專利名稱：雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液體靜壓電主軸系統(tǒng)，具體涉及一種雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)。
背景技術：
在激光核聚變及強激光武器等技術需求的牽引下，許多國家先后建造了多臺大型激光裝置，需要采用大量的光學零件，KDP晶體因具有較高的非線性和激光損傷閾值，被廣泛的應用于激光和非線性光學領域。KDP晶體光學零件要求具有高精度的面形質(zhì)量和良好的表面粗糙度，但KDP晶體具有質(zhì)軟、易碎等不利于光學加工的特點，傳統(tǒng)的磨削和拋光方法不適用于加工KDP晶體，必須采用超精密加工技術加工KDP晶體，KDP晶體的加工必須采用專用的KDP超精密加工機床，KDP超精密加工機床主軸系統(tǒng)將直接影響到被加工零件的加工精度，所以主軸系統(tǒng)應具有較高的剛度?，F(xiàn)有的KDP超精密加工機床的主軸系統(tǒng)采用氣體靜壓主軸的支撐方式，主軸系統(tǒng)的剛度低；現(xiàn)有的KDP超精密加工機床的主軸系統(tǒng)采用單刀盤進行切削，加工效率低。

實用新型內(nèi)容本實用新型為了解決現(xiàn)有的KDP超精密加工機床的主軸系統(tǒng)的剛度低、加工效率低的問題，進而提供一種雙刀盤臥式超精密液體靜壓主軸系統(tǒng)。本實用新型為解決上述技術問題采取的技術方案是本實用新型的雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)包括第一固定擋板、第一主軸、電機支架、第一止推板、第一刀盤、 第一軸套、第一軸系支架、第一油室套、殼體和直流雙輸出軸電機，所述主軸系統(tǒng)還包括第二固定擋板、第二主軸、第二止推板、第二刀盤、第二軸套、第二油室套和第二軸系支架；所述第一軸系支架位于殼體內(nèi)腔的一端，所述第一軸系支架通過第一固定擋板與殼體固接， 所述第二軸系支架位于殼體內(nèi)腔的另一端，所述第二軸系支架通過第二固定擋板與殼體固接，所述直流雙輸出軸電機位于殼體內(nèi)并通過電機支架固裝在第一軸系支架上，所述直流雙輸出軸電機的第一輸出軸通過第一止推板與第一主軸的一端固接，所述第一主軸的另一端與第一刀盤固接，所述第一軸套與第一止推板之間留有第一間隙，所述第一軸套與第一刀盤之間留有第二間隙，所述第一軸套套裝在第一主軸上，所述第一軸套與第一主軸之間留有第三間隙，所述第一軸套固裝在第一軸系支架上，所述第一軸套的外壁上沿圓周方向加工有環(huán)形凹槽，所述第一軸套上加工有多個第一軸向通孔和多個第一徑向通孔，所述第一油室套由兩個第一半環(huán)構(gòu)成，所述兩個第一半環(huán)相對套裝在第一軸套上且位于環(huán)形凹槽內(nèi)，所述兩個第一半環(huán)固裝形成第一油室套，所述第一主軸與第一油室套之間形成第一油室，所述多個第一軸向通孔與所述多個第一徑向通孔均與第一油室連通；所述直流雙輸出軸電機的第二輸出軸通過第二止推板與第二主軸的一端固接，所述第二主軸的另一端與第二刀盤固接，所述第二軸套與第二止推板之間留有第四間隙，所述第二軸套與第二刀盤之間留有第五間隙，所述第二軸套套裝在第二主軸上，所述第二軸套與第二主軸之間留有第六間隙，所述第二軸套固裝在第二軸系支架上，所述第二軸套的外壁上沿圓周方向加工有第二環(huán)形凹槽，所述第二軸套上加工有多個第二軸向通孔和多個第二徑向通孔，所述第二油室套由兩個第二半環(huán)構(gòu)成，所述兩個第二半環(huán)相對套裝在第二軸套上且位于第二環(huán)形凹槽內(nèi)，所述兩個第二半環(huán)固裝形成第二油室套，所述第二主軸與第二油室套之間形成第二油室，所述多個第二軸向通孔和所述多個第二徑向通孔均與第二油室連通。本實用新型的有益效果是本實用新型的第一軸套與第一止推板之間留有第一間隙，第一軸套與第一刀盤之間留有第二間隙，第一軸套與第一主軸之間留有第三間隙，第二主軸與第二止推板之間留有第四間隙，第二主軸與第二刀盤之間留有第五間隙，第二軸套與第二主軸之間留有第六間隙，第一油室中的油通過多個第一軸向通孔和多個第一徑向通孔在第一間隙、第二間隙和第三間隙中形成油膜，第二油室中的油通過多個第二軸向通孔和多個第二徑向通孔在第四間隙、第五間隙和第六間隙中形成油膜，采用液體靜壓軸承做軸向和徑向支撐，實現(xiàn)了主軸的高剛度和超精密回轉(zhuǎn)，其軸向剛度可達到4000Ν/μπι，由于液體靜壓軸承具有均化軸和軸套本身精度的效應，回轉(zhuǎn)精度可達到0. 02 μ m ；本實用新型采用雙輸出軸直流電機作為驅(qū)動元件并采用直接驅(qū)動的方式，具有動態(tài)效果好，傳遞效率高的優(yōu)點，在同一主軸的兩個軸系上同時實現(xiàn)了高剛度和高精度的超精密的回轉(zhuǎn)和直接驅(qū)動，由一個驅(qū)動源同時驅(qū)動兩個主軸轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)了兩軸上的刀盤同時加工工件，與現(xiàn)有的KDP超精密加工機床的主軸系統(tǒng)采用單刀盤相比，加工效率提高了一倍。

圖1是本實用新型的雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的主剖視圖，圖2是第一止推板的主視圖，圖3是第二止推板的主視圖，圖4是圖1在C處的局部放大圖，圖5是圖1在I處的局部放大圖，圖6是第一油室套的橫截面示意圖，圖7是第二油室套的橫截面示意圖。
具體實施方式
具體實施方式
一如圖1 7所示，本實施方式的雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)包括第一固定擋板3、第一主軸10、電機支架18、第一止推板4、第一刀盤11、第一軸套8、第一軸系支架15、第一油室套16、殼體37和直流雙輸出軸電機38，所述主軸系統(tǒng)還包括第二固定擋板34、第二主軸觀、第二止推板22、第二刀盤四、第二軸套沈、第二油室套33 和第二軸系支架35 ；所述第一軸系支架15位于殼體37內(nèi)腔的一端，所述第一軸系支架15 通過第一固定擋板3與殼體37固接，所述第二軸系支架35位于殼體37內(nèi)腔的另一端，所述第二軸系支架35通過第二固定擋板34與殼體37固接，所述直流雙輸出軸電機38位于殼體37內(nèi)并通過電機支架18固裝在第一軸系支架15上，所述直流雙輸出軸電機38的第一輸出軸19通過第一止推板4與第一主軸10的一端固接，所述第一主軸10的另一端與第一刀盤11固接，所述第一軸套8與第一止推板4之間留有第一間隙D，所述第一軸套8與第一刀盤11之間留有第二間隙E，所述第一軸套8套裝在第一主軸10上，所述第一軸套8與第一主軸10之間留有第三間隙F，所述第一軸套8固裝在第一軸系支架15上，所述第一軸套8的外壁上沿圓周方向加工有環(huán)形凹槽8-1，所述第一軸套8上加工有多個第一軸向通孔 13和多個第一徑向通孔14，所述第一油室套16由兩個第一半環(huán)16-1構(gòu)成，所述兩個第一半環(huán)16-1相對套裝在第一軸套8上且位于環(huán)形凹槽8-1內(nèi)，所述兩個第一半環(huán)16-1固裝形成第一油室套16，所述第一主軸10與第一油室套16之間形成第一油室6，所述多個第一軸向通孔13與所述多個第一徑向通孔14均與第一油室6連通；所述直流雙輸出軸電機38的第二輸出軸20通過第二止推板22與第二主軸28的一端固接，所述第二主軸觀的另一端與第二刀盤四固接，所述第二軸套26與第二止推板 22之間留有第四間隙M，所述第二軸套沈與第二刀盤四之間留有第五間隙N，所述第二軸套沈套裝在第二主軸觀上，所述第二軸套沈與第二主軸觀之間留有第六間隙H，所述第二軸套26固裝在第二軸系支架35上，所述第二軸套沈的外壁上沿圓周方向加工有第二環(huán)形凹槽沈-1，所述第二軸套沈上加工有多個第二軸向通孔25和多個第二徑向通孔23，所述第二油室套33由兩個第二半環(huán)33-1構(gòu)成，所述兩個第二半環(huán)33-1相對套裝在第二軸套沈上且位于第二環(huán)形凹槽沈-1內(nèi)，所述兩個第二半環(huán)33-1固裝形成第二油室套33，所述第二主軸觀與第二油室套33之間形成第二油室M，所述多個第二軸向通孔25和所述多個第二徑向通孔23均與第二油室M連通。本實用新型在使用時，第一油室6和第二油室M均與供油裝置連通，第一間隙D 內(nèi)形成第一止推油膜17、第二間隙E內(nèi)形成第二止推油膜12、第三間隙F內(nèi)形成第一徑向油膜9，實現(xiàn)了第一主軸10的超精密回轉(zhuǎn)；第四間隙M內(nèi)形成第三止推油膜36、第五間隙N 內(nèi)形成第四止推油膜31、第六間隙H內(nèi)形成第二徑向油膜27，實現(xiàn)了第二主軸觀的超精密回轉(zhuǎn)。
具體實施方式
二 如圖1所示，本實施方式所述直流雙輸出軸電機38為直流雙輸出軸無刷驅(qū)動電機。如此設計，驅(qū)動效果好。其它組成及連接關系與具體實施方式
一相同。本實施方式的直流雙輸出軸電機38由定子1和轉(zhuǎn)子2構(gòu)成，直流無刷驅(qū)動電機系統(tǒng)38的轉(zhuǎn)子2同時與第一電機軸19和第二電機軸20固接，采用無刷驅(qū)動電機作為驅(qū)動元件，由于沒有電刷，因此這種電機的定子1與轉(zhuǎn)子2之間沒有摩擦力矩，直接可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭矩驅(qū)動第一主軸10和第二主軸觀同時旋轉(zhuǎn)并進行切削。
具體實施方式
三如圖4所示，本實施方式所述第一間隙D、第二間隙E及第三間隙F的范圍均是4 6 μ m。如此設計，有效的提高了液體靜壓油膜的剛度，實現(xiàn)了第一主軸 10的超精密回轉(zhuǎn)。其它組成及連接關系與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
四如圖4所示，本實施方式所述第四間隙M、第五間隙N及第六間隙H的范圍均是4 6 μ m。如此設計，有效的提高了液體靜壓油膜的剛度，實現(xiàn)了第二主軸 28的超精密回轉(zhuǎn)。其它組成及連接關系與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
五如圖1所示，本實施方式所述第一主軸10和第二主軸觀均為空心主軸。如此設計，減少重量，慣性小，便于電主軸的快速旋轉(zhuǎn)。其它組成及連接關系與具體實施方式
三相同。
具體實施方式
六如圖1所示，本實施方式所述第一主軸10和第二主軸觀均為空心主軸。如此設計，減少重量，慣性小，便于電主軸的快速旋轉(zhuǎn)。其它組成及連接關系與具體實施方式
四相同。[0021]具體實施方式
七如圖2和圖3所示，本實施方式所述第一止推板4的直徑dl和第二止推板22的直徑d2 —致設置，第一止推板4的直徑dl和第二止推板22的直徑d2范圍均為Φ400πιπι Φ500πιπι。如此設計，便于實現(xiàn)大止推平面。其它組成及連接關系與具體實施方式
五或六相同。具體是實施方式八如圖2所示，本實施方式所述主軸系統(tǒng)還包括多個第一加強筋39，所述多個第一加強筋39沿圓周方向均布固裝在第一止推板4的外端面上。如此設計，提高了第一止推板4的剛度、減輕第一止推板4的重量，有效的提高了第一主軸10的節(jié)流效果，提高第一主軸10的剛度。其它組成及連接關系與具體實施方式
七相同。[0023]具體是實施方式九如圖3所示，本實施方式所述主軸系統(tǒng)還包括多個第二加強筋40，所述多個第二加強筋40沿圓周方向均布固裝在第二止推板22的外端面上。如此設計，提高了第二止推板22的剛度、減輕第二止推板22的重量，有效的提高了第二主軸觀的節(jié)流效果，提高第二主軸觀的剛度。其它組成及連接關系與具體實施方式
一、二、五、六或八相同。工作原理參照圖1 7，工作時，將殼體37固裝在機床溜板21的上端面上，驅(qū)動直流雙輸出軸電機38，直流雙輸出軸電機38上的第一輸出軸19轉(zhuǎn)動帶動第一主軸10轉(zhuǎn)動，第一主軸 10轉(zhuǎn)動帶動第一刀盤11轉(zhuǎn)動，第二輸出軸20轉(zhuǎn)動帶動第二主軸觀轉(zhuǎn)動，第二主軸觀轉(zhuǎn)動帶動第二刀盤四轉(zhuǎn)動；將供油裝置中的高壓油輸入第一油室6和第二油室Μ，第一油室6 中的液壓油通過多個第一軸向通孔13和多個第一徑向通孔14流入第一間隙D、第二間隙E 和第三間隙F，在第一間隙D內(nèi)形成第一止推油膜17，第二間隙E內(nèi)形成第二止推油膜12， 第三間隙F內(nèi)形成第一徑向油膜9 ；第二油室M中的液壓油通過多個第二軸向通孔25和多個第二徑向通孔23流入第四間隙Μ、第五間隙N和第六間隙H，在第四間隙M內(nèi)形成第三止推油膜36，在第五間隙N內(nèi)形成第四止推油膜31，在第六間隙H內(nèi)形成第二徑向油膜27， 形成的液體靜壓膜用于支撐主軸及其軸向載荷；由于主軸的軸向和徑向都有液體靜壓膜支撐，使得第一主軸10、第一止推板4和第一刀盤11與第一軸套8的徑向和軸向均不直接接觸，使得第二主軸觀、第二止推板22和第二刀盤四與第二軸套沈的徑向和軸向均不直接接觸，形成零件幾何誤差的均化效應，可以大幅度地提高主軸的剛度和回轉(zhuǎn)精度。
權(quán)利要求1.一種雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)，所述主軸系統(tǒng)包括第一固定擋板 (3)、第一主軸(10)、電機支架(18)、第一止推板(4)、第一刀盤(11)、第一軸套(8)、第一軸系支架(15)、第一油室套(16)、殼體(37)和直流雙輸出軸電機(38)，其特征在于所述主軸系統(tǒng)還包括第二固定擋板(34)、第二主軸08)、第二止推板0 、第二刀盤09)、第二軸套( )、第二油室套(33)和第二軸系支架(35)；所述第一軸系支架(15)位于殼體(37)內(nèi)腔的一端，所述第一軸系支架(1 通過第一固定擋板C3)與殼體(37)固接，所述第二軸系支架(3 位于殼體(37)內(nèi)腔的另一端，所述第二軸系支架(3 通過第二固定擋板(34) 與殼體(37)固接，所述直流雙輸出軸電機(3 位于殼體(37)內(nèi)并通過電機支架(18)固裝在第一軸系支架(1 上，所述直流雙輸出軸電機(38)的第一輸出軸(19)通過第一止推板(4)與第一主軸(10)的一端固接，所述第一主軸(10)的另一端與第一刀盤(11)固接， 所述第一軸套(8)與第一止推板(4)之間留有第一間隙(D)，所述第一軸套(8)與第一刀盤(11)之間留有第二間隙(E)，所述第一軸套(8)套裝在第一主軸(10)上，所述第一軸套 (8)與第一主軸(10)之間留有第三間隙(F)，所述第一軸套(8)固裝在第一軸系支架(15) 上，所述第一軸套(8)的外壁上沿圓周方向加工有環(huán)形凹槽(8-1)，所述第一軸套(8)上加工有多個第一軸向通孔(1 和多個第一徑向通孔(14)，所述第一油室套(16)由兩個第一半環(huán)(16-1)構(gòu)成，所述兩個第一半環(huán)(16-1)相對套裝在第一軸套(8)上且位于環(huán)形凹槽 (8-1)內(nèi)，所述兩個第一半環(huán)(16-1)固裝形成第一油室套(16)，所述第一主軸(10)與第一油室套(16)之間形成第一油室(6)，所述多個第一軸向通孔(1 與所述多個第一徑向通孔 (14)均與第一油室(6)連通；所述直流雙輸出軸電機(38)的第二輸出軸00)通過第二止推板0 與第二主軸 (28)的一端固接，所述第二主軸08)的另一端與第二刀盤09)固接，所述第二軸套06) 與第二止推板02)之間留有第四間隙(M)，所述第二軸套06)與第二刀盤09)之間留有第五間隙(N)，所述第二軸套06)套裝在第二主軸08)上，所述第二軸套06)與第二主軸08)之間留有第六間隙(H)，所述第二軸套06)固裝在第二軸系支架(3 上，所述第二軸套06)的外壁上沿圓周方向加工有第二環(huán)形凹槽(沈-1)，所述第二軸套06)上加工有多個第二軸向通孔0 和多個第二徑向通孔(23)，所述第二油室套(3 由兩個第二半環(huán) (33-1)構(gòu)成，所述兩個第二半環(huán)(33-1)相對套裝在第二軸套06)上且位于第二環(huán)形凹槽 (26-1)內(nèi)，所述兩個第二半環(huán)(33-1)固裝形成第二油室套(33)，所述第二主軸Q8)與第二油室套(3 之間形成第二油室(M)，所述多個第二軸向通孔0 和所述多個第二徑向通孔03)均與第二油室04)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)，其特征在于所述直流雙輸出軸電機(38)為直流雙輸出軸無刷驅(qū)動電機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)，其特征在于 所述第一間隙(D)、第二間隙(E)及第三間隙(F)的范圍均是4 6μπι。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)，其特征在于 所述第四間隙(M)、第五間隙(N)及第六間隙(H)的范圍均是4 6μπι。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)，其特征在于所述第一主軸(10)和第二主軸08)均為空心主軸。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)，其特征在于所述第一主軸(10)和第二主軸08)均為空心主軸。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)，其特征在于 所述第一止推板的直徑(dl)和第二止推板02)的直徑(d2)的范圍均為Φ400πιπι Φ 500mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)，其特征在于所述主軸系統(tǒng)還包括多個第一加強筋(39)，所述多個第一加強筋(39)沿圓周方向均布固裝在第一止推板的外端面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、5、6或8所述的雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)，其特征在于所述主軸系統(tǒng)還包括多個第二加強筋(40)，所述多個第二加強筋00)沿圓周方向均布固裝在第二止推板0 的外端面上。
專利摘要雙刀盤臥式超精密液體靜壓電主軸系統(tǒng)，它涉及一種液體靜壓電主軸系統(tǒng)。本實用新型為解決現(xiàn)有的KDP超精密加工機床的主軸系統(tǒng)的剛度低、加工效率低的問題。第一軸系支架位于殼體內(nèi)腔的一端，第一軸系支架通過第一固定擋板與殼體固接，第二軸系支架位于殼體內(nèi)腔的另一端，直流雙輸出軸電機的第一輸出軸通過第一止推板與第一主軸的一端固接，第一主軸的另一端與第一刀盤固接，第一軸套套裝在第一主軸上，第一軸套固裝在第一軸系支架上；直流雙輸出軸電機的第二輸出軸通過第二止推板與第二主軸的一端固接，第二主軸的另一端與第二刀盤固接，第二軸套套裝在第二主軸上，第二軸套固裝在第二軸系支架上。本實用新型用于加工KDP晶體光學零件。
文檔編號B28D5/00GK202021707SQ20112013113
公開日2011年11月2日 申請日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者劉海濤, 孫雅洲, 張飛虎, 梁迎春 申請人:哈爾濱工業(yè)大學