一種大口徑氣體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及超精密制造裝備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種大口徑氣體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)。其包括定位芯軸和連接芯軸，臺(tái)面、連接芯軸和下靜壓板固定連接為一體，定位芯軸穿過(guò)連接芯軸的中心孔一端與臺(tái)面的定位孔配合，另一端與下靜壓板的定位孔配合，殼體支座的上下凹槽設(shè)置上浮多孔質(zhì)節(jié)流器、下浮多孔質(zhì)節(jié)流器，徑向多孔質(zhì)節(jié)流器安裝于殼體支座和連接芯軸之間，圓盤編碼器安裝于力矩電機(jī)動(dòng)子的空腔中。本發(fā)明采用“工字型”氣體靜壓結(jié)構(gòu)，通過(guò)氣膜的均化作用提高轉(zhuǎn)臺(tái)的精度，并且采用背壓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高轉(zhuǎn)臺(tái)的承載剛度；雙芯軸結(jié)構(gòu)，保證轉(zhuǎn)臺(tái)的裝配精度和轉(zhuǎn)動(dòng)精度；轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)力矩電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，并配置高精度圓盤編碼器，提高轉(zhuǎn)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)精度和定位精度。
【專利說(shuō)明】一種大口徑氣體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超精密制造裝備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種大口徑氣體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]精密及超精密機(jī)床是精密及超精密加工的基礎(chǔ)。機(jī)床轉(zhuǎn)臺(tái)精度直接影響工件加工精度，因此轉(zhuǎn)臺(tái)是超精密機(jī)床保證加工精度的核心部件，不僅要具有高的旋轉(zhuǎn)精度，而且要具有高承載剛度、良好的熱膨脹性能、抗振性及加工裝配性等。
[0003]目前大口徑轉(zhuǎn)臺(tái)由于采用傳統(tǒng)接觸軸承使得加工精度低，氣體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)承載能力差等問(wèn)題，傳統(tǒng)的直接接觸軸承摩擦阻力大，靜壓軸承工作在極低的轉(zhuǎn)速出現(xiàn)爬行和蠕動(dòng)現(xiàn)象，工作在極高的轉(zhuǎn)速下而易產(chǎn)生溫升，振動(dòng)和噪聲較大；潤(rùn)滑劑對(duì)環(huán)境有污染；滾動(dòng)軸承致命的弱點(diǎn)是壽命短，壽命分布離散，特別是高速軸承更甚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明提供一種加工精度高、承載能力強(qiáng)、精度保持性好的大口徑氣體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
一種大口徑氣體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)，包括臺(tái)面、下靜壓板、芯軸、殼體支座、電機(jī)安裝座、力矩電機(jī)，臺(tái)面通過(guò)芯軸與下靜壓板連接，殼體支座置于臺(tái)面和電機(jī)安裝座之間，力矩電機(jī)安裝于電機(jī)安裝座內(nèi)，其所述的芯軸包括定位芯軸和連接芯軸，臺(tái)面、連接芯軸和下靜壓板固定連接為一體，所述的定位芯軸穿過(guò)連接芯軸的中心孔一端與臺(tái)面的定位孔配合，另一端與下靜壓板的定位孔配合，所述的臺(tái)面與殼體支座的接觸面上設(shè)置上凹槽，上浮多孔質(zhì)節(jié)流器置于上凹槽內(nèi)，所述的殼體支座與下靜壓板的接觸面設(shè)置下凹槽，下浮多孔質(zhì)節(jié)流器置于下凹槽內(nèi)，徑向多孔質(zhì)節(jié)流器安裝于殼體支座和連接芯軸之間，力矩電機(jī)動(dòng)子與下靜壓板連接，力矩電機(jī)定子通過(guò)電機(jī)安裝座與殼體支座連接，圓盤編碼器通過(guò)編碼器安裝座安裝于力矩電機(jī)動(dòng)子的空腔中。
[0006]上述的一種大口徑氣體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)，其所述的殼體支座尺寸與機(jī)床或測(cè)量機(jī)安裝孔配合。
[0007]上述的一種大口徑氣體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)，其所述的臺(tái)面為花崗巖臺(tái)面。
[0008]上述的一種大口徑氣體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)，其所述的下靜壓板通過(guò)連接板連接于電機(jī)動(dòng)子。
[0009]上述的一種大口徑氣體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)，其所述的上浮多孔質(zhì)節(jié)流器和下浮多孔質(zhì)節(jié)流器均由24塊扇形多孔質(zhì)材料組成，并由鋼制鑲塊隔開(kāi)。
[0010]上述的一種大口徑氣體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)，其所述的上浮多孔質(zhì)節(jié)流器和下浮多孔質(zhì)節(jié)流器高出殼體支座1_。
[0011]上述的一種大口徑氣體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)，其所述的徑向多孔質(zhì)節(jié)流器均布分壓槽，且其外徑帶有1°錐角。[0012]上述的一種大口徑氣體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)，其所述的上浮多孔質(zhì)節(jié)流器、下浮多孔質(zhì)節(jié)流器、徑向多孔質(zhì)節(jié)流器均通過(guò)粘接劑粘貼固定。
[0013]有益效果:
本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)，具有以下優(yōu)點(diǎn):
1)臺(tái)面、芯軸、下靜壓板組成的“工字型”結(jié)構(gòu)在保證轉(zhuǎn)臺(tái)承載的前提下，提高了氣體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)的承載剛度；
2)定位芯軸和連接芯軸的雙芯軸結(jié)構(gòu)，定位芯軸保證了臺(tái)面、連接芯軸和下靜壓板裝配的同軸度，連接芯軸主要起連接臺(tái)面、下靜壓板以及承受徑向承載的作用，以保證轉(zhuǎn)臺(tái)的裝配精度和轉(zhuǎn)動(dòng)精度；
3)力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)和高精度的圓盤編碼器反饋，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)的高精度運(yùn)動(dòng)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明；
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖2為上浮多孔質(zhì)節(jié)流器分布圖。
[0016]圖3為下浮多孔質(zhì)節(jié)流器分布圖。
[0017]圖4為徑向多孔質(zhì)節(jié)流器結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0019]參照?qǐng)D1，本發(fā)明包括花崗巖臺(tái)面1、下靜壓板7、定位芯軸15、連接芯軸16、殼體支座5、電機(jī)安裝座6、力矩電機(jī),殼體支座5置于花崗巖臺(tái)面I和電機(jī)安裝座6之間,花崗巖臺(tái)面1、連接芯軸16和下靜壓板7之間通過(guò)螺栓連接為一體，定位芯軸15穿過(guò)連接芯軸16的中心孔其一端與花崗巖臺(tái)面I下部的定位孔配合，另一端與下靜壓板7的定位孔配合，起定心作用，花崗巖臺(tái)面I與殼體支座5的接觸面上設(shè)置上凹槽，上浮多孔質(zhì)節(jié)流器2、3、4置于上凹槽內(nèi)，殼體支座5與下靜壓板7的接觸面設(shè)置下凹槽，下浮多孔質(zhì)節(jié)流器18置于下凹槽內(nèi)，徑向多孔質(zhì)節(jié)流器17安裝于殼體支座5和連接芯軸16之間，力矩電機(jī)安裝于電機(jī)安裝座6內(nèi)，力矩電機(jī)動(dòng)子9通過(guò)連接板14與下靜壓板7連接，力矩電機(jī)定子8通過(guò)電機(jī)安裝座6與殼體支座5連接，高精度的圓盤編碼器12通過(guò)編碼器安裝座11安裝于力矩電機(jī)動(dòng)子9的空腔中，以節(jié)省空間?；◢弾r臺(tái)面I通過(guò)上浮多孔質(zhì)節(jié)流器2、3、4獲得上浮力，下靜壓板7通過(guò)下浮多孔質(zhì)節(jié)流器18提供背壓力，兩者共同起支撐轉(zhuǎn)臺(tái)承載的作用，大大提聞了轉(zhuǎn)臺(tái)的承載能力。
[0020]參照?qǐng)D2，上浮多孔質(zhì)節(jié)流器由24塊扇形多孔質(zhì)材料2、3、4組成，并由鋼制鑲塊20、21、22隔開(kāi)，通過(guò)粘接劑粘貼到殼體支座5的凹槽中，且高出殼體支座1mm。
[0021]參照?qǐng)D3，下浮多孔質(zhì)節(jié)流器18采用與上浮多孔質(zhì)節(jié)流器相同的形式。
[0022]參照?qǐng)D4，徑向多孔質(zhì)節(jié)流器17上均布分壓槽26，且其外徑帶有1°錐角，通過(guò)粘接劑與殼體支座5粘接；
作為進(jìn)一步的改進(jìn)，本發(fā)明的殼體支座5尺寸與機(jī)床或測(cè)量機(jī)安裝孔配合。整個(gè)轉(zhuǎn)臺(tái)部件可以通過(guò)殼體支座5安裝到機(jī)床床身或測(cè)量機(jī)上使用，也可單獨(dú)使用，提高了轉(zhuǎn)臺(tái)的頭用性。
[0023]本發(fā)明采用“工字型”氣體靜壓結(jié)構(gòu)，通過(guò)氣膜的均化作用提高轉(zhuǎn)臺(tái)的精度，并且采用背壓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)花崗巖臺(tái)面和下靜壓板的共同作用，提高轉(zhuǎn)臺(tái)的承載剛度；雙芯軸結(jié)構(gòu)，定位芯軸保證了臺(tái)面、連接芯軸和下靜壓板裝配的同軸度，連接芯軸主要起連接臺(tái)面、下靜壓板以及承受徑向承載的作用，以保證轉(zhuǎn)臺(tái)的裝配精度和轉(zhuǎn)動(dòng)精度；轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)力矩電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，并配置高精度圓盤編碼器，提高轉(zhuǎn)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)精度和定位精度。
[0024]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種大口徑氣體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)，包括臺(tái)面、下靜壓板、芯軸、殼體支座、電機(jī)安裝座、力矩電機(jī)，臺(tái)面通過(guò)芯軸與下靜壓板連接，殼體支座置于臺(tái)面和電機(jī)安裝座之間，力矩電機(jī)安裝于電機(jī)安裝座內(nèi)，其特征在于，所述的芯軸包括定位芯軸和連接芯軸，臺(tái)面、連接芯軸和下靜壓板固定連接為一體，所述的定位芯軸穿過(guò)連接芯軸的中心孔一端與臺(tái)面的定位孔配合，另一端與下靜壓板的定位孔配合，所述的臺(tái)面與殼體支座的接觸面上設(shè)置上凹槽，上浮多孔質(zhì)節(jié)流器置于上凹槽內(nèi)，所述的殼體支座與下靜壓板的接觸面設(shè)置下凹槽，下浮多孔質(zhì)節(jié)流器置于下凹槽內(nèi)，徑向多孔質(zhì)節(jié)流器安裝于殼體支座和連接芯軸之間，力矩電機(jī)動(dòng)子與下靜壓板連接，力矩電機(jī)定子通過(guò)電機(jī)安裝座與殼體支座連接，圓盤編碼器通過(guò)編碼器安裝座安裝于力矩電機(jī)動(dòng)子的空腔中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大口徑氣體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的殼體支座尺寸與機(jī)床或測(cè)量機(jī)安裝孔配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種大口徑氣體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的臺(tái)面為花崗巖臺(tái)面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種大口徑氣體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的下靜壓板通過(guò)連接板連接于電機(jī)動(dòng)子。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種大口徑氣體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的上浮多孔質(zhì)節(jié)流器和下浮多孔質(zhì)節(jié)流器均由24塊扇形多孔質(zhì)材料組成，并由鋼制鑲塊隔開(kāi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種大口徑氣體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的上浮多孔質(zhì)節(jié)流器和下浮多孔質(zhì)節(jié)流器高出殼體支座1mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種大口徑氣體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的徑向多孔質(zhì)節(jié)流器均布分壓槽，且其外徑帶有1°錐角。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種大口徑氣體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的上浮多孔質(zhì)節(jié)流器、下浮多孔質(zhì)節(jié)流器、徑向多孔質(zhì)節(jié)流器均通過(guò)粘接劑粘貼固定。
【文檔編號(hào)】B23Q1/38GK103801944SQ201410083627
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】趙惠英, 范智源, 張楚鵬, 楊和清, 于賀春, 李彬, 席建普, 任東旭, 寇成強(qiáng) 申請(qǐng)人:北京微納精密機(jī)械有限公司, 西安交通大學(xué)