專利名稱：透鏡模板超精密車床結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及機械加工技術領域的車床，尤其涉及一種用于航空航天、軍工大型超精密透鏡模板以及國防、導彈部件及民用背投影儀、雷達、大型天文望遠鏡、復印機硒鼓等高精密零件加工的透鏡模板超精密車床結構。
背景技術：
目前，國內透鏡模板超精密車床加工最大能達到φ800毫米、國外透鏡模板超精密車床最大能達到φ2500毫米，這些機床的結構布局均為臥式，這一結構制約了超過φ2500毫米大型透鏡模板的制造，這是因為臥式機床的工件采用的是立式裝卡，當需加工的透鏡模板直徑較大時，回轉工作臺、真空吸盤以及透鏡模板的自重極易引起主軸系統的變形，直接影響到機床的加工精度。而立式結構可以解決這一難題，突破現有透鏡模板φ2500毫米的加工極限，為現代飛機、潛艇、導彈、激光核聚變用的反射鏡、大型天體望遠鏡的反射鏡和多面棱鏡、大規模集成電路的硅片、計算機磁盤等高精度的零件的加工提供強有力的支持。
發明內容
本發明的目的在于提供一種整體結構布局合理、裝卡方便的透鏡模板超精密立式車床結構，可有效避免臥式結構中回轉工作臺、真空吸盤以及透鏡模板的自重引起的主軸系統變形問題。
為實現上述目的，本發明采取的技術方案為該透鏡模板超精密車床結構，其回轉工作臺主軸軸線垂直于地面，主電機通過柔性聯軸器與減速裝置連接，減速裝置中的主動皮帶輪通過傳動皮帶與從動皮帶輪連接，從動皮帶輪與主軸連接，主軸頂部為回轉工作臺，回轉工作臺上設有真空吸盤，回轉工作臺與其兩側的左、右立柱連接在一起，橫梁安裝在回轉工作臺上方的左、右立柱上，車刀架裝在橫梁上，車刀架上裝有角坐標裝置，角坐標裝置裝有刀具，刀具由角坐標進給伺服電機驅動在豎直面內做圓周弧形往復運動，橫梁一端裝有橫向交流伺服電機，它通過橫向進給裝置與車刀架連接，實現車刀架的水平移動，縱向交流伺服電機通過縱向進給裝置和縱向進給同步機構與橫梁兩端連接，實現橫梁兩端同步上下移動。
上述透鏡模板超精密車床結構，是基于加工大型透鏡模板這一特殊工件而設計的，采用立式車床結構形式，可以避免臥式車床結構立式裝卡時，回轉工作臺、真空吸盤以及透鏡模板的自重引起的主軸系統變形問題，從而保證零件加工質量和裝卡的方便，為制造高精度、滿足加工大型(φ2500毫米以上)透鏡模板的超精密車床從整體上保證設計的優化奠定了基礎。
附圖為透鏡模板超精密車床結構示意圖。
圖中1-主電機；2-柔性聯軸器；3-減速裝置；4-主動皮帶輪；5-傳動皮帶；6-從動皮帶輪；7-回轉工作臺主軸；8-回轉工作臺；9-真空吸盤；10-透鏡模板；11-左立柱；12-右立柱；13-橫梁；14-車刀架；15-角坐標裝置；16-橫向交流伺服電機；17-橫向進給裝置；18-縱向交流伺服電機；19-縱向進給裝置；20-縱向進給同步機構；21-刀具；22-角坐標進給伺服電機。
具體實施例方式
本發明提供的透鏡模板超精密車床結構，其回轉工作臺主軸7的軸線垂直于地面，故稱為立式。主電機1通過柔性聯軸器2與減速裝置3連接，減速裝置3中的主動皮帶輪4通過傳動皮帶5與從動皮帶輪6連接，從動皮帶輪6與工作臺主軸7連接；回轉工作臺主軸7的頂部設置回轉工作臺8，回轉工作臺8上設有真空吸盤9，真空吸盤9吸住透鏡模板10，回轉工作臺8與其兩側的左右立柱11、12連在一起；橫梁13安裝在回轉工作臺8上方的左右立柱11、12上，車刀架14裝在橫梁13上，車刀架14上裝有角坐標裝置15，角坐標裝置15裝有刀具21，刀具21由角坐標進給伺服電機22驅動，通過自消隙機構，可使角坐標裝置15上的刀具21在豎直面內做圓周弧形往復運動；橫梁13的左端裝有橫向交流伺服電機16，它通過橫向進給裝置17與車刀架14連接，實現車刀架14的橫向水平移動；縱向交流伺服電機18通過縱向進給裝置19和縱向進給同步機構20與橫梁13的兩端連接，實現橫梁13左右兩端同步上下移動。
在具體加工過程中，首先要把待加工的透鏡模板10平置吸附在回轉工作臺8的真空吸盤9上，這樣可以避免由于立式裝夾加工時，回轉工作臺8、真空吸盤9以及透鏡模板10的自重引起的主軸系統的變形問題。主電機1通過柔性聯軸器2、減速裝置3、主動皮帶輪4、傳動皮帶5、從動皮帶輪6、主軸7帶動回轉工作臺8水平旋轉，由安裝在橫梁13上的橫向交流伺服電機16通過橫向進給裝置17把車刀架14水平移動到相應位置處，縱向伺服電機18通過縱向進給裝置19驅動橫梁13上下移動，使車刀架14上的刀具21對準回轉工作臺8上透鏡模板10需加工的相應位置，回轉工作臺8水平旋轉運動的過程中，透鏡模板10按需要得到加工。上述動作過程中，縱向同步進給機構20解決橫梁13上下移動的爬行問題，保證橫梁13在左右兩個立柱11、12間運行的同步；角坐標進給伺服電機機構解決刀具21與透鏡模板10接觸面的角度問題，保證刀具21按所需角度進行加工。
在該透鏡模板超精密立式結構車床的設計制造過程中，尚需要解決以下問題①解決振動問題，比如振動源來自于機床的周邊，對安裝的基礎進行特殊處理，避免外來振源，除此以外還需要解決動力輸出元件在機床運行過程中的振動和傳動件在傳動過程中的振動等。②解決主軸回轉精度問題，采用先進的主軸支承的方式，提高主軸的剛性和回轉精度。③解決機床橫梁在運行過程中，在左、右立柱上上下移動的不同步問題。④解決刀架在橫梁上運行時，由于跨度大所要克服的傳動件的支承剛度問題。⑤通過先進的角坐標裝置解決透鏡模板的干擾面和工作面的加工問題。⑥解決現有該類機床控制系統不開放，功能單一，制約新的功能的開發的問題，現在新的透鏡模板車床控制系統在原來的基礎上，增加一個充分發揮人的聰明才智的工作平臺，可供用戶進行軟件的二次開發，使設備能夠發揮更大的作用，滿足不同用戶的不同需求。
需要說明的是透鏡模板超精密車床的總體布局是機床設計中帶有全局性的問題，它的好壞對機床的制造和使用都有很大的影響。隨著生產要求與科學技術的發展，隨著本發明提供的透鏡模板超精密立式結構車床的進一步深入研究，還會不斷有所改進。
權利要求
1.一種透鏡模板超精密車床結構，其特征是其回轉工作臺主軸(7)的軸線垂直于地面，主電機(1)通過柔性聯軸器(2)與減速裝置(3)連接，減速裝置(3)中的主動皮帶輪(4)通過傳動皮帶(5)與從動皮帶輪(6)連接，從動皮帶輪(6)與回轉工作臺主軸(7)連接，回轉工作臺主軸(7)的頂部設置工作臺(8)，回轉工作臺(8)上設有真空吸盤(9)，回轉工作臺(8)與其兩側的左、右立柱(11、12)連接在一起，橫梁(13)安裝在回轉工作臺(8)上方的左、右立柱(11、12)上，車刀架(14)裝在橫梁(13)上，車刀架(14)上裝有角坐標裝置(15)，角坐標裝置(15)裝有刀具(21)，刀具(21)由角坐標進給伺服電機(22)驅動，橫梁(13)的一端裝有橫向交流伺服電機(16)，它通過橫向進給裝置(17)與車刀架(14)連接，縱向交流伺服電機(18)通過縱向進給裝置(19)和縱向進給同步機構(20)與橫梁(13)兩端連接。
全文摘要
一種透鏡模板超精密車床結構，其主軸軸線垂直于地面，主電機通過傳動機構帶動工作臺水平旋轉，工作臺上設有真空吸盤，工作臺與其兩側的左、右立柱連在一起，橫梁裝在工作臺上方的左、右立柱上，車刀架裝在橫梁上，其上裝有刀具角坐標裝置，刀具由角坐標進給伺服電機驅動在豎直面內做圓周弧形往復運動，橫梁一端裝有橫向交流伺服電機，它通過橫向進給裝置與車刀架連接，實現其水平移動，縱向交流伺服電機通過縱向進給裝置和縱向進給同步機構與橫梁兩端連接，實現其上下移動。該立式車床結構可以避免臥式車床裝卡時，回轉工作臺、真空吸盤以及透鏡模板的自重引起的主軸系統的變形問題，從而保證零件加工質量和裝卡的方便，為制造高精度、滿足加工大型(φ2500毫米以上)透鏡模板的超精密車床從整體上保證設計的優化奠定了基礎。
文檔編號B23B5/00GK1586775SQ200410080479
公開日2005年3月2日 申請日期2004年10月11日 優先權日2004年10月11日
發明者李維謙, 許銘生 申請人:天水星火機床有限責任公司