一种基于阶梯形横梁的大尺寸非球面磨床制造技术

一种基于阶梯形横梁的大尺寸非球面磨床，包括基座，基座上螺栓连接两个立柱，两个立柱上螺栓连接阶梯梁，基座凹槽中布置X轴溜板，X轴溜板上连接转台，阶梯梁上安装滑动的Y轴溜板，Y轴溜板上螺栓连接配重，Y轴溜板上布置Z轴滑枕，Z轴滑枕下端螺栓连接主轴，加工工件时，工件位于转台上，随同转台一起转动，同时由X轴带动工件x方向运动，而主轴在由Z轴带着上下移动，实现z方向运动，又因为Z轴位于Y轴溜板上，整个Z轴随着Y轴沿y方向运动，从而实现工件与主轴在空间的各个相对位置，以此对工件进行高精度的加工。本发明专利技术精度高，并减小大口径非球面光学零件加工机床部件的重量，同时降低成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械制造
，特别涉及一种基于阶梯形横梁的大尺寸非球面磨床。
技术介绍
非球面光学零件已经广泛应用于机载设备、卫星、惯性制导和导航系统、红外探测系统等国防科技工业领域，以及民用光电产品方面，所以研制用于加工非球面光学零件的机床具有非常重要的意义。目前国内的非球面加工机床主要集中在小口径光学元件加工方面，而加工元件直径在400mm以上的加工机床相对较少，而且与国外相比仍然存在很大差距。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种基于阶梯形横梁的大尺寸非球面磨床，其横梁采用阶梯梁结构，从而改善受力情况，分解Z轴部件的重量，减小倾覆力矩，使得安装调试的精度以及横梁导轨的精度得到提高，并减小大口径非球面光学零件加工机床部件的重量，同时降低成本。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的一种基于阶梯形横梁的大尺寸非球面磨床，包括基座2，基座2上连接两个立柱6，两个立柱6上连接阶梯梁9，基座2凹槽中布置X轴溜板5，X轴溜板5上连接转台7，阶梯梁9上安装滑动的Y轴溜板24，Y轴溜板24上连接配重30，Y轴溜板24上布置Z轴滑枕10，Z轴滑枕10上配置主轴8。所述的阶梯梁9为三阶台阶结构，由左导轨、中导轨和右导轨组成，中导轨通过中导轨左静压块20和中导轨右静压块22与Y轴溜板24形成静压区，右导轨上安装右导轨压条26，右导轨压条26的上下方分别布置右导轨上静压块25和右导轨下静压块27，右导轨下静压块27的下方是Y轴溜板右压板28，中导轨和右导轨组成阶梯梁9的主导轨；左导轨为副导轨，安装左导轨压条18，左导轨压条18的上方是两个静压块，分别为左导轨左上静压块17和左导轨右上静压块19，左导轨压条18的下方是左导轨下静压块16。所述的X轴溜板5、Y轴溜板24和Z轴滑枕10三者滑动时所采用的静压导轨结构相同，均为液体静压导轨。本专利技术采用阶梯梁结构，可以很好的解决导轨的回油问题，该磨床运动时采用液体静压导轨，采用直线电机进行驱动，并采用光栅尺进行测量形成闭环控制，而采用伺服电机加滚珠丝杠驱动竖直轴，从而保证了各轴运行的平稳性，使机床在加工、安装方面更加方便合理，从而保证工件的加工精度。附图说明图I为本专利技术的三维示意图。、图2为本专利技术的主视图。图3为本专利技术的阶梯梁结构示意图。具体实施方式 下面结合附图对本专利技术的结构原理和工作原理做详细叙述。如图I、图2所示，一种基于阶梯形横梁的大尺寸非球面磨床，包括基座2，基座2上通过螺栓连接两个立柱6，两个立柱6上通过螺栓连接阶梯梁9，从而组成磨床的龙门框架，基座2凹槽中布置X轴溜板5，X轴溜板5上布置转台7，阶梯梁9上安装滑动的Y轴溜板24，Y轴溜板24上通过螺栓连接配重30，Y轴溜板24上布置Z轴滑枕10，Z轴滑枕10下端通过螺栓连接主轴8。如图3，所述的阶梯梁9为三阶台阶结构，由左导轨、中导轨和右导轨组成，中导轨通过中导轨左静压块20和中导轨右静压块22与Y轴溜板24形成静压腔，右导轨上安装右导轨压条26，通过右导轨压条26以及阶梯梁9的凸台对Y轴溜板24上、下、左、右四个方向进行约束，右导轨压条26的上下方分别安装右导轨上静压块25和右导轨下静压块27，右导轨下静压块27的下方是Y轴溜板右压板28，中导轨和右导轨组成阶梯梁9的主导轨；左导轨为副导轨，左导轨上螺栓连接左导轨压条18，左导轨压条18的上方是两个静压块，分别为左导轨左上静压块17和左导轨右上静压块19，左导轨压条18的下方是左导轨下静压块16。由于采用阶梯梁可以改善横梁的受力状态，减小了倾覆力矩，从而可以提高横梁部件的稳定性。所述的X轴溜板5、Y轴溜板24和Z轴滑枕10三者滑动时所采用的静压导轨结构相同，均为液体静压导轨。参照附图，本专利技术包括X轴、Y轴、Z轴所述的X轴由花岗岩底座2、铸铁的X轴溜板5、转台7组成。X轴溜板5通过基座2上的凹槽，以及基座2上的导轨压条组成闭式静压导轨。所述的Y轴由花岗岩阶梯梁9、阶梯梁9上的Y轴溜板24、布置在阶梯梁9上下的左导轨压条18和右导轨压条26组成，通过安装在Y轴溜板24上的压板形成闭式液体静压导轨，主导轨布置在横梁的右下方，副导轨在左上方。所述的Z轴由前面所述的Y轴溜板24、通过螺栓连接在其上的Z轴盖板29、螺栓连接在Z轴电机安装座12上的伺服电机13、Z轴滑枕10组成，Z轴滑枕10和Y轴溜板24以及螺栓连接在Y轴溜板24上的压板29组成闭式静压导轨。X轴光栅尺I安装在底座2中间凹槽的右侧，X轴光栅尺I的标度尺安装在底座2上，读数头安装在X轴溜板5上，X轴直线电机4安装在底座2中间凹槽两侧的凸台上，由于溜板5的重量比较大，因此采用双直线电机进行驱动。Y轴光栅尺21布置在阶梯梁9第二阶台阶的凸台上，标度尺安装在阶梯梁9上，读数头在Y溜板24上，Y轴中导轨布置在凸台两侧，从而避免了 Y光栅尺21浸油，Y轴直线电机布置在凸台的前侧，从而使Y直线电机23和Y主导轨靠近，进而提高运行精度。Z轴光栅尺14通过螺栓连接在Z右侧盖板29上，标度尺安装在盖板29上，读数头安装在Z滑枕上，伺服电机13通过联轴器驱动滚珠丝杠11，丝杠螺母安装在Z滑枕上，从而通过丝杠的转动带动Z滑枕10上的丝杠螺母上下运动，进而带动Z滑枕10上下运动。伺服电机13加滚珠丝杠11驱动Z滑枕10运动。本专利技术的工作原理为所述的超精密非球面磨床采用如图I所示的布置形式，采用三轴结构，基座I上布置移动X轴，Y轴布置在阶梯梁9上，Z轴布置在Y轴溜板24上，随Y轴一起移动，同时Z轴可以上下移动。X轴水平布置在基座2上，当压力油通过PM流量控制块进入静压块油腔后，X轴的X轴溜板5通过静压油膜处于悬浮状态，通过安装在基座上的直线电机4驱动，光栅尺I进行反馈，从而带动X轴溜板5上的转台7实现进给运动。同理Y轴水平布置在横梁9上，静压块通入压力油后，Y轴溜板24处于悬浮状态，通过安装在横梁9上的直线电机23驱动，Y轴光栅尺21反馈，从而实现高精度的进给。Z轴整体安装在Y轴溜板24上，随Y轴溜板24 —起移动，Z轴通过滑枕10与压板29、Y轴溜板24形成闭式静压结构，通有一定压力的压力油后，通过伺服电机13加滚珠丝杠11带动Z滑枕10上下移动，从而带动主轴上下运动。加工工件时,工件位于转台上，随同转台一起转动，同时由X轴带动工件X方向运动，而主轴在由Z轴带着上下移动，实现z方向运动，又因为Z轴位于Y轴溜板上，整个Z轴随着Y轴沿y方向运动，从而实现工件与主轴在空间的各个相对位置，以此对工件进行高精度的加工。图中I、X轴光栅尺；2、基座；3、X轴静压区；4、X轴直线电机；5、X轴溜板；6、立柱；7、转台；8、主轴；9、阶梯梁；10、Z轴滑枕；11、滚珠丝杠；12、电机安装座；13、伺服电机；14、Z轴光栅尺；15、溜板左压板；16、左导轨下静压块；17、左导轨上静压块；18、左导轨压条；19、左导轨上静压块；20、中导轨左静压块；21、Y轴光栅尺；22、中导轨右静压块；23、直线电机；24、Y轴溜板；25、右导轨上静压块；26、右导轨压条；27、右导轨下静压块；28溜板右压板；29、Z轴盖板；30、配重。权利要求1.一种基于阶梯形横梁的大尺寸非球面磨床，其特征在于，包括基座(2)，基座(2)上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨树明，袁光涛，蒋庄德，汪金龙，杨康信，林启敬，徐玉坤，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：