專利名稱：雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液體靜壓電主軸系統(tǒng)，具體涉及一種雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在激光核聚變及強(qiáng)激光武器等技術(shù)需求的牽引下，許多國(guó)家先后建造了多臺(tái)大型激光裝置，需要采用大量的光學(xué)零件，KDP晶體因具有較高的非線性和激光損傷閾值，被廣泛的應(yīng)用于激光和非線性光學(xué)領(lǐng)域。KDP晶體光學(xué)零件要求具有高精度的面形質(zhì)量和良好的表面粗糙度，但KDP晶體具有質(zhì)軟、易碎等不利于光學(xué)加工的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的磨削和拋光方法不適用于加工KDP晶體，必須采用超精密加工技術(shù)加工KDP晶體，KDP晶體的加工必須采用專用的KDP超精密加工機(jī)床，KDP超精密加工機(jī)床主軸系統(tǒng)將直接影響到被加工零件的加工精度，所以主軸系統(tǒng)應(yīng)具有較高的剛度。現(xiàn)有的KDP超精密加工機(jī)床的主軸系統(tǒng)采用氣體靜壓主軸的支撐方式，主軸系統(tǒng)的剛度低；現(xiàn)有的KDP超精密加工機(jī)床的主軸系統(tǒng)采用單刀盤進(jìn)行切削，加工效率低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有的KDP超精密加工機(jī)床的主軸系統(tǒng)的剛度低、加工效率低的問(wèn)題，進(jìn)而提供一種雙刀盤臥式超精密液體靜壓主軸系統(tǒng)。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題采取的技術(shù)方案是本實(shí)用新型的雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)包括第一固定擋板、第一主軸、電機(jī)支架、第一止推板、第一刀盤、 第一軸套、第一軸系支架、第一油室套、殼體和直流雙輸出軸電機(jī)，所述主軸系統(tǒng)還包括第二固定擋板、第二主軸、第二止推板、第二刀盤、第二軸套、第二油室套和第二軸系支架；所述第一軸系支架位于殼體內(nèi)腔的一端，所述第一軸系支架通過(guò)第一固定擋板與殼體固接， 所述第二軸系支架位于殼體內(nèi)腔的另一端，所述第二軸系支架通過(guò)第二固定擋板與殼體固接，所述直流雙輸出軸電機(jī)位于殼體內(nèi)并通過(guò)電機(jī)支架固裝在第一軸系支架上，所述直流雙輸出軸電機(jī)的第一輸出軸通過(guò)第一止推板與第一主軸的一端固接，所述第一主軸的另一端與第一刀盤固接，所述第一軸套與第一止推板之間留有第一間隙，所述第一軸套與第一刀盤之間留有第二間隙，所述第一軸套套裝在第一主軸上，所述第一軸套與第一主軸之間留有第三間隙，所述第一軸套固裝在第一軸系支架上，所述第一軸套的外壁上沿圓周方向加工有環(huán)形凹槽，所述第一軸套上加工有多個(gè)第一軸向通孔和多個(gè)第一徑向通孔，所述第一油室套由兩個(gè)第一半環(huán)構(gòu)成，所述兩個(gè)第一半環(huán)相對(duì)套裝在第一軸套上且位于環(huán)形凹槽內(nèi)，所述兩個(gè)第一半環(huán)固裝形成第一油室套，所述第一主軸與第一油室套之間形成第一油室，所述多個(gè)第一軸向通孔與所述多個(gè)第一徑向通孔均與第一油室連通；所述直流雙輸出軸電機(jī)的第二輸出軸通過(guò)第二止推板與第二主軸的一端固接，所述第二主軸的另一端與第二刀盤固接，所述第二軸套與第二止推板之間留有第四間隙，所述第二軸套與第二刀盤之間留有第五間隙，所述第二軸套套裝在第二主軸上，所述第二軸套與第二主軸之間留有第六間隙，所述第二軸套固裝在第二軸系支架上，所述第二軸套的外壁上沿圓周方向加工有第二環(huán)形凹槽，所述第二軸套上加工有多個(gè)第二軸向通孔和多個(gè)第二徑向通孔，所述第二油室套由兩個(gè)第二半環(huán)構(gòu)成，所述兩個(gè)第二半環(huán)相對(duì)套裝在第二軸套上且位于第二環(huán)形凹槽內(nèi)，所述兩個(gè)第二半環(huán)固裝形成第二油室套，所述第二主軸與第二油室套之間形成第二油室，所述多個(gè)第二軸向通孔和所述多個(gè)第二徑向通孔均與第二油室連通。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型的第一軸套與第一止推板之間留有第一間隙，第一軸套與第一刀盤之間留有第二間隙，第一軸套與第一主軸之間留有第三間隙，第二主軸與第二止推板之間留有第四間隙，第二主軸與第二刀盤之間留有第五間隙，第二軸套與第二主軸之間留有第六間隙，第一油室中的油通過(guò)多個(gè)第一軸向通孔和多個(gè)第一徑向通孔在第一間隙、第二間隙和第三間隙中形成油膜，第二油室中的油通過(guò)多個(gè)第二軸向通孔和多個(gè)第二徑向通孔在第四間隙、第五間隙和第六間隙中形成油膜，采用液體靜壓軸承做軸向和徑向支撐，實(shí)現(xiàn)了主軸的高剛度和超精密回轉(zhuǎn)，其軸向剛度可達(dá)到4000Ν/μπι，由于液體靜壓軸承具有均化軸和軸套本身精度的效應(yīng)，回轉(zhuǎn)精度可達(dá)到0. 02 μ m ；本實(shí)用新型采用雙輸出軸直流電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件并采用直接驅(qū)動(dòng)的方式，具有動(dòng)態(tài)效果好，傳遞效率高的優(yōu)點(diǎn)，在同一主軸的兩個(gè)軸系上同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高剛度和高精度的超精密的回轉(zhuǎn)和直接驅(qū)動(dòng)，由一個(gè)驅(qū)動(dòng)源同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了兩軸上的刀盤同時(shí)加工工件，與現(xiàn)有的KDP超精密加工機(jī)床的主軸系統(tǒng)采用單刀盤相比，加工效率提高了一倍。

圖1是本實(shí)用新型的雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的主剖視圖，圖2是第一止推板的主視圖，圖3是第二止推板的主視圖，圖4是圖1在C處的局部放大圖，圖5是圖1在I處的局部放大圖，圖6是第一油室套的橫截面示意圖，圖7是第二油室套的橫截面示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一如圖1 7所示，本實(shí)施方式的雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)包括第一固定擋板3、第一主軸10、電機(jī)支架18、第一止推板4、第一刀盤11、第一軸套8、第一軸系支架15、第一油室套16、殼體37和直流雙輸出軸電機(jī)38，所述主軸系統(tǒng)還包括第二固定擋板34、第二主軸觀、第二止推板22、第二刀盤四、第二軸套沈、第二油室套33 和第二軸系支架35 ；所述第一軸系支架15位于殼體37內(nèi)腔的一端，所述第一軸系支架15 通過(guò)第一固定擋板3與殼體37固接，所述第二軸系支架35位于殼體37內(nèi)腔的另一端，所述第二軸系支架35通過(guò)第二固定擋板34與殼體37固接，所述直流雙輸出軸電機(jī)38位于殼體37內(nèi)并通過(guò)電機(jī)支架18固裝在第一軸系支架15上，所述直流雙輸出軸電機(jī)38的第一輸出軸19通過(guò)第一止推板4與第一主軸10的一端固接，所述第一主軸10的另一端與第一刀盤11固接，所述第一軸套8與第一止推板4之間留有第一間隙D，所述第一軸套8與第一刀盤11之間留有第二間隙E，所述第一軸套8套裝在第一主軸10上，所述第一軸套8與第一主軸10之間留有第三間隙F，所述第一軸套8固裝在第一軸系支架15上，所述第一軸套8的外壁上沿圓周方向加工有環(huán)形凹槽8-1，所述第一軸套8上加工有多個(gè)第一軸向通孔 13和多個(gè)第一徑向通孔14，所述第一油室套16由兩個(gè)第一半環(huán)16-1構(gòu)成，所述兩個(gè)第一半環(huán)16-1相對(duì)套裝在第一軸套8上且位于環(huán)形凹槽8-1內(nèi)，所述兩個(gè)第一半環(huán)16-1固裝形成第一油室套16，所述第一主軸10與第一油室套16之間形成第一油室6，所述多個(gè)第一軸向通孔13與所述多個(gè)第一徑向通孔14均與第一油室6連通；所述直流雙輸出軸電機(jī)38的第二輸出軸20通過(guò)第二止推板22與第二主軸28的一端固接，所述第二主軸觀的另一端與第二刀盤四固接，所述第二軸套26與第二止推板 22之間留有第四間隙M，所述第二軸套沈與第二刀盤四之間留有第五間隙N，所述第二軸套沈套裝在第二主軸觀上，所述第二軸套沈與第二主軸觀之間留有第六間隙H，所述第二軸套26固裝在第二軸系支架35上，所述第二軸套沈的外壁上沿圓周方向加工有第二環(huán)形凹槽沈-1，所述第二軸套沈上加工有多個(gè)第二軸向通孔25和多個(gè)第二徑向通孔23，所述第二油室套33由兩個(gè)第二半環(huán)33-1構(gòu)成，所述兩個(gè)第二半環(huán)33-1相對(duì)套裝在第二軸套沈上且位于第二環(huán)形凹槽沈-1內(nèi)，所述兩個(gè)第二半環(huán)33-1固裝形成第二油室套33，所述第二主軸觀與第二油室套33之間形成第二油室M，所述多個(gè)第二軸向通孔25和所述多個(gè)第二徑向通孔23均與第二油室M連通。本實(shí)用新型在使用時(shí)，第一油室6和第二油室M均與供油裝置連通，第一間隙D 內(nèi)形成第一止推油膜17、第二間隙E內(nèi)形成第二止推油膜12、第三間隙F內(nèi)形成第一徑向油膜9，實(shí)現(xiàn)了第一主軸10的超精密回轉(zhuǎn)；第四間隙M內(nèi)形成第三止推油膜36、第五間隙N 內(nèi)形成第四止推油膜31、第六間隙H內(nèi)形成第二徑向油膜27，實(shí)現(xiàn)了第二主軸觀的超精密回轉(zhuǎn)。
具體實(shí)施方式
二 如圖1所示，本實(shí)施方式所述直流雙輸出軸電機(jī)38為直流雙輸出軸無(wú)刷驅(qū)動(dòng)電機(jī)。如此設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)效果好。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。本實(shí)施方式的直流雙輸出軸電機(jī)38由定子1和轉(zhuǎn)子2構(gòu)成，直流無(wú)刷驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)38的轉(zhuǎn)子2同時(shí)與第一電機(jī)軸19和第二電機(jī)軸20固接，采用無(wú)刷驅(qū)動(dòng)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件，由于沒(méi)有電刷，因此這種電機(jī)的定子1與轉(zhuǎn)子2之間沒(méi)有摩擦力矩，直接可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭矩驅(qū)動(dòng)第一主軸10和第二主軸觀同時(shí)旋轉(zhuǎn)并進(jìn)行切削。
具體實(shí)施方式
三如圖4所示，本實(shí)施方式所述第一間隙D、第二間隙E及第三間隙F的范圍均是4 6 μ m。如此設(shè)計(jì)，有效的提高了液體靜壓油膜的剛度，實(shí)現(xiàn)了第一主軸 10的超精密回轉(zhuǎn)。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四如圖4所示，本實(shí)施方式所述第四間隙M、第五間隙N及第六間隙H的范圍均是4 6 μ m。如此設(shè)計(jì)，有效的提高了液體靜壓油膜的剛度，實(shí)現(xiàn)了第二主軸 28的超精密回轉(zhuǎn)。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
五如圖1所示，本實(shí)施方式所述第一主軸10和第二主軸觀均為空心主軸。如此設(shè)計(jì)，減少重量，慣性小，便于電主軸的快速旋轉(zhuǎn)。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
三相同。
具體實(shí)施方式
六如圖1所示，本實(shí)施方式所述第一主軸10和第二主軸觀均為空心主軸。如此設(shè)計(jì)，減少重量，慣性小，便于電主軸的快速旋轉(zhuǎn)。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
四相同。[0021]具體實(shí)施方式
七如圖2和圖3所示，本實(shí)施方式所述第一止推板4的直徑dl和第二止推板22的直徑d2 —致設(shè)置，第一止推板4的直徑dl和第二止推板22的直徑d2范圍均為Φ400πιπι Φ500πιπι。如此設(shè)計(jì)，便于實(shí)現(xiàn)大止推平面。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
五或六相同。具體是實(shí)施方式八如圖2所示，本實(shí)施方式所述主軸系統(tǒng)還包括多個(gè)第一加強(qiáng)筋39，所述多個(gè)第一加強(qiáng)筋39沿圓周方向均布固裝在第一止推板4的外端面上。如此設(shè)計(jì)，提高了第一止推板4的剛度、減輕第一止推板4的重量，有效的提高了第一主軸10的節(jié)流效果，提高第一主軸10的剛度。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
七相同。[0023]具體是實(shí)施方式九如圖3所示，本實(shí)施方式所述主軸系統(tǒng)還包括多個(gè)第二加強(qiáng)筋40，所述多個(gè)第二加強(qiáng)筋40沿圓周方向均布固裝在第二止推板22的外端面上。如此設(shè)計(jì)，提高了第二止推板22的剛度、減輕第二止推板22的重量，有效的提高了第二主軸觀的節(jié)流效果，提高第二主軸觀的剛度。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一、二、五、六或八相同。工作原理參照?qǐng)D1 7，工作時(shí)，將殼體37固裝在機(jī)床溜板21的上端面上，驅(qū)動(dòng)直流雙輸出軸電機(jī)38，直流雙輸出軸電機(jī)38上的第一輸出軸19轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)第一主軸10轉(zhuǎn)動(dòng)，第一主軸 10轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)第一刀盤11轉(zhuǎn)動(dòng)，第二輸出軸20轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)第二主軸觀轉(zhuǎn)動(dòng)，第二主軸觀轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)第二刀盤四轉(zhuǎn)動(dòng)；將供油裝置中的高壓油輸入第一油室6和第二油室Μ，第一油室6 中的液壓油通過(guò)多個(gè)第一軸向通孔13和多個(gè)第一徑向通孔14流入第一間隙D、第二間隙E 和第三間隙F，在第一間隙D內(nèi)形成第一止推油膜17，第二間隙E內(nèi)形成第二止推油膜12， 第三間隙F內(nèi)形成第一徑向油膜9 ；第二油室M中的液壓油通過(guò)多個(gè)第二軸向通孔25和多個(gè)第二徑向通孔23流入第四間隙Μ、第五間隙N和第六間隙H，在第四間隙M內(nèi)形成第三止推油膜36，在第五間隙N內(nèi)形成第四止推油膜31，在第六間隙H內(nèi)形成第二徑向油膜27， 形成的液體靜壓膜用于支撐主軸及其軸向載荷；由于主軸的軸向和徑向都有液體靜壓膜支撐，使得第一主軸10、第一止推板4和第一刀盤11與第一軸套8的徑向和軸向均不直接接觸，使得第二主軸觀、第二止推板22和第二刀盤四與第二軸套沈的徑向和軸向均不直接接觸，形成零件幾何誤差的均化效應(yīng)，可以大幅度地提高主軸的剛度和回轉(zhuǎn)精度。
權(quán)利要求1.一種雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)，所述主軸系統(tǒng)包括第一固定擋板 (3)、第一主軸(10)、電機(jī)支架(18)、第一止推板(4)、第一刀盤(11)、第一軸套(8)、第一軸系支架(15)、第一油室套(16)、殼體(37)和直流雙輸出軸電機(jī)(38)，其特征在于所述主軸系統(tǒng)還包括第二固定擋板(34)、第二主軸08)、第二止推板0 、第二刀盤09)、第二軸套( )、第二油室套(33)和第二軸系支架(35)；所述第一軸系支架(15)位于殼體(37)內(nèi)腔的一端，所述第一軸系支架(1 通過(guò)第一固定擋板C3)與殼體(37)固接，所述第二軸系支架(3 位于殼體(37)內(nèi)腔的另一端，所述第二軸系支架(3 通過(guò)第二固定擋板(34) 與殼體(37)固接，所述直流雙輸出軸電機(jī)(3 位于殼體(37)內(nèi)并通過(guò)電機(jī)支架(18)固裝在第一軸系支架(1 上，所述直流雙輸出軸電機(jī)(38)的第一輸出軸(19)通過(guò)第一止推板(4)與第一主軸(10)的一端固接，所述第一主軸(10)的另一端與第一刀盤(11)固接， 所述第一軸套(8)與第一止推板(4)之間留有第一間隙(D)，所述第一軸套(8)與第一刀盤(11)之間留有第二間隙(E)，所述第一軸套(8)套裝在第一主軸(10)上，所述第一軸套 (8)與第一主軸(10)之間留有第三間隙(F)，所述第一軸套(8)固裝在第一軸系支架(15) 上，所述第一軸套(8)的外壁上沿圓周方向加工有環(huán)形凹槽(8-1)，所述第一軸套(8)上加工有多個(gè)第一軸向通孔(1 和多個(gè)第一徑向通孔(14)，所述第一油室套(16)由兩個(gè)第一半環(huán)(16-1)構(gòu)成，所述兩個(gè)第一半環(huán)(16-1)相對(duì)套裝在第一軸套(8)上且位于環(huán)形凹槽 (8-1)內(nèi)，所述兩個(gè)第一半環(huán)(16-1)固裝形成第一油室套(16)，所述第一主軸(10)與第一油室套(16)之間形成第一油室(6)，所述多個(gè)第一軸向通孔(1 與所述多個(gè)第一徑向通孔 (14)均與第一油室(6)連通；所述直流雙輸出軸電機(jī)(38)的第二輸出軸00)通過(guò)第二止推板0 與第二主軸 (28)的一端固接，所述第二主軸08)的另一端與第二刀盤09)固接，所述第二軸套06) 與第二止推板02)之間留有第四間隙(M)，所述第二軸套06)與第二刀盤09)之間留有第五間隙(N)，所述第二軸套06)套裝在第二主軸08)上，所述第二軸套06)與第二主軸08)之間留有第六間隙(H)，所述第二軸套06)固裝在第二軸系支架(3 上，所述第二軸套06)的外壁上沿圓周方向加工有第二環(huán)形凹槽(沈-1)，所述第二軸套06)上加工有多個(gè)第二軸向通孔0 和多個(gè)第二徑向通孔(23)，所述第二油室套(3 由兩個(gè)第二半環(huán) (33-1)構(gòu)成，所述兩個(gè)第二半環(huán)(33-1)相對(duì)套裝在第二軸套06)上且位于第二環(huán)形凹槽 (26-1)內(nèi)，所述兩個(gè)第二半環(huán)(33-1)固裝形成第二油室套(33)，所述第二主軸Q8)與第二油室套(3 之間形成第二油室(M)，所述多個(gè)第二軸向通孔0 和所述多個(gè)第二徑向通孔03)均與第二油室04)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)，其特征在于所述直流雙輸出軸電機(jī)(38)為直流雙輸出軸無(wú)刷驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)，其特征在于 所述第一間隙(D)、第二間隙(E)及第三間隙(F)的范圍均是4 6μπι。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)，其特征在于 所述第四間隙(M)、第五間隙(N)及第六間隙(H)的范圍均是4 6μπι。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)，其特征在于所述第一主軸(10)和第二主軸08)均為空心主軸。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)，其特征在于所述第一主軸(10)和第二主軸08)均為空心主軸。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)，其特征在于 所述第一止推板的直徑(dl)和第二止推板02)的直徑(d2)的范圍均為Φ400πιπι Φ 500mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)，其特征在于所述主軸系統(tǒng)還包括多個(gè)第一加強(qiáng)筋(39)，所述多個(gè)第一加強(qiáng)筋(39)沿圓周方向均布固裝在第一止推板的外端面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、5、6或8所述的雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)，其特征在于所述主軸系統(tǒng)還包括多個(gè)第二加強(qiáng)筋(40)，所述多個(gè)第二加強(qiáng)筋00)沿圓周方向均布固裝在第二止推板0 的外端面上。
專利摘要雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)，它涉及一種液體靜壓電主軸系統(tǒng)。本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有的KDP超精密加工機(jī)床的主軸系統(tǒng)的剛度低、加工效率低的問(wèn)題。第一軸系支架位于殼體內(nèi)腔的一端，第一軸系支架通過(guò)第一固定擋板與殼體固接，第二軸系支架位于殼體內(nèi)腔的另一端，直流雙輸出軸電機(jī)的第一輸出軸通過(guò)第一止推板與第一主軸的一端固接，第一主軸的另一端與第一刀盤固接，第一軸套套裝在第一主軸上，第一軸套固裝在第一軸系支架上；直流雙輸出軸電機(jī)的第二輸出軸通過(guò)第二止推板與第二主軸的一端固接，第二主軸的另一端與第二刀盤固接，第二軸套套裝在第二主軸上，第二軸套固裝在第二軸系支架上。本實(shí)用新型用于加工KDP晶體光學(xué)零件。
文檔編號(hào)B28D5/00GK202021707SQ20112013113
公開日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者劉海濤, 孫雅洲, 張飛虎, 梁迎春 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)