到50nm。
国内对金刚石刀具刃磨技术的研究起步较晚，对圆弧刃金刚石刀具的刃磨机理、刃磨工艺和检测技术的研究相对比较粗浅，对直线刃金刚石刀具刃磨技术的研究虽然稍早一些，但还不能稳定达到高精度金刚石刀具的技术指标。如在刀具刃磨工艺方面，航天工业总公司第一研究院303所、上海仪表厂、中国运载火箭技术研究院230厂、中非人工晶体研究院、北京天地东方超硬材料股份有限公司和上海舒伯哈特工具有限公司等科研院所或单位对直线刃金刚石刀具的刃磨工艺做了较多的研究工作，但他们只能将直线刃金刚石刀具的切削刃钝圆半径刃磨到100nm左右，对于高精度圆弧刃金刚石刀具还不能刃磨。地方院校如哈尔滨工业大学、中国科技大学和长春理工大学(原长春光学精密机械学院)等单位在金刚石刀具刃磨技术和金刚石晶体理论方面也做了较多的工作，并受到国家自然科学基金和重点预研项目的支持。 
然而，由于金刚石晶体具有很强的各向异性，不同的晶面上乃至同一晶面不同方向上的机械性能差异明显；使得在金刚石刀具刃磨过程中，出现刀具材料去除率呈现方向性；同时，对研磨盘的不同圆周上的磨损情况也各不相同，要保证刃磨质量和加工效率，就必须要定期对研磨盘进行修整，十分麻烦。此外，相关报道表明，进行复杂刃磨轨迹的刀具刃磨工艺具有改善加工质量、提升加工效率等优点；所以，目前开发制造一台能够提供尽量复杂刃磨轨迹且轨迹、可控性良好的金刚石平面磨削加工机床是十分迫切和意义重大的。但目前国外高端刃磨机床对我们禁运；而国内尚无相关成型设备的深入研究案例；此外，目前国内研制的金刚石刀具刃磨设备存在诸多问题，如运行轨迹单一、操控复杂、设备易老化，加工稳定性较差等，因此不能满足相应科研与生产需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种平面解耦复杂轨迹研抛设备，它可使天然金刚石刀具实现高质量、高效率的复杂轨迹刃磨，是研磨轨迹可控，研磨状态解耦的高精度平面研抛设备。
实现上述目的，采取的技术方案如下：
一种平面解耦复杂轨迹研抛设备，包括机架、气浮主轴轴系及机构控制部件，所述的机构控制部件包括电机支座、空心直角电机、中心轴、单向轴承、转盘、连杆、深沟球轴承、偏心轮、过渡板、直线导轨副、弯板及定位螺栓；
所述的机架上部设置有工作台，机架下部设置有托板，机架的工作台中心开设有通孔，工作台中心的通孔内竖直安装有气浮主轴轴系；电机支座与机架的托板可拆卸连接，电机支座内的上方固定安装有空心直角电机，中心轴下端设置在空心直角电机内腔中，中心轴与空心直角电机转子以及转盘和偏心轮同轴；转盘水平设置在电机支座的顶板上方，转盘靠近外周边设置有至少一个定位孔，电机支座的顶板上固定有定位螺栓，定位螺栓设置在转盘的定位孔内；转盘与中心轴之间装有单向轴承，转盘与单向轴承外环紧固连接，中心轴分别与空心直角电机的转子、单向轴承及偏心轮连接；直线导轨副设置在转盘的上表面并位于定位孔的相对侧，直线导轨副与转盘可拆卸连接，过渡板置于直线导轨副上表面，过渡板与弯板的竖直板可拆卸连接，过渡板上表面开有盲孔，滚针轴承单元安装在过渡板的盲孔内，滚针轴承单元与连杆连接，连杆水平设置，连杆内安装有深沟球轴承，深沟球轴承内安装有偏心轮，连杆通过深沟球轴承同偏心轮构成回转副；气浮主轴轴系通过位于其下端的电机端盖与机构控制部件的弯板的水平板可拆卸连接。
本发明具有以下有益效果：本发明的平面解耦复杂轨迹研抛设备不仅能满足天然金刚石刀具的刃磨加工工艺要求，同时还能满足各类硬脆材料刀具的刃磨加工工艺要求；且具有研磨轨迹可控、研磨状态解耦、刃磨精度极高（天然金刚石刀具的刃口锋锐度rn可达10~50nm之间，表面粗糙度Ra可达1nm左右）等加工特征，通过调节工作模式，能够实现研抛盘的定向往复运动和无级变轨的行星运动等刃磨状态，使得该设备十分利于进行天然单晶金刚石刀具的复杂轨迹刃磨加工工艺研究。该设备不仅能够研抛出高表面精度、高锋锐度的金刚石刀具，而且相比普通定点研磨加工方法其刃磨效率提升3~5倍，同时，该刃磨设备对研磨盘的均化磨损量控制等问题也都大有改善。此外，本发明还具有加工质量好、结构简单、操控方便、系统稳定性和经济实用性良好等优点，利于进行超硬刀具的复杂轨迹刃磨工艺研究，为促进我国精密超精密技术发展具有重大意义。
附图说明
图1是本发明提供的平面解耦复杂轨迹研抛设备装配主视图；
图2是本发明提供的平面解耦复杂轨迹研抛设备立体结构示意图；
图3是本发明提供的气浮主轴轴系立体结构示意图；
图4是本发明提供的气浮主轴轴系部装主视图；
图5是本发明提供的机构控制部件部装主视图；
图6是本发明提供的机构控制部件立体结构示意图；
图7是图1的A局部放大图；
图8是图2的B局部放大图；
图9是图8的C局部放大图。
图中所示的部件名称及标号如下：
机架1、工作台1-1、托板1-2、气浮主轴轴系2、研抛盘2-1、气浮主轴部件2-2、气浮主轴2-2-1、内圈上止推板2-2-2、主轴浮板2-2-3、主轴轴套2-2-4、封气环2-2-5、垫板2-2-6、下止推板2-2-7、无框电机部件2-3、无框电机2-3-1、电机端盖2-3-2、电机座2-3-3、机构控制部件3、电机支座3-1、顶板3-1-1、空心直角电机3-2、中心轴3-3、单向轴承3-4、转盘3-5、定位孔3-5-1、大扇形转盘3-5-2、小扇形转盘3-5-3、连杆3-6、深沟球轴承3-7、偏心轮3-8、滚针轴承单元3-9、过渡板3-10、直线导轨副3-11、弯板3-12、定位螺栓3-13。
具体实施方式
具体实施方式一：如图1～图9所示，一种平面解耦复杂轨迹研抛设备，包括机架1、气浮主轴轴系2及机构控制部件3，所述的机构控制部件3包括电机支座3-1、空心直角电机3-2、中心轴3-3、单向轴承3-4、转盘3-5、连杆3-6、深沟球轴承3-7、偏心轮3-8、滚针轴承单元3-9、过渡板3-10、直线导轨副3-11、弯板3-12及定位螺栓3-13；
所述的机架1上部设置有工作台1-1，机架1下部设置有托板1-2，机架1的工作台1-1中心开设有通孔，工作台1-1中心的通孔内竖直安装有气浮主轴轴系2（工作台1-1同时又作为气浮主轴轴系2的上止推板，安装其他部件）；电机支座3-1与机架1的托板1-2通过螺栓可拆卸连接，电机支座3-1内的上方固定安装有空心直角电机3-2，中心轴3-3下端设置在空心直角电机3-2内腔中，中心轴3-3与空心直角电机3-2转子以及转盘3-5和偏心轮3-8同轴；转盘3-5水平设置在电机支座3-1的顶板3-1-1上方，转盘3-5靠近外周边设置有至少一个定位孔3-5-1，电机支座3-1的顶板3-1-1上固定有定位螺栓3-13，定位螺栓3-13设置在转盘3-5的定位孔3-5-1内，实现机构控制部件3直线往复运动时的定向功能；转盘3-5与中心轴3-3之间装有单向轴承3-4，转盘3-5与单向轴承3-4外环通过螺钉紧固连接，进而实现扭矩单向传递；中心轴3-3分别与空心直角电机3-2的转子、单向轴承3-4及偏心轮3-8连接；直线导轨副3-11设置在转盘3-5的上表面并位于定位孔3-5-1的相对侧，直线导轨副3-11与转盘3-5通过螺钉可拆卸连接，过渡板3-10置于直线导轨副3-11上表面，过渡板3-10与弯板3-12的竖直板通过螺钉可拆卸连接，过渡板3-10上表面开有盲孔，滚针轴承单元3-9安装在过渡板3-10的盲孔内，滚针轴承单元3-9与连杆3-6通过螺母锁紧连接，连杆3-6水平设置，连杆3-6内安装有深沟球轴承3-7，深沟球轴承3-7内安装有偏心轮3-8，连杆3-6通过深沟球轴承3-7同偏心轮3-8构成回转副；气浮主轴轴系2通过位于其下端的电机端盖2-3-2与机构控制部件3的弯板3-12的水平板通过螺钉可拆卸连接；所述的弯板3-12为直角弯板。
机构控制部件3能够通过改变空心直角电机3-2的正反转，进而控制单向轴承3-4传递或不传递扭矩，达到机构执行末端弯板3-12的圆周回转运动和直线往复运动的时间分离目的工作状态，实现气浮主轴轴系2的平面解耦复杂轨迹运动形式。
优选的是：所述的中心轴3-3与空心直角电机3-2的转子、单向轴承3-4和偏心轮3-8分别通过键连接。
优选的是：所述的转盘3-5由两个连为一体的扇形转盘构成，两个连为一体的扇形转盘相对设置，两个连为一体的扇形转盘包括大扇形转盘3-5-2和小扇形转盘3-5-3，大扇形转盘3-5-2靠近外边缘设置三个所述的定位孔3-5-1，所述的定位螺栓3-13设置在其中一个定位孔3-5-1内，实现控制机构部件3直线往复运动时的定向功能；直线导轨副3-11设置在小扇形转盘3-5-3上表面，直线导轨副3-11与小扇形转盘3-5-3可拆卸连接。目的是两个扇形转盘转动时达到平衡状态。
所述的中心轴3-3轴心开有通孔，用于穿过气浮主轴轴系2的输气管和供电线。
具体实施方式二：如图1~图9所示，具体实施方式一所述的一种平面解耦复杂轨迹研抛设备，所述的气浮主轴轴系2包括研抛盘2-1、气浮主轴部件2-2及无框电机部件2-3；所述的气浮主轴部件2-2竖直设置,研抛盘2-1水平设置在气浮主轴部件2-2上端，且二者通过螺钉可拆卸连接；气浮主轴部件2-2固定设置在无框电机部件2-3内，且二者同轴设置，气浮主轴部件2-2通过无框电机部件2-3进行驱动，实现高精度的回转运动。
所述的气浮主轴部件2-2由内圈气浮系统和外圈闭式气浮止推系统组成；所述的内圈气浮系统采用T字形布局，内圈气浮系统包括气浮主轴2-2-1、内圈上止推板2-2-2和主轴轴套2-2-4；气浮主轴2-2-1设有轴向中心孔，气浮主轴2-2-1靠近上端设有轴肩，内圈上止推板2-2-2和主轴轴套2-2-4套设在气浮主轴2-2-1上，且内圈上止推板2-2-2设置在气浮主轴2-2-1轴肩的上端，主轴轴套2-2-4设置在气浮主轴2-2-1轴肩的下端，气浮主轴2-2-1轴肩与内圈上止推板2-2-2和主轴轴套2-2-4构成内圈闭式气浮止推轴承结构；气浮主轴2-2-1的光轴部分与主轴轴套2-2-4内孔构成径向气浮轴承结构；气浮主轴2-2-1、内圈上止推板2-2-2及主轴轴套2-2-4内均设有排气孔一，气浮主轴2-2-1、内圈上止推板2-2-2及主轴轴套2-2-4的排气孔一与气浮主轴2-2-1的轴向中心孔相通，使低压气从气浮主轴2-2-1的轴向中心孔流出，气浮主轴2-2-1顶端排气利于磨屑清理，底端排气利于无框电机部件2-3散热；所述的外圈闭式气浮止推系统包括主轴浮板2-2-3、封气环2-2-5、垫板2-2-6及下止推板2-2-7；主轴浮板2-2-3设有中心孔，主轴浮板2-2-3套设在主轴轴套2-2-4的轴肩上，主轴浮板2-2-3与内圈上止推板2-2-2和主轴轴套2-2-4连接；主轴浮板2-2-3内设有排气孔二，主轴浮板2-2-3的排气孔二与内圈上止推板2-2-2和主轴轴套2-2-4的排气孔一相通；主轴轴套2-2-4底端面设有环槽，主轴轴套2-2-4的环槽与主轴轴套2-2-4的排气孔一相通，封气环2-2-5设置在主轴轴套2-2-4底端面的环槽内，主轴浮板2-2-3与底部安装有封气环2-2-5的主轴轴套2-2-4及内圈上止推板2-2-2共同构成完整供气路径；下止推板2-2-7和垫板2-2-6均设有中心孔，主轴浮板2-2-3设置在垫板2-2-6的中心孔内，主轴轴套2-2-4设置在下止推板2-2-7的中心孔内，垫板2-2-6、下止推板2-2-7及工作台1-1三者通过螺钉可拆卸连接共同构成外圈气浮系统的闭式轴瓦结构,主轴浮板2-2-3承载内圈气浮系统浮于其间，从而实现内圈气浮系统和外圈闭式气浮止推系统的耦合，进而达到内圈高精度回转、外圈高精度平动的运动的特征，利于满足超精密级研抛加工。
所述的无框电机部件2-3包括无框电机2-3-1、电机端盖2-3-2及电机座2-3-3；无框电机2-3-1转子套装在气浮主轴2-2-1的下端且二者相配合，无框电机2-3-1定子设置在电机座2-3-3内且二者相配合，从而实现无框电机2-3-1高精度驱动功能；电机座2-2-3下端安装有电机端盖2-3-2，电机端盖2-3-2上开设有螺纹连接孔，进而能够与机构控制部件3连为一体，从而实现复杂轨迹的操控运动。
通过改变中心轴3-3和定位螺栓3-13工作状态，实现弯板3-12的直线往复运动和圆周运动的解耦，弯板3-12通过螺钉与气浮主轴端盖2-5固连，从而带动气浮主轴轴系2实现相应运动。
使用时，将待刃磨刀具（如天然金刚石刀具或其他超硬刀具）通过购置的刀具夹持设备定位卡紧后，放置于工作台1-1上，使得刀具刃口与研抛盘2-1上表面直接接触；而研抛盘2-1可做复杂轨迹运动，进而实现所述的复杂轨迹刃磨加工方式。此外，采用在刀具夹持设备端部增减配重的方法来控制刃磨力度，再通过人工监测与在线调整的方式，实现超硬刀具的精密、高效刃磨加工。
本发明的工作过程是：
当定位螺栓3-13与转盘3-5某一定位孔3-5-1锁紧后，空心直角电机3-2带动中心轴3-3正转，单向轴承3-4不传递扭矩，则中心轴3-3、偏心轮3-8、深沟球轴承3-7、连杆3-6、滚针轴承单元3-9、过渡板3-10及直线导轨副3-11构成偏心轮机构，实现弯板3-12的直线往复运动，进而带动气浮主轴轴系2实现相应运动。
当定位螺栓3-13与转盘3-5解锁后，空心直角电机3-2带动中心轴3-3反转，单向轴承3-4锁定，传递扭矩，转盘3-5带动直线导轨副3-11、过渡板3-10、滚针轴承单元3-9、连杆3-6、偏心轮3-8、深沟球轴承3-7同中心轴3-3一起进行圆周运动，通过弯板3-12带动气浮主轴轴系2实现相应运动；调节单向轴承3-4的锁定位置，实现气浮主轴轴系2偏心距的控制，达到无级变轨的行星运动。

Claims (5)

1.一种平面解耦复杂轨迹研抛设备，包括机架（1）、气浮主轴轴系（2）及机构控制部件（3），其特征是：所述的机构控制部件（3）包括电机支座（3-1）、空心直角电机（3-2）、中心轴（3-3）、单向轴承（3-4）、转盘（3-5）、连杆（3-6）、深沟球轴承（3-7）、偏心轮（3-8）、过渡板（3-10）、直线导轨副（3-11）、弯板（3-12）及定位螺栓（3-13）；
所述的机架（1）上部设置有工作台（1-1），机架（1）下部设置有托板（1-2），机架（1）的工作台（1-1）中心开设有通孔，工作台（1-1）中心的通孔内竖直安装有气浮主轴轴系（2）；电机支座（3-1）与机架（1）的托板（1-2）可拆卸连接，电机支座（3-1）内的上方固定安装有空心直角电机（3-2），中心轴（3-3）下端设置在空心直角电机（3-2）内腔中，中心轴（3-3）与空心直角电机（3-2）转子以及转盘（3-5）和偏心轮（3-8）同轴；转盘（3-5）水平设置在电机支座（3-1）的顶板（3-1-1）上方，转盘（3-5）靠近外周边设置有至少一个定位孔（3-5-1），电机支座（3-1）的顶板（3-1-1）上固定有定位螺栓（3-13），定位螺栓（3-13）设置在转盘（3-5）的定位孔（3-5-1）内；转盘（3-5）与中心轴（3-3）之间装有单向轴承（3-4），转盘（3-5）与单向轴承（3-4）外环紧固连接，中心轴（3-3）分别与空心直角电机（3-2）的转子、单向轴承（3-4）及偏心轮（3-8）连接；直线导轨副（3-11）设置在转盘（3-5）的上表面并位于定位孔（3-5-1）的相对侧，直线导轨副（3-11）与转盘（3-5）可拆卸连接，过渡板（3-10）置于直线导轨副（3-11）上表面，过渡板（3-10）与弯板（3-12）的竖直板可拆卸连接，过渡板（3-10）上表面开有盲孔，滚针轴承单元（3-9）安装在过渡板（3-10）的盲孔内，滚针轴承单元（3-9）与连杆（3-6）连接，连杆（3-6）水平设置，连杆（3-6）内安装有深沟球轴承（3-7），深沟球轴承（3-7）内安装有偏心轮（3-8），连杆（3-6）通过深沟球轴承（3-7）同偏心轮（3-8）构成回转副；气浮主轴轴系（2）通过位于其下端的电机端盖（2-3-2）与机构控制部件（3）的弯板（3-12）的水平板可拆卸连接。
2.根据权利要求1所述的一种平面解耦复杂轨迹研抛设备，其特征是：所述的转盘（3-5）由两个连为一体的扇形转盘构成，两个连为一体的扇形转盘相对设置，两个连为一体的扇形转盘包括大扇形转盘（3-5-2）和小扇形转盘（3-5-3），大扇形转盘（3-5-2）靠近外边缘设置三个所述的定位孔（3-5-1），所述的定位螺栓（3-13）设置在其中一个定位孔（3-5-1）内；直线导轨副（3-11）设置在小扇形转盘（3-5-3）上表面，直线导轨副（3-11）与小扇形转盘（3-5-3）可拆卸连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种平面解耦复杂轨迹研抛设备，其特征是：所述的气浮主轴轴系（2）包括研抛盘（2-1）、气浮主轴部件（2-2）及无框电机部件（2-3）；所述的气浮主轴部件（2-2）竖直设置，研抛盘（2-1）水平设置在气浮主轴部件（2-2）上端，且二者可拆卸连接；气浮主轴部件（2-2）固定设置在无框电机部件（2-3）内，且二者同轴设置。
4.根据权利要求3所述的一种平面解耦复杂轨迹研抛设备，其特征是：所述的气浮主轴部件（2-2）由内圈气浮系统和外圈闭式气浮止推系统组成；所述的内圈气浮系统采用T字形布局，内圈气浮系统包括气浮主轴（2-2-1）、内圈上止推板（2-2-2）和主轴轴套（2-2-4）；气浮主轴（2-2-1）设有轴向中心孔，气浮主轴（2-2-1）靠近上端设有轴肩，内圈上止推板（2-2-2）和主轴轴套（2-2-4）套设在气浮主轴（2-2-1）上，且内圈上止推板（2-2-2）设置在气浮主轴（2-2-1）轴肩的上端，主轴轴套（2-2-4）设置在气浮主轴（2-2-1）轴肩的下端，气浮主轴（2-2-1）轴肩与内圈上止推板（2-2-2）和主轴轴套（2-2-4）构成内圈闭式气浮止推轴承结构；气浮主轴（2-2-1）的光轴部分与主轴轴套（2-2-4）内孔构成径向气浮轴承结构；气浮主轴（2-2-1）、内圈上止推板（2-2-2）及主轴轴套（2-2-4）内均设有排气孔一，气浮主轴（2-2-1）、内圈上止推板（2-2-2）及主轴轴套（2-2-4）的排气孔一与气浮主轴（2-2-1）的轴向中心孔相通；所述的外圈闭式气浮止推系统包括主轴浮板（2-2-3）、封气环（2-2-5）、垫板（2-2-6）及下止推板（2-2-7）；主轴浮板（2-2-3）设有中心孔，主轴浮板（2-2-3）套设在主轴轴套（2-2-4）的轴肩上，主轴浮板（2-2-3）与内圈上止推板（2-2-2）和主轴轴套（2-2-4）连接；主轴浮板（2-2-3）内设有排气孔二，主轴浮板（2-2-3）的排气孔二与内圈上止推板（2-2-2）和主轴轴套（2-2-4）的排气孔一相通；主轴轴套（2-2-4）底端面设有环槽，主轴轴套（2-2-4）的环槽与主轴轴套（2-2-4）的排气孔一相通，封气环（2-2-5）设置在主轴轴套（2-2-4）底端面的环槽内；下止推板（2-2-7）和垫板（2-2-6）均设有中心孔，主轴浮板（2-2-3）设置在垫板（2-2-6）的中心孔内，主轴轴套（2-2-4）设置在下止推板（2-2-7）的中心孔内，垫板（2-2-6）、下止推板（2-2-7）及工作台（1-1）三者可拆卸连接。
5.根据权利要求1所述的一种平面解耦复杂轨迹研抛设备，其特征是：所述的中心轴（3-3）轴心开有通孔，用于穿过气浮主轴轴系（2）的输气管和供电线。
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