CN116276272A - 超精密加工机床 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种超精密加工机床。超精密加工机床包括床身、丝杆组件、驱动电机以及减震块。所述床身上设置有轴承座；所述丝杆组件包括丝杆和螺母，所述丝杆的两端均通过轴承可转动地安装在所述轴承座上，所述螺母可转动地套设在所述丝杆上；所述驱动电机包括机身和设置在所述机身上的电机轴，所述电机轴通过联轴器与所述丝杆的端部连接；所述减震块设置在所述轴承座和所述机身之间，所述减震块靠近所述机身的一侧设置有减震油腔，所述减震块或者所述机身上设置有与所述减震油腔连通的油路通道。本申请的超精密加工机床可以解决现有技术中的超精密加工机床的定位以及加工精度低的问题。

Description

超精密加工机床

技术领域

本申请涉及加工机床技术领域，具体而言，涉及一种超精密加工机床。

背景技术

超精密机床加工过程中，需要精度高且运行平稳的传动系统。丝杆螺母机构，可将旋转运动向直线运动转变，传动平稳性好、摩擦阻力小、灵敏度好、启动时无颤动、低速时无爬行、可控制微量进给且定位精度高，所以常用做超精密机床各直线轴的传动机构。

但丝杆螺母机构通过伺服电机驱动时，常出现电机的运行振动，传递到丝杆上，对于超精密机床而言，丝杆出现振动将导致机床定位精度下降，从而导致加工件加工精度低，因此，急需要设计一种能够防止防止伺服电机的振动传递至丝杆的超精密加工机床来提高机床的定位和加工精度。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种超精密加工机床，以至少解决现有技术中的超精密加工机床的定位以及加工精度低的问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种超精密加工机床，包括：

床身，所述床身上设置有轴承座；

丝杆组件，所述丝杆组件包括丝杆和螺母，所述丝杆的两端均通过轴承可转动地安装在所述轴承座上，所述螺母可转动地套设在所述丝杆上；

驱动电机，所述驱动电机包括机身和设置在所述机身上的电机轴，所述电机轴通过联轴器与所述丝杆的端部连接；

减震块，所述减震块设置在所述轴承座和所述机身之间，所述减震块靠近所述机身的一侧设置有减震油腔，所述减震块或者所述机身上设置有与所述减震油腔连通的油路通道。

进一步地，所述减震块套设在所述电机轴的外周，所述减震油腔为环形减震油腔，所述环形减震油腔与所述电机轴同轴设置。

进一步地，所述环形减震油腔的内圈和外圈均设置有密封圈，所述密封圈设置于所述减震块与所述机身之间以对所述环形减震油腔进行密封。

进一步地，所述环形减震油腔为圆环形油腔，所述圆环形油腔内间隔设置有两根导管，两根所述导管均与所述油路通道连通。

进一步地，所述导管位于所述环形减震油腔内的端口为倾斜端口，且两根所述导管上的所述倾斜端口朝向彼此背离的方向倾斜。

进一步地，两根所述导管之间的间隔距离不超过所述圆环形油腔的周长的1/4。

进一步地，所述油路通道设置于所述减震块上，所述油路通道包括为两个，两个所述油路通道与两根所述导管一一对应地连通。

进一步地，所述减震块上设置有两根三通管，所述三通管包括第一接口、第二接口以及第三接口，第一根所述三通管的所述第一接口与一个所述油路通道连通，第二根所述三通管的所述第一接口与另一个所述油路通道连通，第一根所述三通管的所述第二接口与第二根所述三通管的所述第二接口通过第一管道连通，第一根所述三通管的所述第三接口为进油口，第二根所述三通管的所述第三接口为出油口。

进一步地，，第一根所述三通管的所述第三接口处设置有进油管，所述进油管比所述第一管道粗。

进一步地，所述减震块通过锁紧件锁定在所述机身上。

相对于现有技术而言，本申请的技术方案至少具备如下技术效果：

使用时，将需要驱动的结构与螺母固定连接，此时，驱动电机转动，可以带动联轴器以及丝杆转动，进而可以带动螺母以及与螺母连接的结构一起沿丝杆做直线运动。

由于本申请中的驱动电机的机身和轴承座之间设置有减震块，且该减震块靠近机身的一侧设置有减震油腔，通过设置在减震块或者机身上的油路通道的作用，可以向减震油腔内通入液压油。当驱动电机工作时，通过减震油腔内带有预定压力的液压油的作用，产生阻尼，可以起到缓冲减震作用，能够对驱动电机产生振动进行有效吸收，进而可以防止驱动电机的振动传递至丝杆组件，同时，减震油腔内的液压有可带走驱动电机运行产生的一部分热量，可大大提高超精密加工机床的运动精度以及加工精度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例公开的超精密加工机床的局部剖视图；

图2为图1中的M区域的放大图；

图3为本申请实施例公开的减震块的立体结构图；

图4为本申请实施例公开的减震块的主视图；

图5为本申请实施例公开的导管的结构图；

图6为液压油以不同流动方式进入减震油腔内之后的流向对比图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、床身；11、轴承座；20、丝杆组件；21、丝杆；22、螺母；30、驱动电机；31、机身；32、电机轴；40、减震块；41、减震油腔；42、导管；421、倾斜端口；43、油路通道；50、密封圈；60、三通管；61、第一接口；62、第二接口；63、第三接口；70、第一管道；80、进油管；90、联轴器；100、轴承。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

参见图1至图5所示，根据本申请的实施例，提供了一种超精密加工机床，该超精密加工机床包括床身10、丝杆组件20、驱动电机30以及减震块40。

其中，床身10上设置有轴承座11；丝杆组件20包括丝杆21和螺母22，丝杆21的两端均通过轴承100可转动地安装在轴承座11上，螺母22可转动地套设在丝杆21上；驱动电机30包括机身31和设置在机身31上的电机轴32，电机轴32通过联轴器90与丝杆21的端部连接；减震块40设置在轴承座11和机身31之间，减震块40靠近机身31的一侧设置有减震油腔41，且减震块40或者机身31上设置有与减震油腔41连通的油路通道43。

使用时，将需要驱动的结构与螺母22固定连接，此时，驱动电机30转动，可以带动联轴器90以及丝杆21转动，进而可以带动螺母22以及与螺母22连接的结构一起沿丝杆21做直线运动。

由于本实施例中的驱动电机30的机身31和轴承座11之间设置有减震块40，且该减震块40靠近机身31的一侧设置有减震油腔41，通过设置在减震块40或者机身31上的油路通道43的作用，可以向减震油腔41内通入液压油。当驱动电机30工作时，通过减震油腔41内带有预定压力的液压油的作用，可以起到缓冲减震作用，能够对驱动电机30产生振动进行有效吸收，进而可以防止驱动电机30的振动传递至丝杆组件20，同时，减震油腔41内的液压有可带走驱动电机30运行产生的一部分热量，可大大提高超精密加工机床的运动精度以及加工精度。

具体来说，本实施例中的驱动电机30为伺服电机。减震块40可以是立方体块状结构，也可以是圆柱体或者长方体块状结构，本实施例中的附图中示出了减震块40呈长方体块状结构设置时的情况。实际安装时，该减震块40可以通过锁紧件锁定在机身31上，便于对驱动电机30工作时的振动进行吸收。可选地，该锁紧件可以是锁紧螺栓、还可以是锁紧螺钉或者锁紧销钉等结构，只要是能够将减震块40固定在机身31上的其他变形方式，均在本申请的保护范围之内。

实际安装时，将减震块40套设在电机轴32的外周，而减震油腔41为环形减震油腔，该环形减震油腔与电机轴32同轴设置，当从油路通道43通入液压油之后，该液压油可以沿环形减震油腔流动内将减震油腔进行填充而产生一定的压力，具有阻尼作用，进而可以均匀地吸收驱动电机30工作时的振动，能够有效防止驱动电机30的振动传递至丝杆组件20上。

为了防止环形减震油腔内的油液发生泄漏，本实施例中的环形减震油腔的内圈和外圈均设置有密封圈50，该密封圈50设置于减震块40与机身31之间以对环形减震油腔进行密封，结构稳定可靠。

进一步地，环形减震油腔为圆环形油腔，该圆环形油腔内间隔设置有两根导管42，两根导管42均与油路通道43连通，实际工作时，通过该两根导管42的作用，可以同时向环形减震油腔通入液压油，吸振效果更好。两根导管42之间的间隔距离不超过圆环形油腔的周长的1/4，便于从减震块40的同一侧进行液压油的灌注。

参见图3至图5所示，本实施例中的导管42位于环形减震油腔(减震油腔41)内的端口为倾斜端口421，且两根导管42的倾斜端口421朝向彼此背离的方向倾斜。如此设置，当油液分别从两根导管42进入到环形减震油腔内部后分为两股油，且该两股油液可以尽可能地朝向两个不同的方向流动，并能够在环形减震油腔内部具有一定的压力，可以起到缓冲减振的作用，驱动电机30运行时，产生的振动可以由油液吸收。

可选地，一种实施方式中，将油路通道43设置于减震块40上，该油路通道43包括为两个，两个油路通道43与两根导管42一一对应地连通，油液从油路通道43进入到环形减震油腔内部后分为两股油，在环形减震油腔内部具有一定的压力，具有阻尼作用，可以起到缓冲减振的作用，驱动电机30运行时，产生的振动可以由油液吸收。

进一步地，减震块40上设置有两根三通管60，该两根三通管60均包括第一接口61、第二接口62以及第三接口63，第一根三通管60的第一接口61与上述两根油路通道43中的一个连通，第二根三通管60的第一接口61与另一个油路通道43连通，第一根三通管60的第二接口62与第二根三通管60的第二接口62通过第一管道70连通，第一根三通管60的第三接口63为进油口，第二根三通管60的第三接口63为出油口。第一根三通管60的第三接口63处设置有进油管80，进油管80比第一管道70粗。

工作时，油液从第一根三通管60上的进油管80进入至三通管60内，然后从两根三通管60进入到环形减震油腔内部后分为两股油，在环形减震油腔内部具有一定的压力，产生阻尼可以起到缓冲减振的作用，驱动电机30运行时，产生的振动可以由油液吸收。与此同时，由于进油管80比第一管道70粗，油液通过较细的第一管道70时有一定的液阻，造成压力损失，所以进油管80进油后的压力略大于第一管道70进油压力，使油液具有一定的流动性，便于减震油腔41内部保压的同时，可以排除减震油腔41内部的空气，也可带走驱动电机30的一部分热量，使用寿命长，不存在老化的问题。

可以理解的是，本实施例中通过在减震块40设置双口进油：

如图6所示，采用③两侧进油的方式相比于①非流动液体和②一侧进油一侧出油的方式，能够在减震油腔41内实现保压，受力时减震油腔41内油的刚性优于①和②，具有更好的减振性。

本发明的超精密加工机床在驱动电机前增加一套减振块，通过液压油吸收驱动电机运行时产生的振动，避免了振动传递至传动丝杆，同时可带走电机运行产生的一部分热量，可大大提高超精密加工机床的运动精度，加工精度，该方法简单，可靠性强，也可运用到其他对电机振动敏感的设备中。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超精密加工机床，其特征在于，包括：

床身(10)，所述床身(10)上设置有轴承座(11)；

丝杆组件(20)，所述丝杆组件(20)包括丝杆(21)和螺母(22)，所述丝杆(21)的两端均通过轴承(100)可转动地安装在所述轴承座(11)上，所述螺母(22)可转动地套设在所述丝杆(21)上；

驱动电机(30)，所述驱动电机(30)包括机身(31)和设置在所述机身(31)上的电机轴(32)，所述电机轴(32)通过联轴器(90)与所述丝杆(21)的端部连接；

减震块(40)，所述减震块(40)设置在所述轴承座(11)和所述机身(31)之间，所述减震块(40)靠近所述机身(31)的一侧设置有减震油腔(41)，所述减震块(40)或者所述机身(31)上设置有与所述减震油腔(41)连通的油路通道(43)。

2.根据权利要求1所述的超精密加工机床，其特征在于，所述减震块(40)套设在所述电机轴(32)的外周，所述减震油腔(41)为环形减震油腔，所述环形减震油腔与所述电机轴(32)同轴设置。

3.根据权利要求2所述的超精密加工机床，其特征在于，所述环形减震油腔的内圈和外圈均设置有密封圈(50)，所述密封圈(50)设置于所述减震块(40)与所述机身(31)之间以对所述环形减震油腔(41)进行密封。

4.根据权利要求2所述的超精密加工机床，其特征在于，所述环形减震油腔为圆环形油腔，所述圆环形油腔内间隔设置有两根导管(42)，两根所述导管(42)均与所述油路通道(43)连通。

5.根据权利要求4所述的超精密加工机床，其特征在于，所述导管(42)位于所述环形减震油腔内的端口为倾斜端口(421)，且两根所述导管(42)上的所述倾斜端口(421)朝向彼此背离的方向倾斜。

6.根据权利要求4所述的超精密加工机床，其特征在于，两根所述导管(42)之间的间隔距离不超过所述圆环形油腔的周长的1/4。

7.根据权利要求4所述的超精密加工机床，其特征在于，所述油路通道(43)设置于所述减震块(40)上，所述油路通道(43)包括为两个，两个所述油路通道(43)与两根所述导管(42)一一对应地连通。

8.根据权利要求7所述的超精密加工机床，其特征在于，所述减震块(40)上设置有两根三通管(60)，所述三通管(60)包括第一接口(61)、第二接口(62)以及第三接口(63)，第一根所述三通管(60)的所述第一接口(61)与一个所述油路通道(43)连通，第二根所述三通管(60)的所述第一接口(61)与另一个所述油路通道(43)连通，第一根所述三通管(60)的所述第二接口(62)与第二根所述三通管(60)的所述第二接口(62)通过第一管道(70)连通，第一根所述三通管(60)的所述第三接口(63)为进油口，第二根所述三通管(60)的所述第三接口(63)为出油口。

9.根据权利要求8所述的超精密加工机床，其特征在于，第一根所述三通管(60)的所述第三接口(63)处设置有进油管(80)，所述进油管(80)比所述第一管道(70)粗。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的超精密加工机床，其特征在于，所述减震块(40)通过锁紧件锁定在所述机身(31)上。

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