一种超精密车削加工装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种超精密车削加工装置，该车削加工装置包括床身、X向移动系统及Z向移动系统，X向移动系统包括X向底座、设置在X向底座上方的X向导向板、设置在X向导向板上方的移动盘Ⅰ、设置在移动盘Ⅰ上端面的主轴机构，X向导向板上端面设置有两条滑槽Ⅰ，X向导向板的上端面上设置有导轨Ⅰ，导轨Ⅰ的一端设置有电机Ⅰ，Z向移动系统包括Z向底座、Z向导向板、移动盘Ⅱ、刀架座，Z向导向板的上端面设置有两条滑槽Ⅱ，Z向导向板的上端面上设置有导轨Ⅱ，导轨Ⅱ的一端设置有电机Ⅱ，该装置利用气静压电主轴、移动盘Ⅰ和X向导向板间形成的气静压直线导轨、移动盘Ⅱ和Z向导向板间的气静压直线导轨，提高了车削的加工精度。

A kind of ultra-precision turning equipment

The utility model provides an ultra-precision turning device, which comprises a bed, an X-direction moving system and a Z-direction moving system. The X-direction moving system includes an X-direction base, an X-direction guide plate located above the X-direction base, a moving disk I located above the X-direction guide plate, a spindle mechanism located on the upper end face of the moving disk I, and two slides on the end face of the X-direction guide plate. A guide rail I is arranged on the upper end face of slot I and X guide plate, and a motor I is arranged at one end of the guide rail I. The Z-direction moving system includes Z-direction base, Z guide plate, moving disc II and tool holder. The upper end face of Z guide plate is provided with two sliding slots II. A guide rail II is arranged on the upper end face of Z guide plate, and a motor II is arranged at one end of the guide rail II. The device uses pneumatic and piezoelectric spindle. The aerostatic linear guideway formed between the moving disc I and X guide plates, the aerostatic linear guideway between the moving disc II and Z guide plates, improve the turning accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种超精密车削加工装置
本技术涉及一种金属切削机床，具体涉及一种超精密车削加工装置。
技术介绍
目前，国内对精密金属零部件的内外圆端面的车削加工普遍采用的是滚珠轴承主轴，以及油润滑硬导轨或直线导轨车床，滚珠轴承主轴中的轴承采用的是高精度的P4级角接触轴承，由于所述高精度的P4级角接触轴承精度要求极高，所以P4级轴承的精度标准限制为1um，主轴在制造加工以及装配后的综合精度一般是2～3um；因此，滚珠轴承主轴的回转精度也只能达到2~3um。机床超精密的直线导轨也因制造精度的限制，其平行度精度最好也很难超过3um/m，也就是说国内现有机床本身的加工精度最高只能达到2-3um/m。随着科学技术的进步和社会经济的发展，对机械加工精度的要求越来越高，越来越多的高精密产品工件的圆度要求甚至达到≤0.5um，现有滚珠轴承主轴机床已经远远不能满足现在以及未来加工工业发展的需求。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种超精密车削加工装置，利用气静压电主轴、以及在X向导向板、Z向导向板上通入一定量的空气，使移动盘Ⅰ和X向导向板间、移动盘Ⅱ和Z向导向板间均产生一定的压力，使传统的滚珠轴承电主轴、滑动和滚动导轨机床改变为气静压工件电主轴、气静压导轨机床，加工精度得到有效提高，提高了车削的加工精度。本技术为解决上述技术问题采用的技术方案是：一种超精密车削加工装置，用于对金属零部件的内外圆及端面进行超精密车削加工，该车削加工装置包括床身、X向移动系统及Z向移动系统，所述X向移动系统和所述Z向移动系统均设置在所述床身的上端面上，所述X向移动系统的轴线与所述Z向移动系统的轴线垂直，所述X向移动系统包括X向底座、设置在所述X向底座上方的X向导向板、设置在所述X向导向板上方的移动盘Ⅰ、设置在所述移动盘Ⅰ上端面的主轴机构，所述X向底座的上端面上设置有进气孔Ⅰ，所述X向底座的侧面设置有与所述进气孔Ⅰ相连通的通气孔Ⅰ，所述X向导向板上设置有若干个引流孔Ⅰ，所述X向导向板的上端面沿平行于X向移动系统的轴线方向设置有两条滑槽Ⅰ，所述X向导向板的上端面上设置有导轨Ⅰ，所述导轨Ⅰ设置在两条所述滑槽Ⅰ之间且平行于所述滑槽Ⅰ，所述导轨Ⅰ的一端设置有电机Ⅰ，所述电机Ⅰ的输出端通过联轴器Ⅰ与丝杠Ⅰ相连，所述丝杠Ⅰ安装在所述导轨Ⅰ内，所述丝杠Ⅰ上连接有滑块Ⅰ且所述滑块Ⅰ与所述导轨Ⅰ滑动连接；所述移动盘Ⅰ的底端设置有与所述滑槽Ⅰ相配合的移动块Ⅰ，所述移动盘Ⅰ的底端上设置有用于卡紧所述滑块Ⅰ顶端的卡槽Ⅰ，所述主轴机构包括主轴电机及与主轴电机输出端相连的电主轴，所述电主轴通过设置在所述移动盘Ⅰ上的夹套座安装在所述移动盘Ⅰ的上方；所述Z向移动系统包括Z向底座、设置在所述Z向底座上方的Z向导向板、设置在所述Z向导向板上方的移动盘Ⅱ、设置在所述移动盘Ⅱ上端面的刀架座，所述Z向底座的上端面上设置有进气孔Ⅱ，所述Z向底座的侧面设置有与所述进气孔Ⅱ相连通的通气孔Ⅱ，所述Z向导向板上设置有若干个引流孔Ⅱ，所述Z向导向板的上端面沿平行于Z向移动系统的轴线方向设置有两条滑槽Ⅱ，所述Z向导向板的上端面上设置有导轨Ⅱ，所述导轨Ⅱ设置在两条所述滑槽Ⅱ之间且平行于所述滑槽Ⅱ，所述导轨Ⅱ的一端设置有电机Ⅱ，所述电机Ⅱ的输出端通过联轴器Ⅱ与丝杠Ⅱ相连，所述丝杠Ⅱ安装在所述导轨Ⅱ内，所述丝杠Ⅱ上连接有滑块Ⅱ且所述滑块Ⅱ与所述导轨Ⅱ滑动连接；所述移动盘Ⅱ的底端设置有与所述滑槽Ⅱ相配合的移动块Ⅱ，所述移动盘Ⅱ的底端上设置有用于卡紧所述滑块Ⅱ顶端的卡槽Ⅱ。进一步的，其中一条所述滑槽Ⅰ的纵截面为V形，另一条所述滑槽Ⅰ的纵截面为┕┙形。进一步的，其中一条所述滑槽Ⅱ的纵截面为V形，另一条所述滑槽Ⅱ的纵截面为┕┙形。进一步的，X向移动系统轴线与电主轴轴线成90°夹角。进一步的，所述电主轴为静压空气轴承主轴。进一步的，所述滑块Ⅰ的底端设置有与所述丝杠Ⅰ相匹配的丝杠螺母Ⅰ。进一步的，所述滑块Ⅱ的底端设置有与所述丝杠Ⅱ相匹配的丝杠螺母Ⅱ。进一步的，所述通气孔Ⅰ和所述通气孔Ⅱ分别与压缩空气气源相连通。本技术的有益效果主要表现在以下几个方面：通过在X向导向板上设置若干个引流孔Ⅰ，在Z向导向板上设置若干个引流孔Ⅱ，可以在通气孔Ⅰ和通气孔Ⅱ中充入压缩空气，使使移动盘Ⅰ和X向导向板间、移动盘Ⅱ和Z向导向板间均产生压力，当压力值达到一定程度时，可以使移动盘Ⅰ在X向导向板上产生非接触式滑动，同样的，移动盘Ⅱ在Z向导向板上产生非接触式滑动；通过设置导轨Ⅰ、在导轨Ⅰ的一端设置有电机Ⅰ、电机Ⅰ的输出端通过联轴器Ⅰ与丝杠Ⅰ相连，丝杠Ⅰ安装在所述导轨Ⅰ内，丝杠Ⅰ上连接有滑块Ⅰ且所述滑块Ⅰ与所述导轨Ⅰ滑动连接，这样可以通过控制电机Ⅰ可以实现滑块Ⅰ沿着导轨Ⅰ进行直线滑动，移动盘Ⅰ的底端面上设置有用于卡紧所述滑块Ⅰ顶端的卡槽Ⅰ，这样在滑块Ⅰ运动的过程中可以带动移动盘Ⅰ进行同步滑动；通过设置导轨Ⅱ、在导轨Ⅱ的一端设置有电机Ⅱ、电机Ⅱ的输出端通过联轴器Ⅱ与丝杠Ⅱ相连，丝杠Ⅱ安装在所述导轨Ⅱ内，丝杠Ⅱ上连接有滑块Ⅱ且所述滑块Ⅱ与所述导轨Ⅱ滑动连接，这样可以通过控制电机Ⅱ可以实现滑块Ⅱ沿着导轨Ⅱ进行直线滑动，移动盘Ⅱ的底端面上设置有用于卡紧所述滑块Ⅱ顶端的卡槽Ⅱ，这样在滑块Ⅱ运动的过程中可以带动移动盘Ⅱ进行同步滑动;本技术的电主轴采用静压空气轴承主轴，空气轴承主轴具有良好的振摆回转精度，高精度空气轴承主轴回转精度可达0.05um，由于轴承中支承回转轴的压力膜的均化作用，空气轴承主轴能够得到高于轴承零件本身的精度；空气轴承主轴还具有动特性良好、精度寿命长、不产生振动、刚性/载荷量具有与使用条件相称的值等优点。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术的俯视结构示意图；图3是本技术的X向导向板的俯视结构示意图；图4是本技术的移动盘Ⅰ的仰视结构示意图；图5是本技术的Z向导向板的俯视结构示意图；图6是本技术的移动盘Ⅱ的仰视结构示意图；图中标记：1、床身，2、X向底座，201、X向导向板，2011、滑槽Ⅰ，2012、导轨Ⅰ，202、移动盘Ⅰ，2021、夹套座，2022、卡槽Ⅰ，203、电机Ⅰ，2031、丝杠Ⅰ，2032、滑块Ⅰ，2033、联轴器Ⅰ，204、引流孔Ⅰ，205、通气孔Ⅰ，3、主轴电机，301、电主轴，4、Z向底座，401、Z向导向板，4011、滑槽Ⅱ，4012、导轨Ⅱ，402、移动盘Ⅱ，4021、卡槽Ⅱ，403、电机Ⅱ，4031、丝杠Ⅱ，4032、滑块Ⅱ，4033、联轴器Ⅱ，404、引流孔Ⅱ，405、通气孔Ⅱ，5、刀架座。具体实施方式结合附图对本技术实施例加以详细说明，本实施例以本技术技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限于下述的实施例。如附图所示，一种超精密车削加工装置，用于对金属零部件的内外圆及端面进行超精密车削加工，该车削加工装置包括床身1、X向移动系统及Z向移动系统，所述X向移动系统和所述Z向移动系统均设置在所述床身1的上端面上，所述X向移动系统的轴线与所述Z向移动系统的轴线垂直，所述X向移动系统包括X向底座2、设置在所述X向底座2上方的X向导向板201、设置在所述X向导向板201上方的移动盘Ⅰ202、设置在所述移本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超精密车削加工装置，用于对金属零部件的内外圆及端面进行超精密车削加工，该车削加工装置包括床身(1)、X向移动系统及Z向移动系统，所述X向移动系统和所述Z向移动系统均设置在所述床身(1)的上端面上，所述X向移动系统的轴线与所述Z向移动系统的轴线垂直，其特征在于：所述X向移动系统包括X向底座(2)、设置在所述X向底座(2)上方的X向导向板(201)、设置在所述X向导向板(201)上方的移动盘Ⅰ(202)、设置在所述移动盘Ⅰ(202)上端面的主轴机构，所述X向底座(2)的上端面上设置有进气孔Ⅰ，所述X向底座(2)的侧面设置有与所述进气孔Ⅰ相连通的通气孔Ⅰ(205)，所述X向导向板(201)上设置有若干个引流孔Ⅰ(204)，所述X向导向板(201)的上端面沿平行于X向移动系统的轴线方向设置有两条滑槽Ⅰ(2011)，所述X向导向板(201)的上端面上设置有导轨Ⅰ(2012)，所述导轨Ⅰ(2012)设置在两条所述滑槽Ⅰ(2011)之间且平行于所述滑槽Ⅰ(2011)，所述导轨Ⅰ(2012)的一端设置有电机Ⅰ(203)，所述电机Ⅰ(203)的输出端通过联轴器Ⅰ(2033)与丝杠Ⅰ(2031)相连，所述丝杠Ⅰ(2031)安装在所述导轨Ⅰ(2012)内，所述丝杠Ⅰ(2031)上连接有滑块Ⅰ(2032)且所述滑块Ⅰ(2032)与所述导轨Ⅰ(2012)滑动连接；所述移动盘Ⅰ(202)的底端设置有与所述滑槽Ⅰ(2011)相配合的移动块Ⅰ，所述移动盘Ⅰ(202)的底端上设置有用于卡紧所述滑块Ⅰ(2032)顶端的卡槽Ⅰ(2022)，所述主轴机构包括主轴电机(3)及与主轴电机(3)输出端相连的电主轴(301)，所述电主轴(301)通过设置在所述移动盘Ⅰ(202)上的夹套座(2021)安装在所述移动盘Ⅰ(202)的上方；所述Z向移动系统包括Z向底座(4)、设置在所述Z向底座(4)上方的Z向导向板(401)、设置在所述Z向导向板(401)上方的移动盘Ⅱ(402)、设置在所述移动盘Ⅱ(402)上端面的刀架座(5)，所述Z向底座(4)的上端面上设置有进气孔Ⅱ，所述Z向底座(4)的侧面设置有与所述进气孔Ⅱ相连通的通气孔Ⅱ(405)，所述Z向导向板(401)上设置有若干个引流孔Ⅱ(404)，所述Z向导向板(401)的上端面沿平行于Z向移动系统的轴线方向设置有两条滑槽Ⅱ(4011)，所述Z向导向板(401)的上端面上设置有导轨Ⅱ(4012)，所述导轨Ⅱ(4012)设置在两条所述滑槽Ⅱ(4011)之间且平行于所述滑槽Ⅱ(4011)，所述导轨Ⅱ(4012)的一端设置有电机Ⅱ(403)，所述电机Ⅱ(403)的输出端通过联轴器Ⅱ(4033)与丝杠Ⅱ(4031)相连，所述丝杠Ⅱ(4031)安装在所述导轨Ⅱ(4012)内，所述丝杠Ⅱ(4031)上连接有滑块Ⅱ(4032)且所述滑块Ⅱ(4032)与所述导轨Ⅱ(4012)滑动连接；所述移动盘Ⅱ(402)的底端设置有与所述滑槽Ⅱ(4011)相配合的移动块Ⅱ，所述移动盘Ⅱ(402)的底端上设置有用于卡紧所述滑块Ⅱ(4032)顶端的卡槽Ⅱ(4021)。...

【技术特征摘要】
1.一种超精密车削加工装置，用于对金属零部件的内外圆及端面进行超精密车削加工，该车削加工装置包括床身(1)、X向移动系统及Z向移动系统，所述X向移动系统和所述Z向移动系统均设置在所述床身(1)的上端面上，所述X向移动系统的轴线与所述Z向移动系统的轴线垂直，其特征在于：所述X向移动系统包括X向底座(2)、设置在所述X向底座(2)上方的X向导向板(201)、设置在所述X向导向板(201)上方的移动盘Ⅰ(202)、设置在所述移动盘Ⅰ(202)上端面的主轴机构，所述X向底座(2)的上端面上设置有进气孔Ⅰ，所述X向底座(2)的侧面设置有与所述进气孔Ⅰ相连通的通气孔Ⅰ(205)，所述X向导向板(201)上设置有若干个引流孔Ⅰ(204)，所述X向导向板(201)的上端面沿平行于X向移动系统的轴线方向设置有两条滑槽Ⅰ(2011)，所述X向导向板(201)的上端面上设置有导轨Ⅰ(2012)，所述导轨Ⅰ(2012)设置在两条所述滑槽Ⅰ(2011)之间且平行于所述滑槽Ⅰ(2011)，所述导轨Ⅰ(2012)的一端设置有电机Ⅰ(203)，所述电机Ⅰ(203)的输出端通过联轴器Ⅰ(2033)与丝杠Ⅰ(2031)相连，所述丝杠Ⅰ(2031)安装在所述导轨Ⅰ(2012)内，所述丝杠Ⅰ(2031)上连接有滑块Ⅰ(2032)且所述滑块Ⅰ(2032)与所述导轨Ⅰ(2012)滑动连接；所述移动盘Ⅰ(202)的底端设置有与所述滑槽Ⅰ(2011)相配合的移动块Ⅰ，所述移动盘Ⅰ(202)的底端上设置有用于卡紧所述滑块Ⅰ(2032)顶端的卡槽Ⅰ(2022)，所述主轴机构包括主轴电机(3)及与主轴电机(3)输出端相连的电主轴(301)，所述电主轴(301)通过设置在所述移动盘Ⅰ(202)上的夹套座(2021)安装在所述移动盘Ⅰ(202)的上方；所述Z向移动系统包括Z向底座(4)、设置在所述Z向底座(4)上方的Z向导向板(401)、设置在所述Z向导向板(401)上方的移动盘Ⅱ(402)、设置在所述移动盘Ⅱ(402)上端面的刀架座(5)，所述Z向底座(4)的上端面上设置有进气孔Ⅱ...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏传波，王强志，
申请(专利权)人：洛阳传顺机械设备有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41