一種數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床，包括操作臺(tái)、車床主體、保護(hù)系統(tǒng)和電氣控制柜，其特征在于，所述操作臺(tái)和所述車床主體為分體結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)線連接所述操作臺(tái)和所述車床主體，所述電氣控制柜與所述車床主體貼合，所述電氣控制柜設(shè)置于所述車床主體背部，所述保護(hù)系統(tǒng)包圍所述車床主體，所述車床主體包括支撐系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)部件、主軸部件、刀架部件和機(jī)油處理部件，所述主軸部件和刀架部件設(shè)置在所述運(yùn)動(dòng)部件上部，所述刀架部件與所述主軸部件相對(duì)，所述運(yùn)動(dòng)部件設(shè)置在所述支撐系統(tǒng)上部，所述機(jī)油處理部件設(shè)置在運(yùn)動(dòng)部件下方。此結(jié)構(gòu)具有加工精度高、加工效率高、加工零件光潔度高、操作簡(jiǎn)單方便、可靠性高等特點(diǎn)。
【專利說明】一種數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及一種車床，尤其涉及一種數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床。
【【背景技術(shù)】】
[0002]目前的數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床是以車削加工方式利用其刀具的高硬性、高耐磨性和刀具形狀的高PV精度配合機(jī)床本體的高位移精度專門加工尺寸精度、面型精度、表面粗糙度要求極高的工件。但是由于硬件、軟件和工藝互相脫節(jié)，不能使高精度數(shù)控加工機(jī)床與光學(xué)非球面數(shù)控加工檢測(cè)技術(shù)有機(jī)融合，也不能利用機(jī)床控制、檢測(cè)數(shù)據(jù)處理和誤差反饋軟件，還不能將自由曲面數(shù)據(jù)文件生成軟件。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】 [0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床，以解決非超精密機(jī)床研究中硬件、軟件和工藝互相脫節(jié)的問題。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床，包括操作臺(tái)、車床主體、保護(hù)系統(tǒng)和電氣控制柜，其特征在于，所述操作臺(tái)和所述車床主體為分體結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)線連接所述操作臺(tái)和所述車床主體，所述電氣控制柜與所述車床主體貼合，所述電氣控制柜設(shè)置于所述車床主體背部，所述保護(hù)系統(tǒng)包圍所述車床主體，所述車床主體包括支撐系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)部件、主軸部件、刀架部件和機(jī)油處理部件，所述主軸部件和刀架部件設(shè)置在所述運(yùn)動(dòng)部件上部，所述刀架部件與所述主軸部件相對(duì)，所述運(yùn)動(dòng)部件設(shè)置在所述支撐系統(tǒng)上部，所述機(jī)油處理部件設(shè)置在所述運(yùn)動(dòng)部件下方。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述操作臺(tái)包括:顯示器、操作鍵盤、支撐架、腳輪和手脈。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述保護(hù)系統(tǒng)包括:護(hù)罩，所述護(hù)罩下部保護(hù)所述支撐系統(tǒng)部分為全封閉結(jié)構(gòu)，所述護(hù)罩上部保護(hù)所述運(yùn)動(dòng)部件、所述主軸部件和所述刀架部件的部分的正面設(shè)置有兩扇護(hù)罩門，所述護(hù)罩上部保護(hù)所述運(yùn)動(dòng)部件、所述主軸部件和所述刀架部件的部分的側(cè)面設(shè)置側(cè)向窗戶。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述支撐系統(tǒng)包括床身基座、氣浮支承、機(jī)床支架、輔助支撐，所述機(jī)床支架上設(shè)置所述氣浮支承，所述氣浮支承上設(shè)置所述床身基座，所述輔助支撐設(shè)置于所述車床主體左右兩側(cè)。
[0008]采用上述實(shí)施例的有益效果是:此布局方式大大提高了機(jī)床加工效率，并簡(jiǎn)化了加工程序降低了操作難度。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述運(yùn)動(dòng)部件包括限位撞塊、溜板、直線電機(jī)、導(dǎo)軌、節(jié)流器和電機(jī)線圈，所述電機(jī)線圈設(shè)置在直線電機(jī)中央，所述導(dǎo)軌兩邊高，中間底，呈“凹”形，所述直線電機(jī)設(shè)置在導(dǎo)軌中間下凹處，所述限位撞塊設(shè)置在所述導(dǎo)軌兩端。
[0010]采用上述實(shí)施例的有益效果是:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適合高速直線運(yùn)動(dòng)、初級(jí)繞組利用率高、無橫向邊緣效應(yīng)、容易克服單邊磁拉力問題、易于調(diào)節(jié)和控制、適應(yīng)性強(qiáng)、高加速度。[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述主軸部件包括空氣軸承、真空吸盤、主軸座、電機(jī)、讀數(shù)頭、圓光柵和旋轉(zhuǎn)接頭，所述空氣軸承設(shè)置在所述主軸座上，所述真空吸盤設(shè)置在所述空氣軸承尾部，所述空氣軸承前部設(shè)置有電機(jī)，所述圓光柵設(shè)置于電機(jī)頭部，所述電機(jī)頭部還設(shè)置有讀數(shù)頭，所述圓光柵與所述讀數(shù)頭相連接，所述圓光柵前部設(shè)置有旋轉(zhuǎn)接頭。
[0012]采用上述實(shí)施例的有益效果是:高精度、高速度、可增加刀具壽命、提高表面光度、延長(zhǎng)軸承壽命、增大負(fù)載能力等。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述刀架部件包括:粗調(diào)螺孔、粗調(diào)刀座、刀具壓塊、精調(diào)斜塊、刀架體和精調(diào)手輪，所述刀架體后部設(shè)置所述精調(diào)手輪，所述刀架體前部下方設(shè)置所述精調(diào)斜塊，所述刀具壓塊設(shè)置在所述精調(diào)斜塊上方，所述粗調(diào)刀座設(shè)置于所述精調(diào)斜塊上方，所述刀具壓塊相嵌在所述粗調(diào)刀座上，上下位移，所述粗調(diào)刀座上設(shè)置有所述粗調(diào)螺孔。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述機(jī)油處理部件包括擋油板和接油槽。
[0015]本發(fā)明提供一種數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床，包括操作臺(tái)、車床主體、保護(hù)系統(tǒng)和電氣控制柜，其特征在于，所述操作臺(tái)和所述車床主體為分體結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)線連接所述操作臺(tái)和所述車床主體，所述電氣控制柜與所述車床主體貼合，所述電氣控制柜設(shè)置于所述車床主體背部，所述保護(hù)系統(tǒng)包圍所述車床主體，所述車床主體包括支撐系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)部件、主軸部件、刀架部件和機(jī)油處理部件，所述主軸部件和刀架部件設(shè)置在所述運(yùn)動(dòng)部件上部，所述刀架部件與所述主軸部件相對(duì)，所述運(yùn)動(dòng)部件設(shè)置在所述支撐系統(tǒng)上部，所述機(jī)油處理部件設(shè)置在運(yùn)動(dòng)部件下方。此結(jié)構(gòu)克服了以前在超精密機(jī)床研究中硬件、軟件和工藝互相脫節(jié)的問題，使研制的超精密加工設(shè)備能直接應(yīng)用于企業(yè)的大批量生產(chǎn)，將先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)與機(jī)床對(duì)接，依靠軟件補(bǔ)償極大地提高了機(jī)床的最終加工精度；從而改變我國(guó)超精密機(jī)床行業(yè)長(zhǎng)期落后的狀況，具有加工精度高、加工效率高、加工零件光潔度高、操作簡(jiǎn)單方便、可靠性高等特點(diǎn)。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0016]圖1是本發(fā)明一種數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床主視示意圖。
[0017]圖2是本發(fā)明一種數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床的立體示意圖。
[0018]圖3是本發(fā)明一種數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床的車床主體結(jié)構(gòu)俯視示意圖。
[0019]圖4是本發(fā)明一種數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床的車床主體及保護(hù)系統(tǒng)王視不意圖。
[0020]圖5是本發(fā)明一種數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床的運(yùn)動(dòng)部件立體示意圖。
[0021]圖6是本發(fā)明一種數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床的主軸部件立體示意圖。
[0022]圖7是本發(fā)明一種數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床的刀架部件立體示意圖。
[0023]其中 :1為操作臺(tái)，2為車床主體,3為保護(hù)系統(tǒng),4為電氣控制柜,5為支撐系統(tǒng),6為運(yùn)動(dòng)部件，7為主軸部件，8為刀架部件，9為機(jī)油處理部件，10為顯示器，11為手脈，12為操作鍵盤，13為支撐架，14為腳輪，15為護(hù)罩門，16為側(cè)向窗戶，17為床身基座，18為氣浮支承，19為機(jī)床支架,20輔助支撐,21為限位撞塊,22為溜板,23為側(cè)溜板,24為下溜板,25為直線電機(jī)，26為導(dǎo)軌，27為節(jié)流器，28為電機(jī)線圈，29為空氣軸承，30為真空吸盤，31為主軸座，32為電機(jī)，33為讀數(shù)頭，34為圓光柵，35為旋轉(zhuǎn)接頭，36為主軸調(diào)整板，37為主軸調(diào)整塊，38為擋油板,39為刀架安裝板,40為鎖緊裝置,41為接油槽,42為粗調(diào)螺孔、43為粗調(diào)刀座、44為刀具壓塊、45為精調(diào)斜塊、46為刀架體、47為精調(diào)手輪。
【【具體實(shí)施方式】】
[0024]此處所稱的“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”是指可包含于本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個(gè)實(shí)施例中”并非均指同一個(gè)實(shí)施例，也不是單獨(dú)的或選擇性的與其他實(shí)施例互相排斥的實(shí)施例。
[0025]請(qǐng)參閱圖1至圖2，其顯示的是本發(fā)明一種數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床主視示意圖和立體示意圖。如圖1和2所示一種數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床，包括操作臺(tái)1、車床主體2、保護(hù)系統(tǒng)3和電氣控制柜4，操作臺(tái)I和車床主體2為分體結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)線連接操作臺(tái)I和車床主體2，電氣控制柜4與車床主體2貼合，電氣控制柜4設(shè)置于車床主體2背部，保護(hù)系統(tǒng)3包圍車床主體2，車床主體2包括支撐系統(tǒng)5、運(yùn)動(dòng)部件6、主軸部件7、刀架部件8和機(jī)油處理部件9，主軸部件7和刀架部件8設(shè)置在運(yùn)動(dòng)部件6上部，刀架部件8與主軸部件7相對(duì)，運(yùn)動(dòng)部件6設(shè)置在支撐系統(tǒng)5上部，機(jī)油處理部件9設(shè)置在運(yùn)動(dòng)部件6下方。繼續(xù)參閱圖1所示操作臺(tái)I包括:顯示器10、操作鍵盤12、支撐架13、腳輪14和手脈11。繼續(xù)參閱圖2所示，保護(hù)系統(tǒng)3包括:護(hù)罩，護(hù)罩下部保護(hù)5支撐系統(tǒng)部分為全封閉結(jié)構(gòu)，護(hù)罩上部保護(hù)運(yùn)動(dòng)部件6、主軸部件7和刀架部件8的部分的正面設(shè)置有兩扇護(hù)罩門15，一方面保護(hù)設(shè)備，另一方面便于保護(hù)操作者的安全護(hù)罩上部保護(hù)運(yùn)動(dòng)部件6、主軸部件7和刀架部件8的部分的側(cè)面設(shè)置側(cè)向窗戶16，便于觀察操作過程。
[0026]請(qǐng)參閱圖4，其 顯示的是本發(fā)明一種數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床的車床主體及保護(hù)系統(tǒng)主視示意圖。如圖4所示的一種數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床，其支撐系統(tǒng)5包括床身基座17、氣浮支承18、機(jī)床支架19、輔助支撐20，機(jī)床支架19上設(shè)置氣浮支承18，氣浮支承18上設(shè)置床身基座17，輔助支撐20設(shè)置于車床主體2左右兩側(cè)。繼續(xù)參閱圖4所示的一種數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床，其機(jī)油處理部件9包括擋油板38和接油槽41。床身基座是所有運(yùn)動(dòng)部件的支撐體，本身的減震，吸震性能要求比較高，而且穩(wěn)定性高。只有高度的穩(wěn)定性才能夠保證機(jī)床的重復(fù)性。支架是支撐床身基座與護(hù)罩的重要部件，機(jī)床本體的所有重量均由它承擔(dān)。在支架上面有氣浮墊支撐著床身基座。氣浮墊就像一個(gè)隔層，將環(huán)境的震動(dòng)與擾動(dòng)阻隔下來，使床身基座以及基座上的所有運(yùn)動(dòng)部件不受外界的干擾。
[0027]請(qǐng)參閱圖5，其顯示的是本發(fā)明一種數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床的運(yùn)動(dòng)部件立體示意圖。如圖5所示的一種數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床，其運(yùn)動(dòng)部件6包括限位撞塊21、溜板22、直線電機(jī)25、導(dǎo)軌26、節(jié)流器27和電機(jī)線圈28，電機(jī)線圈28設(shè)置在直線電機(jī)25中央，導(dǎo)軌26兩邊高，中間底，呈“凹”形，直線電機(jī)25設(shè)置在導(dǎo)軌26中間下凹處，限位撞塊21設(shè)置在導(dǎo)軌26兩端。本機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件比其它機(jī)床的直線運(yùn)動(dòng)部件有著更高的要求，其直線度即我們所說的直線導(dǎo)向精度是一般直線運(yùn)動(dòng)部件的20~50倍，是高精度直線導(dǎo)軌的5~10倍。本車床的運(yùn)動(dòng)部件工作方式如下:簡(jiǎn)單的說即為液體靜壓導(dǎo)軌導(dǎo)向+直線電機(jī)推動(dòng)+光柵尺反饋結(jié)構(gòu)。液體靜壓導(dǎo)軌的特點(diǎn)是高剛性高穩(wěn)定性，低摩擦阻力，液體油膜能夠吸收掉高頻振動(dòng)，隔開中低頻振動(dòng)；而且能夠均化誤差，提高直線度。抗磨液壓油經(jīng)過過濾后通到溜板22上，溜板22內(nèi)部有已經(jīng)設(shè)計(jì)好的管路將油分給溜板22、側(cè)溜板23、下溜板24。然后經(jīng)過節(jié)流器供到油腔內(nèi)，油腔內(nèi)的油則通過已經(jīng)設(shè)計(jì)好的導(dǎo)軌縫隙溢出來，從而將導(dǎo)軌26和溜板22分開。使溜板22與導(dǎo)軌26分居在流動(dòng)油膜的兩側(cè)，因?yàn)橛偷恼扯冗h(yuǎn)小于金屬間的摩擦，當(dāng)溜板22相對(duì)于導(dǎo)軌做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，只是改變了最高流速層的位置，所以液壓導(dǎo)軌的摩擦阻力也同樣很小。直線電機(jī)25經(jīng)常簡(jiǎn)單描述為旋轉(zhuǎn)電機(jī)被展平，而工作原理相同。動(dòng)子(forcer, rotor)是用環(huán)氧材料把線圈壓縮在一起制成的.而且，磁軌是把磁鐵(通常是高能量的稀土磁鐵)固定在鋼上.電機(jī)的動(dòng)子包括線圈繞組，霍爾元件電路板，電熱調(diào)節(jié)器(溫度傳感器監(jiān)控溫度)和電子接口。在旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，動(dòng)子和定子需要旋轉(zhuǎn)軸承支撐動(dòng)子以保證相對(duì)運(yùn)動(dòng)部分的氣隙(air gap)。同樣的，直線電機(jī)需要直線導(dǎo)軌來保持動(dòng)子在磁軌產(chǎn)生的磁場(chǎng)中的位置。和旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)的編碼器安裝在軸上反饋位置一樣，直線電機(jī)需要反饋直線位置的反饋裝置一直線編碼器，它可以直接測(cè)量負(fù)載的位置從而提高負(fù)載的位置精度。以上結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)為:(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。管型直線電機(jī)不需要經(jīng)過中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)而直接產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)，使結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，運(yùn)動(dòng)慣量減少，動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能和定位精度大大提高；同時(shí)也提高了可靠性，節(jié)約了成本，使制造和維護(hù)更加簡(jiǎn)便。它的初次級(jí)可以直接成為機(jī)構(gòu)的一部分，這種獨(dú)特的結(jié)合使得這種優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步體現(xiàn)出來。(2)適合高速直線運(yùn)動(dòng)。因?yàn)椴淮嬖陔x心力的約束，普通材料亦可以達(dá)到較高的速度。而且如果初、次級(jí)間用氣墊或磁墊保存間隙，運(yùn)動(dòng)時(shí)無機(jī)械接觸，因而運(yùn)動(dòng)部分也就無摩擦和噪聲。這樣，傳動(dòng)零部件沒有磨損，可大大減小機(jī)械損耗，避免拖纜、鋼索、齒輪與皮帶輪等所造成的噪聲，從而提高整體效率。(3)初級(jí)繞組利用率高。在管型直線感應(yīng)電機(jī)中，初級(jí)繞組是餅式的，沒有端部繞組，因而繞組利用率高。(4)無橫向邊緣效應(yīng)。橫向效應(yīng)是指由于橫向開斷造成的邊界處磁場(chǎng)的削弱，而圓筒型直線電機(jī)橫向無開斷，所以磁場(chǎng)沿周向均勻分布。(5)容易克服單邊磁拉力問題。徑向拉力互相抵消，基本不存在單邊磁拉力的問題。(6)易于調(diào)節(jié)和控制。通過調(diào)節(jié)電壓或頻率，或更換次級(jí)材料，可以得到不同的速度、電磁推力，適用于低速往復(fù)運(yùn)行場(chǎng)合。(7)適應(yīng)性強(qiáng)。直線電機(jī)的初級(jí)鐵芯可以用環(huán)氧樹脂封成整體，具有較好的防腐、防潮性能，便于在潮濕、粉塵和有害氣體的環(huán)境中使用；而且可以設(shè)計(jì)成多種結(jié)構(gòu)形式，滿足不同情況的需要。(8)高加速度。這是直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，相比其他絲杠、同步帶和齒輪齒條驅(qū)動(dòng)的一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)。
[0028]請(qǐng)參閱圖6，其顯示的是本發(fā)明一種數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床的主軸部件立體示意圖。如圖6所示的一種數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床，其主軸部件7包括空氣軸承29、真空吸盤30、主軸座31、電機(jī)32、讀數(shù)頭33、圓光柵34和旋轉(zhuǎn)接頭35，空氣軸承29設(shè)置在主軸座31上，真空吸盤30設(shè)置在空氣軸承29尾部，空氣軸承29前部設(shè)置有電機(jī)32，圓光柵34設(shè)置于電機(jī)32頭部，電機(jī)32頭部還設(shè)置有讀數(shù)頭33，圓光柵34與讀數(shù)頭33相連接，圓光柵34前部設(shè)置有旋轉(zhuǎn)接頭35。主軸座是整個(gè)主軸的支撐體，內(nèi)部有空氣軸承結(jié)構(gòu)。通入額定氣壓后便可以穩(wěn)定的將整個(gè)主軸(回轉(zhuǎn)部件)浮起?？諝廨S承的特點(diǎn)如下；優(yōu)點(diǎn)1.更高精度:空氣軸承提供極高的徑向和軸向旋轉(zhuǎn)精度。由于沒有機(jī)械接觸，磨損程度降到了最低，從而確保精度始終保持穩(wěn)定。由于制造結(jié)構(gòu)的不同，空氣主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)的精確性是天生具備的。特殊的制造技術(shù)提高了這一精確性，能夠提供極高的旋轉(zhuǎn)和軸向精度。空氣主軸的設(shè)計(jì)是，能夠在軸向和徑向同時(shí)獲得小于0.1微米TIR的旋轉(zhuǎn)精確性。由于旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子和靜態(tài)支撐部分之間沒有機(jī)械接觸，所以沒有磨損產(chǎn)生，從而確保精度始終保持穩(wěn)定。2.高速:空氣軸承內(nèi)部的低剪切力，能夠在提供極高轉(zhuǎn)速的同時(shí)，將動(dòng)力損失降到最低，并使產(chǎn)生的熱量非常小。轉(zhuǎn)速可以超過300，OOO轉(zhuǎn)/分鐘。空氣軸承阻力較低，允許較高的速度，并能同時(shí)保持較低的振動(dòng)水平。摩擦對(duì)空氣軸承旋轉(zhuǎn)的阻礙非常小，并且，因此使得動(dòng)力損失和熱量產(chǎn)生也非常小。這使得轉(zhuǎn)子能夠以極高的表面速度運(yùn)行。有些主軸中，較高的旋轉(zhuǎn)速度會(huì)導(dǎo)致軸承硬度的增加——由空氣動(dòng)力學(xué)和回轉(zhuǎn)加勁的特點(diǎn)導(dǎo)致的。3.增加刀具壽命:使用空氣軸承意味著能夠大大延長(zhǎng)刀具的壽命。較低的振動(dòng)和較高的旋轉(zhuǎn)精度，意味著鉆頭、刀具、砂輪、和鉆探工具都會(huì)有更長(zhǎng)的壽命——降低了保養(yǎng)和運(yùn)行成本。特別地，在PCB鉆孔行業(yè)中，目前使用的鉆針直徑更小至50微米，只有空氣主軸才能以所需的速度運(yùn)行，以確保刀具的壽命達(dá)到要求。4.提高表面光度:空氣主軸精確的、可重復(fù)的運(yùn)動(dòng)，使得表明光度達(dá)到了非常出色的程度?？諝庵鬏S的應(yīng)用(如:半導(dǎo)體加工)提供了流暢的、精確的、可重復(fù)的運(yùn)動(dòng)一使得表面光度更佳。與滾珠軸承主軸不同，空氣軸承提供了穩(wěn)定的軸承硬度，能夠確保所加工的硬質(zhì)材料表面以下部分的破損程度最小。由于硬度是由貫穿軸承的、始終如一的空氣流提供的，轉(zhuǎn)子所經(jīng)受的、來自外負(fù)載的作用力，在其旋轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定的分布在所有點(diǎn)上。這一特性與研磨時(shí)產(chǎn)生良好的表面光度息息相關(guān)。5.延長(zhǎng)軸承壽命:
[0029]由于沒有機(jī)械接觸、并且供給清潔的空氣(沒有油和水)，因此軸承的壽命大大延長(zhǎng)了。軸承內(nèi)部沒有任何金屬與金屬之間的接觸，如果供給的空氣清潔、且沒有油和水，將確保實(shí)際上無限的壽命，此外，由于運(yùn)行的性質(zhì)，空氣軸承會(huì)從軸承尾部不斷排除空氣，這就形成了阻礙外部有害污染物(如:原料碎片、或者切割液)進(jìn)入的天然屏障。這增加了機(jī)器的利用率，減少了停機(jī)時(shí)間，從而提高了整體的效率。6.溫度上升緩慢:低摩擦，穩(wěn)定的空氣流、和有效的動(dòng)力傳送，使溫度上升幅度降到最低。由于多種因素(如:低摩擦，穩(wěn)定的空氣流、和有效的動(dòng)力傳送)，主軸轉(zhuǎn)子的熱效應(yīng)非常小。此外，特殊材料和結(jié)構(gòu)方法的選擇，以及內(nèi)部的液體冷卻管道，幾乎完全消除了溫度的上升，因此，無需預(yù)熱階段。7.減少保養(yǎng):只需要極少的保養(yǎng)。對(duì)空氣供給和冷卻系統(tǒng)的定期檢查，就是確保完全可靠性所需完成的全部工作。
[0030]通常，對(duì)空氣供給進(jìn)行定期檢查就足以確保完全的軸承可靠性。如果主軸是在設(shè)計(jì)規(guī)范限定的條件下運(yùn)行的，主軸擁有很長(zhǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)壽命。一般保養(yǎng)通常包括:確保空氣和水供給保持清潔，并達(dá)到正確的標(biāo)準(zhǔn)。
[0031]注意:將夾頭或者其他支撐裝置安裝到主軸上，必須遵循特定的保養(yǎng)規(guī)定。典型的空氣過濾要求:0.1微米。8.增大負(fù)載能力:空氣軸承能夠支撐很大的負(fù)載，所以使得它們能夠被應(yīng)用于很多行業(yè)的機(jī)械工具中?？諝廨S承設(shè)計(jì)能夠具備較高的負(fù)載能力、較高的硬度能力、或者兩者同時(shí)兼?zhèn)?。在很多空氣軸承的應(yīng)用中，主軸速度相對(duì)較低，因此能夠組成徑向和軸向半徑較大的軸承。9.降低震動(dòng):空氣主軸運(yùn)行時(shí)，只產(chǎn)生最小幅度的振動(dòng)和可聞噪音。由于達(dá)到了高度的平衡標(biāo)準(zhǔn)、而且沒有機(jī)械接觸，主軸產(chǎn)生的振動(dòng)幅度和可聞噪音都是最小的。10.清潔:唯一使用的潤(rùn)滑劑是空氣；因此，對(duì)于必須要求無污染的工件、或者工作環(huán)境來說，空氣軸承技術(shù)是理想的。在從空作環(huán)境中去除脂、油、和油霧后，使用空氣主軸的條件將保持更加清潔。空氣軸承對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生反作用，因此，是無塵環(huán)境(如:磁盤驅(qū)動(dòng)器制造)的理想應(yīng)用產(chǎn)品。缺點(diǎn)是承載力小，不適合大負(fù)載的切削。主軸前端連接了真空吸盤，可以靠負(fù)壓將工件固定在加工面上，最大程度上減少了工件的變形帶來的影響，這一點(diǎn)在加工薄盤類光纖零件上有明顯的優(yōu)勢(shì)；主軸后端是直聯(lián)的電機(jī)和編碼器，消除了傳動(dòng)誤差和傳動(dòng)間隙?？梢宰龅骄_的角度定位與速度控制。
[0032]請(qǐng)參閱圖7，其顯示的是本發(fā)明一種數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床的刀架部件立體示意圖。如圖7所示的一種數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床，其刀架部件8包括:粗調(diào)螺孔42、粗調(diào)刀座43、刀具壓塊44、精調(diào)斜塊45、刀架體46和精調(diào)手輪47，刀架體46后部設(shè)置精調(diào)手輪47，刀架體46前部下方設(shè)置精調(diào)斜塊45，刀具壓塊44設(shè)置在精調(diào)斜塊45上方，粗調(diào)刀座43設(shè)置于精調(diào)斜塊45上方，刀具壓塊44相嵌在粗調(diào)刀座43上，上下位移，粗調(diào)刀座43上設(shè)置有粗調(diào)螺孔42。刀架是在加工機(jī)床中必不可缺的部分，是刀具的安裝與調(diào)整基礎(chǔ)。刀架體是由彈簧鋼經(jīng)線切割加工而成，上面加工成了微變形支撐架形式，這種形式的支架具有如下很多優(yōu)點(diǎn)尤其適合使用在這種場(chǎng)合。刀具高度的調(diào)整方式為，先通過粗調(diào)螺孔內(nèi)的螺桿粗調(diào)整刀具高度至0.0lmm以內(nèi)，然后將粗調(diào)刀座前面的螺釘擰緊。然后在刀尖處壓上電感表或者是千分表，通過精調(diào)手輪的旋轉(zhuǎn)，推拉精調(diào)斜塊的位置，精調(diào)斜塊有一個(gè)5度的錐面，錐面與刀架體的位置變化就能引起刀架體上面的四邊鉸鏈結(jié)構(gòu)發(fā)生角平移，從而實(shí)現(xiàn)刀具的精密調(diào)整，調(diào)整精度最小可達(dá)0.0005mm。
[0033]上述說明已經(jīng)充分揭露了本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。需要指出的是，熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】所做的任何改動(dòng)均不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求書的范圍。相應(yīng)地，本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍也并不僅僅局限于前述【具體實(shí)施方式】。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床，包括操作臺(tái)、車床主體、保護(hù)系統(tǒng)和電氣控制柜，其特征在于，所述操作臺(tái)和所述車床主體為分體結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)線連接所述操作臺(tái)和所述車床主體，所述電氣控制柜與所述車床主體貼合，所述電氣控制柜設(shè)置于所述車床主體背部，所述保護(hù)系統(tǒng)包圍所述車床主體，所述車床主體包括支撐系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)部件、主軸部件、刀架部件和機(jī)油處理部件，所述主軸部件和刀架部件設(shè)置在所述運(yùn)動(dòng)部件上部，所述刀架部件與所述主軸部件相對(duì)，所述運(yùn)動(dòng)部件設(shè)置在所述支撐系統(tǒng)上部，所述機(jī)油處理部件設(shè)置在所述運(yùn)動(dòng)部件下方。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床，其特征在于所述操作臺(tái)包括:顯示器、操作鍵盤、支撐架、腳輪和手脈。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床，其特征在于所述保護(hù)系統(tǒng)包括:護(hù)罩，所述護(hù)罩下部保護(hù)所述支撐系統(tǒng)部分為全封閉結(jié)構(gòu)，所述護(hù)罩上部保護(hù)所述運(yùn)動(dòng)部件、所述主軸部件和所述刀架部件的部分的正面設(shè)置有兩扇護(hù)罩門，所述護(hù)罩上部保護(hù)所述運(yùn)動(dòng)部件、所述主軸部件和所述刀架部件的部分的側(cè)面設(shè)置側(cè)向窗戶。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床，其特征在于所述支撐系統(tǒng)包括床身基座、氣浮支承、機(jī)床支架、輔助支撐，所述機(jī)床支架上設(shè)置所述氣浮支承，所述氣浮支承上設(shè)置所述床身基座，所述輔助支撐設(shè)置于所述車床主體左右兩側(cè)。
5.如權(quán)利要求1所述的數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床，其特征在于所述運(yùn)動(dòng)部件包括限位撞塊、溜板、直線電機(jī)、導(dǎo)軌、節(jié)流器和電機(jī)線圈，所述電機(jī)線圈設(shè)置在直線電機(jī)中央，所述導(dǎo)軌兩邊高，中間底，呈“凹”形，所述直線電機(jī)設(shè)置在導(dǎo)軌中間下凹處，所述限位撞塊設(shè)置在所述導(dǎo)軌兩端。
6.如權(quán)利要求1所述的數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床，其特征在于所述主軸部件包括空氣軸承、真空吸盤、主軸座、電機(jī)、讀數(shù)頭、圓光柵和旋轉(zhuǎn)接頭，所述空氣軸承設(shè)置在所述主軸座上，所述真空吸盤設(shè)置在所述空氣軸承尾部，所述空氣軸承前部設(shè)置有電機(jī)，所述圓光柵設(shè)置于電機(jī)頭部，所述電機(jī)頭部還設(shè)置有讀數(shù)頭，所述圓光柵與所述讀數(shù)頭相連接，所述圓光柵前部設(shè)置有旋轉(zhuǎn)接頭。
7.如權(quán)利要求1所述的數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床，其特征在于所述刀架部件包括:粗調(diào)螺孔、粗調(diào)刀座、刀具壓塊、精調(diào)斜塊、刀架體和精調(diào)手輪，所述刀架體后部設(shè)置所述精調(diào)手輪，所述刀架體前部下方設(shè)置所述精調(diào)斜塊，所述刀具壓塊設(shè)置在所述精調(diào)斜塊上方，所述粗調(diào)刀座設(shè)置于所述精調(diào)斜塊上方，所述刀具壓塊相嵌在所述粗調(diào)刀座上，上下位移，所述粗調(diào)刀座上設(shè)置有所述粗調(diào)螺孔。
8.如權(quán)利要求1所述的數(shù)控超精密金剛石復(fù)雜光學(xué)元件車床，其特征在于所述機(jī)油處理部件包括擋油板和接油槽。
【文檔編號(hào)】B23B5/00GK103752853SQ201310674249
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】黃啟泰, 王毅, 倪穎, 仇谷烽, 秦琳玲, 余景池 申請(qǐng)人:蘇州日高微納光學(xué)精密機(jī)械有限公司