一種超精密氣浮頂尖的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種超精密氣浮頂尖。所述氣浮頂尖中的氣浮軸承殼體端面有安裝螺孔，是氣浮頂尖整體的安裝連接基準(zhǔn)；所述氣浮軸承殼體、徑向-止推節(jié)流器、墊環(huán)、止推節(jié)流器通過螺釘安裝鎖緊；所述節(jié)流塞通過粘結(jié)或者過盈裝配的方式固定到徑向-止推節(jié)流器和止推節(jié)流器上對(duì)應(yīng)的安裝孔位中；所述密封圈先裝配到徑向-止推節(jié)流器上的密封環(huán)槽，通過與氣浮軸承殼體內(nèi)孔的緊密配合形成對(duì)氣浮頂尖內(nèi)高壓氣體的密封，從而浮起頂尖軸。本發(fā)明的氣浮頂尖易于實(shí)現(xiàn)0.1μm甚至更高回轉(zhuǎn)精度，對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染；長(zhǎng)期工作發(fā)熱量極小、幾乎不產(chǎn)生磨損，壽命極長(zhǎng)。
【專利說明】一種超精密氣浮頂尖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬切削機(jī)床附件領(lǐng)域，具體涉及一種超精密氣浮頂尖。本發(fā)明能夠十分便捷的建立超精密加工的旋轉(zhuǎn)基準(zhǔn)，保證被加工零件達(dá)到極高的圓度指標(biāo)。
【背景技術(shù)】
[0002]質(zhì)譜儀作為科學(xué)儀器中的高端儀器之一，廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)、食品安全、大眾健康、資源環(huán)境、新型材料等【技術(shù)領(lǐng)域】。四極質(zhì)譜儀優(yōu)于具有體積小、成本較低、靈敏度高、掃描速度快等性能優(yōu)勢(shì)，在商用質(zhì)譜儀中一直占有較大比重。四極質(zhì)量分析器是四極質(zhì)譜儀的核心部件,決定了四極質(zhì)量分析器的質(zhì)量分辨率，標(biāo)志著質(zhì)譜儀的性能優(yōu)劣。四極質(zhì)量分析器的最關(guān)鍵零件極桿多為細(xì)長(zhǎng)軸類的圓柱極桿，長(zhǎng)徑比一般大于10，而且精度要求極高，圓度達(dá)到了 I μ m，加工極其困難。
[0003]四極質(zhì)量分析器的圓柱極桿加工一般采用的方法為超精密車削或者超精密磨削。但是無(wú)論哪一種方法，其裝卡方式都離不開頂尖:或者是一端夾一端頂，或者是兩端均頂。當(dāng)采用死頂尖時(shí)，對(duì)頂尖和頂尖孔的要求都很高，而且在工作過程中工件不停旋轉(zhuǎn)，頂尖與頂尖孔之間將發(fā)生劇烈的摩擦，產(chǎn)生大量的摩擦熱，從而造成頂尖和頂尖孔變形或磨損，最終的結(jié)果是極大降低了工件的精度和成品率。當(dāng)采用普通的活頂尖時(shí)，頂尖的回轉(zhuǎn)支承部件一般都是滾動(dòng)軸承，回轉(zhuǎn)精度很難滿足四極質(zhì)量分析器圓柱極桿的加工要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中四極質(zhì)量分析器圓柱極桿的超精密加工問題，本發(fā)明提供一種超精密氣浮頂尖。本發(fā)明利用氣浮軸承的高精密回轉(zhuǎn)特性，可實(shí)現(xiàn)0.1 μ m甚至更高的頂尖回轉(zhuǎn)精度。氣浮頂尖依靠壓縮空氣實(shí)現(xiàn)頂尖回轉(zhuǎn)的潤(rùn)滑，壓縮空氣對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染，是最清潔環(huán)保的潤(rùn)滑介質(zhì)。氣浮頂尖在工作過程中摩擦生熱極小而且被排除頂尖的壓縮空氣帶走、幾乎不產(chǎn)生磨損，壽命極長(zhǎng)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種超精密氣浮頂尖，其特點(diǎn)是，所述的氣浮頂尖包括氣浮軸承殼體、徑向-止推節(jié)流器、節(jié)流塞、墊環(huán)、止推節(jié)流器、頂尖軸、螺釘和密封圈。所述頂尖軸位于氣浮頂尖的中軸線上，頂尖軸左邊為圓柱段，右邊為有錐度的頂尖，在圓柱段上設(shè)置有止推定位的臺(tái)肩。所述頂尖軸圓柱端面的外圍左邊設(shè)置有徑向-止推節(jié)流器，其外圍的右邊設(shè)置有止推節(jié)流器，頂尖軸與徑向-止推節(jié)流器、止推節(jié)流器之間通過高壓氣體分隔開互不接觸。在徑向-止推節(jié)流器的外部設(shè)置有氣浮軸承殼體。在徑向-止推節(jié)流器與止推節(jié)流器之間且位于頂尖軸臺(tái)肩外圍設(shè)置有墊環(huán)，墊環(huán)上加工有多個(gè)排氣孔。所述氣浮軸承殼體、徑向-止推節(jié)流器、墊環(huán)、止推節(jié)流器通過螺釘緊固連接。所述的氣浮軸承殼體、徑向-止推節(jié)流器、墊環(huán)、止推節(jié)流器、頂尖軸為同軸心設(shè)置。
[0006]所述徑向-止推節(jié)流器內(nèi)圓面上設(shè)置有兩排平行的圓孔，數(shù)個(gè)圓孔呈周向均勻分布，在圓孔中分別安裝有節(jié)流塞。所述徑向-止推節(jié)流器的右端面上還設(shè)置有一排圓孔，在圓孔中分別安裝有節(jié)流塞。所述徑向-止推節(jié)流器左端刻有一個(gè)環(huán)槽，環(huán)槽內(nèi)安裝有密封圈，用于徑向-止推節(jié)流器與氣浮軸承殼體之間的徑向密封。
[0007]所述止推節(jié)流器左端面上設(shè)置有一排圓孔，在圓孔中分別安裝有節(jié)流塞。止推節(jié)流器左端面上的節(jié)流塞與徑向-止推節(jié)流器右端面上的節(jié)流塞數(shù)量相同、分布半徑相同、相位一致。
[0008]所述節(jié)流塞通過粘結(jié)或者過盈裝配固定于徑向-止推節(jié)流器對(duì)應(yīng)的圓孔中。
[0009]所述節(jié)流塞通過粘結(jié)或者過盈裝配固定于止推節(jié)流器對(duì)應(yīng)的圓孔中。
[0010]所述徑向-止推節(jié)流器內(nèi)圓孔中的節(jié)流塞的數(shù)量為每排4-16個(gè)。
[0011]所述止推節(jié)流器圓孔中的節(jié)流塞的數(shù)量為每排4-16個(gè)。
[0012]所述螺釘與止推節(jié)流器上的節(jié)流塞個(gè)數(shù)一致。
[0013]本發(fā)明中，所述氣浮軸承殼體端面有安裝螺孔，是氣浮頂尖整體的安裝連接基準(zhǔn)；所述氣浮軸承殼體、徑向-止推節(jié)流器、墊環(huán)、止推節(jié)流器通過螺釘安裝鎖緊；所述節(jié)流塞通過粘結(jié)或者過盈裝配的方式固定到徑向-止推節(jié)流器和止推節(jié)流器上對(duì)應(yīng)的安裝孔位中；所述密封圈先裝配到徑向-止推節(jié)流器中的密封環(huán)槽中，通過與氣浮軸承殼體內(nèi)孔的緊密配合形成對(duì)氣浮頂尖內(nèi)高壓氣體的密封。
[0014]所述的徑向-止推節(jié)流器是一種集合了徑向-止推節(jié)流器和一個(gè)單面止推節(jié)流器功能的組合節(jié)流器，可以有效簡(jiǎn)化氣浮頂尖的結(jié)構(gòu)，在不改變氣浮頂尖性能的條件下減小氣浮頂尖的體積。
[0015]所述徑向-止推節(jié)流器中內(nèi)孔的節(jié)流塞是雙排的，每排上的節(jié)流塞呈圓周均布，可以提高氣浮頂尖的徑向承載能力和徑向剛度；徑向-止推節(jié)流器中端面的節(jié)流塞是單排的，每排上的節(jié)流塞呈圓周均布，節(jié)流塞孔的分布半徑和數(shù)量與止推節(jié)流器上節(jié)流塞孔的分布半徑和數(shù)量一致，保證氣浮頂尖僅一路供氣時(shí)止推軸承總是能夠維持氣浮狀態(tài)。
[0016]所述的止推節(jié)流器上的節(jié)流塞是單排的，每排上的節(jié)流塞呈圓周均布。
[0017]所述的連接氣浮軸承殼體、徑向-止推節(jié)流器、止推節(jié)流器的螺釘是呈圓周均布的，每一個(gè)螺釘使用定扭矩扳手控制所有螺釘擰緊力一致。這種布局結(jié)構(gòu)保證了氣浮頂尖各零件在裝配完成后有受力及變形的均勻，能夠最大限度的保證氣浮頂尖的回轉(zhuǎn)精度。
[0018]本發(fā)明的一種超精密氣浮頂尖有益效果是:能夠?qū)崿F(xiàn)極高的頂尖回轉(zhuǎn)精度，使用該頂尖支承能夠加工出圓度優(yōu)于Iym的細(xì)長(zhǎng)圓桿；使用壓縮空氣作為潤(rùn)滑介質(zhì)，清潔環(huán)保；而且頂尖幾乎沒有摩擦磨損，使用時(shí)間極長(zhǎng)，可以降低生產(chǎn)成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的一種超精密氣浮頂尖剖面示意圖；
圖中，1.氣浮軸承殼體2.徑向-止推節(jié)流器3.節(jié)流塞4.墊環(huán)5.止推節(jié)流器
6.頂尖軸7.螺釘8.密封圈。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述:
實(shí)施例1
圖1為本發(fā)明的一種超精密氣浮頂尖剖面示意圖。在圖1中，本發(fā)明的一種超精密氣浮頂尖，所述的氣浮頂尖包括氣浮軸承殼體1、徑向-止推節(jié)流器2、節(jié)流塞3、墊環(huán)4、止推節(jié)流器5、頂尖軸6、螺釘7和密封圈8 ;所述頂尖軸6位于氣浮頂尖的中軸線上，頂尖軸6左邊為圓柱段，右邊為有錐度的頂尖，在圓柱段上設(shè)置有止推定位的臺(tái)肩；所述頂尖軸6圓柱端面的外圍左邊設(shè)置有徑向-止推節(jié)流器2，其外圍的右邊設(shè)置有止推節(jié)流器5，頂尖軸6與徑向-止推節(jié)流器2、止推節(jié)流器5之間通過高壓氣體分隔開互不接觸；在徑向-止推節(jié)流器2的外部設(shè)置有氣浮軸承殼體I ;在徑向-止推節(jié)流器2與止推節(jié)流器5之間且位于頂尖軸6臺(tái)肩外圍設(shè)置有墊環(huán)4，墊環(huán)4上加工有多個(gè)排氣孔；所述氣浮軸承殼體1、徑向-止推節(jié)流器2、墊環(huán)4、止推節(jié)流器5通過螺釘7緊固連接；所述的氣浮軸承殼體1、徑向-止推節(jié)流器2、墊環(huán)4、止推節(jié)流器5、頂尖軸6為同軸心設(shè)置。
[0021]所述徑向-止推節(jié)流器2內(nèi)圓面上設(shè)置有兩排平行的圓孔，數(shù)個(gè)圓孔呈周向均勻分布，在圓孔中分別安裝有節(jié)流塞；所述徑向-止推節(jié)流器2的右端面上還設(shè)置有一排圓孔，在圓孔中分別安裝有節(jié)流塞；所述徑向-止推節(jié)流器2左端刻有一個(gè)環(huán)槽，環(huán)槽內(nèi)安裝有密封圈8，用于徑向-止推節(jié)流器2與氣浮軸承殼體I之間的徑向密封。
[0022]所述止推節(jié)流器5左端面上設(shè)置有一排圓孔，在圓孔中分別安裝有節(jié)流塞；止推節(jié)流器5左端面上的節(jié)流塞與徑向-止推節(jié)流器2右端面上的節(jié)流塞數(shù)量相同、分布半徑相同、相位一致。
[0023]所述節(jié)流塞通過粘結(jié)或者過盈裝配固定于徑向-止推節(jié)流器2對(duì)應(yīng)的圓孔中。
[0024]所述節(jié)流塞通過粘結(jié)或者過盈裝配固定于止推節(jié)流器5對(duì)應(yīng)的圓孔中。
[0025]所述螺釘7與止推節(jié)流器5上的節(jié)流塞個(gè)數(shù)一致。
[0026]本實(shí)施例中，所述徑向-止推節(jié)流器2內(nèi)圓孔中節(jié)流塞的設(shè)置分別為徑向兩排、軸向一排，每排數(shù)量均為六個(gè)，節(jié)流塞3為其中一個(gè)。所述止推節(jié)流器5圓孔中節(jié)流塞的設(shè)置為一排，數(shù)量為六個(gè)。所述的螺釘7為六個(gè)，螺釘7為其中一個(gè)。
[0027]實(shí)施例2
本實(shí)施例與實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)相同，不同之處是，所述徑向-止推節(jié)流器內(nèi)圓孔中節(jié)流塞的設(shè)置分別為徑向兩排、軸向一排，每排數(shù)量均為十二個(gè)。所述止推節(jié)流器圓孔中節(jié)流塞的設(shè)置為一排，數(shù)量為十二個(gè)。所述的螺釘為十二個(gè)。
[0028]如上所述，則能很好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不僅限于此。
【權(quán)利要求】
1.一種超精密氣浮頂尖，其特征在于:所述的氣浮頂尖包括氣浮軸承殼體(I)、徑向-止推節(jié)流器(2)、節(jié)流塞、墊環(huán)(4)、止推節(jié)流器(5)、頂尖軸(6)、螺釘(7)、密封圈(8)；其連接關(guān)系是，所述頂尖軸(6)位于氣浮頂尖的中軸線上，頂尖軸(6)左邊為圓柱段，右邊為有錐度的頂尖，在圓柱段上設(shè)置有止推定位的臺(tái)肩；所述頂尖軸(6)圓柱端面的外圍左邊設(shè)置有徑向-止推節(jié)流器(2 )，其外圍的右邊設(shè)置有止推節(jié)流器(5 )，頂尖軸(6 )與徑向-止推節(jié)流器(2)、止推節(jié)流器(5)之間通過高壓氣體分隔開互不接觸；在徑向-止推節(jié)流器(2)的外部設(shè)置有氣浮軸承殼體(I);在徑向-止推節(jié)流器(2)與止推節(jié)流器(5)之間且位于頂尖軸(6)臺(tái)肩外圍設(shè)置有墊環(huán)(4)，墊環(huán)(4)上加工有多個(gè)排氣孔；所述氣浮軸承殼體(I)、徑向-止推節(jié)流器(2 )、墊環(huán)(4 )、止推節(jié)流器(5 )通過螺釘(7 )緊固連接；所述的氣浮軸承殼體(I)、徑向-止推節(jié)流器(2)、墊環(huán)(4)、止推節(jié)流器(5)、頂尖軸(6)為同軸心設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超精密氣浮頂尖，其特征在于:所述徑向-止推節(jié)流器(2)內(nèi)圓面上設(shè)置有兩排平行的圓孔，數(shù)個(gè)圓孔呈周向均勻分布，在圓孔中分別安裝有節(jié)流塞；所述徑向-止推節(jié)流器(2)的右端面上還設(shè)置有一排圓孔，在圓孔中分別安裝有節(jié)流塞；所述徑向-止推節(jié)流器(2 )左端刻有一個(gè)環(huán)槽，環(huán)槽內(nèi)安裝有密封圈(8 )，用于徑向-止推節(jié)流器(2)與氣浮軸承殼體(I)之間的徑向密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超精密氣浮頂尖，其特征在于:所述止推節(jié)流器(5)左端面上設(shè)置有一排圓孔，在圓孔中分別安裝有節(jié)流塞；止推節(jié)流器(5)左端面上的節(jié)流塞與徑向-止推節(jié)流器(2)右端面上的節(jié)流塞數(shù)量相同、分布半徑相同、相位一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超精密氣浮頂尖，其特征在于:所述節(jié)流塞通過粘結(jié)或者過盈裝配固定于徑向-止推節(jié)流器(2)對(duì)應(yīng)的圓孔中。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超精密氣浮頂尖，其特征在于:所述節(jié)流塞通過粘結(jié)或者過盈裝配固定于止推節(jié)流器(5)對(duì)應(yīng)的圓孔中。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超精密氣浮頂尖，其特征在于:所述徑向-止推節(jié)流器(2)內(nèi)圓孔中的節(jié)流塞的數(shù)量為每排四至十六個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超精密氣浮頂尖，其特征在于:所述止推節(jié)流器(5)圓孔中的節(jié)流塞的數(shù)量為每排四至十六個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的超精密氣浮頂尖，其特征在于:所述螺釘(7)與止推節(jié)流器(5)上的節(jié)流塞個(gè)數(shù)一致。
【文檔編號(hào)】B23B23/04GK103934482SQ201410202913
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】趙午云, 吉方, 岳曉斌, 王寶瑞, 田志軍, 方紅, 夏歡, 劉興寶, 韓長(zhǎng)慶, 劉龍斌 申請(qǐng)人:中國(guó)工程物理研究院機(jī)械制造工藝研究所