一种头架和尾架双电机驱动的超精密辊筒机床，属于超精密加工装备领域。主轴头架固定在辊筒机床床体上，主轴尾架与辊筒机床床体的Z轴导轨滑动连接，两套气体静压主轴系统分别固定装在主轴头架和主轴尾架上，主轴电机输出轴与气体静压主轴系统的主轴转子输入端同轴且固定连接，主轴转子输出端与主轴夹具同轴固定连接，两个主轴夹具同轴设置，辊筒模具通过固定在其两端的模辊支撑轴夹紧固定在两个主轴夹具上，刀具Z轴溜板组件位于主轴头架和主轴尾架之间，且与Z轴导轨滑动连接，X轴导轨固定在Z轴溜板组件上，刀具X轴溜板组件与X轴导轨滑动连接，刀具夹具固定装在刀具底座上，刀具底座固定装在X轴溜板组件上。本发明专利技术用于辊筒模具超精密加工。筒模具超精密加工。筒模具超精密加工。
【技术实现步骤摘要】
一种头架和尾架双电机驱动的超精密辊筒机床
[0001]本专利技术属于超精密加工装备领域，具体涉及一种头架和尾架双电机驱动的超精密辊筒机床。
技术介绍
[0002]近些年来，航空航天、精密仪器、光学和激光技术得到了迅猛的发展。各种高精度的表面以及形状复杂的零件等的加工需求也日益迫切，如人造卫星的姿态控制和遥测器件；以及在消费品领域广泛应用的塑料成像镜头和各种光束处理镜片，如手机、相机的镜头，各种自由曲面的光学零件等需求的快速增长，使得超精密机床已成为不可或缺的重要设备。超精密机床的研究也成为现代高精尖技术产品制造的核心关键技术之一，在众多高新
应用的越来越广泛。
[0003]同时，随着科学技术水平的提高，工业生产规模的扩大，对超精密机床设备也提出了特殊的要求。仅使用一台电机的主轴控制已不能适应大质量加工模具的需求，多电机控制技术得到了越来越广泛的应用。在辊筒机床加工大长度大质量辊筒模具中，随着辊筒尺寸的增大，整体惯量也大大增加，对伺服系统的驱动能力要也随之增加。使用单个主轴电机的主轴旋转会导致前后端的动作产生延迟，会有较大的跟踪误差，对单个电机的生产制造提出了更高的要求。因此，采用新的驱动方式，对提高超精密设备加工精度及加工效率有着十分关键的作用。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种头架和尾架双电机驱动的超精密辊筒机床，旨在解决上述
技术介绍
提出的现有技术中的问题。
[0005]实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0006]一种头架和尾架双电机驱动的超精密辊筒机床，包括辊筒机床床体、刀具夹具、刀具底座、X轴导轨、刀具X轴溜板组件、刀具Z轴溜板组件、主轴头架、主轴尾架、两套气体静压主轴系统、两个主轴夹具及两个主轴电机；
[0007]主轴头架固定在辊筒机床床体上，主轴尾架与辊筒机床床体的Z轴导轨滑动连接，主轴尾架通过紧固件与辊筒机床床体固定连接，用以锁定主轴尾架的位置，两套气体静压主轴系统分别固定装在主轴头架和主轴尾架上，两套气体静压主轴系统上均固定有主轴电机，主轴电机的输出轴与气体静压主轴系统的主轴转子的输入端同轴且固定连接，所述主轴转子的输出端与主轴夹具同轴且固定连接，两个主轴夹具同轴设置，辊筒模具通过固定在其两端的模辊支撑轴夹紧固定在两个主轴夹具上，刀具Z轴溜板组件位于主轴头架和主轴尾架之间，且与所述Z轴导轨滑动连接，X轴导轨固定在Z轴溜板组件上，刀具X轴溜板组件与X轴导轨滑动连接，刀具夹具固定装在刀具底座上，刀具底座固定装在X轴溜板组件上。
[0008]进一步的是，辊筒机床床体包括机床底座、Z轴导轨、导轨垫块及两侧护条；两侧护条并列固定在机床底座上端面的左右两侧，导轨垫块固定在机床底座上并位于两侧护条之
间，Z轴导轨固定在导轨垫块上，两侧护条上均设有贯通其左右侧壁的长条槽口，两个长条槽口相对设置，主轴尾架左右两个侧壁上对应设有螺纹孔，长条槽口内匹配穿入螺栓，螺栓与螺纹孔螺纹连接，将主轴尾架与辊筒机床床体固定连接。
[0009]进一步的是，两套气体静压主轴系统均包括气体静压轴承和主轴转子，气体静压轴承包括主轴座、轴承底座、外轴套、铜轴套及辐板；
[0010]两个气体静压轴承的主轴座分别固定连接在主轴支架和主轴尾架上，辐板设置在主轴座内，且二者固定连接，辐板内侧嵌入有外轴套，外轴套内同轴配合装有铜轴套，铜轴套同轴配合装在主轴转子上，由外轴套和铜轴套组成了气体静压轴承的径向轴承部分；轴承底座设有中心台肩孔，主轴转子输入端装在轴承底座内，主轴转子外壁上设有环状止推板，环状止推板匹配设置在中心台肩孔，外轴套与环状止推板相邻一端的外壁设有轴套凸缘，轴承底座一端外壁设有底座凸缘，底座凸缘与轴套凸缘固定连接，由轴承底座的底座凸缘、主轴转子的环状止推板以及外轴套的轴套凸缘组成了气体静压轴承的止推轴承部分；主轴电机固定在轴承底座上。
[0011]进一步的是，两个主轴夹具均包括主轴连接件和卡盘；主轴连接件与主轴转子的输出端同轴且固定连接，主轴连接件与卡盘同轴且固定连接，卡盘用于装夹模辊支撑轴。
[0012]进一步的是，气体静压轴承还包括数个小孔节流器；外轴套、铜轴套以及轴承底座内部均设有径向气道，外轴套及轴承底座内部均设有轴向气道，设置在外轴套和铜轴套内的径向气道一一对应相连通，设置在外轴套内的径向气道与轴向气道相连通，设置在轴承底座内的径向气道与轴向气道相连通，设置在轴承底座内的轴向气道与设置在外轴套的径向气道相连通，所有径向气道均通至各自的外壁，在径向气道和轴向气道内均装有小孔节流器。
[0013]进一步的是，刀具Z轴溜板组件包括Z轴上溜板及两个Z轴侧溜板，Z轴上溜板下端面左右两侧分别固定有Z轴侧溜板，所述X轴导轨固定在Z轴上溜板上；刀具X轴溜板组件包括X轴上溜板、两个X轴侧溜板及两个X轴下溜板；X轴上溜板下端面的前后两侧分别固定有X轴侧溜板，两个X轴侧溜板下端分别固定有X轴下溜板，X轴上溜板、两个X轴侧溜板及两个X轴下溜板与X轴导轨滑动连接。
[0014]进一步的是，主轴尾架下端左右两侧分别设有尾架侧板，所述螺纹孔设置在尾架侧板上。
[0015]进一步的是，X轴导轨和Z轴导轨均采用液体静压导轨。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0017]本专利技术仅需要在原有超精密辊筒机床上增加一套气体静压主轴系统，却能提高加工精度和加工效率，成本低。两套气体静压主轴系统分别固定装在主轴头架和主轴尾架上，两套气体静压主轴系统采用双电机驱动的辊筒机床主轴转子驱动方式，能够保证辊筒模具加工过程的机动性，考虑负载平衡，降低电机的转动惯量，提高调速精度，动态响应性能好，跟踪误差小，伺服带宽高(本专利技术采用伺服电机)。
[0018]本专利技术采用两个电机同步驱动，避免使用更大的单台伺服电机，降低了单个电机的生产制造难度。
[0019]本专利技术提出的主轴双驱方案，两个电机采用同步控制方式(为现有技术)，两个电机同时驱动中间辊筒进行加工。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的辊筒机床整体结构的轴测图；
[0021]图2为本专利技术的辊筒机床整体结构的主视示意图；
[0022]图3是图2的A处局部放大图。
[0023]上述附图中涉及的部件名称及附图标记如下：
[0024]机床底座1、护条2、主轴头架3、主轴座4、气体静压轴承5、主轴连接件6、卡盘7、模辊支撑轴8、辊筒模具9、刀具夹具10、刀具底座11、X轴导轨12、X轴下溜板13、X轴上溜板14、X轴侧溜板15、Z轴上溜板16、Z轴侧溜板17、Z轴导轨18、主轴尾架19、导轨垫块20、径向气道21、长条槽口22、螺栓23、主轴电机24、主轴转子25、轴承底座26、外轴套27、铜轴套28、小孔节流器29、尾架侧板30、辐板31、环状止推板32、轴套凸缘33、底座凸缘34、轴向气道35。
具体实施方式
[0025]具体实施方式一：如图1
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图3所示，本实施方式披露了一种头架和尾架双电机驱动本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种头架和尾架双电机驱动的超精密辊筒机床，其特征在于：包括辊筒机床床体、刀具夹具(10)、刀具底座(11)、X轴导轨(12)、刀具X轴溜板组件、刀具Z轴溜板组件、主轴头架(3)、主轴尾架(19)、两套气体静压主轴系统、两个主轴夹具及两个主轴电机(24)；主轴头架(3)固定在辊筒机床床体上，主轴尾架(19)与辊筒机床床体的Z轴导轨(18)滑动连接，主轴尾架(19)通过紧固件与辊筒机床床体固定连接，用以锁定主轴尾架(19)的位置，两套气体静压主轴系统分别固定装在主轴头架(3)和主轴尾架(19)上，两套气体静压主轴系统上均固定有主轴电机(24)，主轴电机(24)的输出轴与气体静压主轴系统的主轴转子(25)的输入端同轴且固定连接，所述主轴转子(25)的输出端与主轴夹具同轴且固定连接，两个主轴夹具同轴设置，辊筒模具(9)通过固定在其两端的模辊支撑轴(8)夹紧固定在两个主轴夹具上，刀具Z轴溜板组件位于主轴头架(3)和主轴尾架(19)之间，且与所述Z轴导轨(18)滑动连接，X轴导轨(12)固定在Z轴溜板组件上，刀具X轴溜板组件与X轴导轨(12)滑动连接，刀具夹具(10)固定装在刀具底座(11)上，刀具底座(11)固定装在X轴溜板组件上。2.根据权利要求1所述的一种头架和尾架双电机驱动的超精密辊筒机床，其特征在于：辊筒机床床体包括机床底座(1)、Z轴导轨(18)、导轨垫块(20)及两侧护条(2)；两侧护条(2)并列固定在机床底座(1)上端面的左右两侧，导轨垫块(20)固定在机床底座(1)上并位于两侧护条(2)之间，Z轴导轨(18)固定在导轨垫块(20)上，两侧护条(2)上均设有贯通其左右侧壁的长条槽口(22)，两个长条槽口(22)相对设置，主轴尾架(19)左右两个侧壁上对应设有螺纹孔，长条槽口(22)内匹配穿入螺栓(23)，螺栓(23)与螺纹孔螺纹连接，将主轴尾架(19)与辊筒机床床体固定连接。3.根据权利要求1所述的一种头架和尾架双电机驱动的超精密辊筒机床，其特征在于：两套气体静压主轴系统均包括气体静压轴承(5)和主轴转子(25)，气体静压轴承(5)包括主轴座(4)、轴承底座(26)、外轴套(27)、铜轴套(28)及辐板(31)；两个气体静压轴承(5)的主轴座(4)分别固定连接在主轴支架(3)和主轴尾架(19)上，辐板(31)设置在主轴座(4)内，且二者固定连接，辐板(31)内侧嵌入有外轴套(27)，外轴套(27)内同轴配合装有铜轴套(28)，铜轴套(28)同轴配合装在主轴转子(25)上，由外轴套(27)和铜轴套(28)组成了气体静压轴承的径向轴承部分；轴承底座(26)设有中心台肩孔，主轴转子(25)输入端装在轴承底座(26...
【专利技术属性】
技术研发人员：王波，吴言功，李子腾，乔政，丁飞，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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