精密轧辊车床制造技术

本发明专利技术提供了一种精密轧辊车床，与传统轧辊车床相比，其能够以明显更高的速度执行细小凹槽的加工，因而大幅缩短了加工一个凹槽的所需时间。这种精密轧辊车床包括：床身；床头箱，其安装在所述床身上，并设有通过卡盘保持辊子的一端时，转动作为工件的辊子的主轴；安装在床身上的尾架，其设置在床头箱的对面，用于可旋转地支承辊子的另一端；支架，其包括沿辊子的纵向可动地安装在床身上的鞍座和沿与辊子的纵向垂直的方向可动地安装在鞍座上的台座；以及安装在台座上的气垫滑动装置，该气垫滑动装置包括导轨、滑块以及线性电动机，其中，所述导轨沿纵向平行于辊子而延伸，具有金刚石刀具的所述滑块能够以浮动状态在导轨上移动，所述线性电动机用于驱动滑块。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种精密轧辊车床，更具体地说，涉及一种在轧才莫的 加工中使用的精密轧辊车床，这种轧^t用于光学产品(如透镜片)的 挤压成型。
技术介绍
轧辊车床是一种用于加工辊子的机床。轧辊车床是这样一种车 床，其中，附装如金刚石刀具的刀架安装在支架上，并通过床头箱转动辊子和使支架沿辊子的横向(x轴方向)进行进给，从而基本上用于在辊子上加工出环形凹槽。当在辊子上加工轴向凹槽时，通过床头箱 (c轴)对辊子进行分度时，使支架沿辊子的纵向(z轴方向)上进行进给， /人而力口工出轴向凹才曹。随着近年来机械控制技术的进步，已经实现了利用轧辊车床进行 超精密加工。目前轧辊车床已开始应用于加工才莫制光学透镜的铸才莫。申请人已经提出了可实现这种超精密加工的精密轧辊车床(日本专利申请号2006-130066、 2006-135560、 2006-156388、 2006-165144及 2006-166404)。这些精密轧辊车床可实现轧模的超精密加工，其中轧模用于双凸 透镜片、交叉双凸透镜片及棱镜片等的挤压成型，这些镜片用于液晶 板的背光。通过这种轧辊车床所进行的轧模超精密加工，存在一个问 题即完成一个辊子的加工需花费很长时间。随着近年来液晶显示器的 大型化，轧模也随之大型化。例如，有时通过轧辊车床来加工用于模 制长达两米透镜片的轧才莫。在辊子上加工出一个凹槽不用花费很长时间。在上述辊子的情况下，仅需大约一分钟便可在轴向上加工出一个纵向的凹槽。然而，用 于透镜的轧才莫的一个特征是，由于每个凹槽都很细小，大量凹槽须作为一个整体来进行加工。^/没一个辊子上要加工30，000个纵向的(轴 向)凹槽，则在辊子上连续加工出所有凹槽需要大约30,000分钟，即 500小时或3周。为了解决上述问题，申请人对气垫滑动装置进行了研究，该气垫 滑动装置(air slide apparatus )用于使刀具沿辊子纵向作高速线性运动， 并安装在轧辊车床的刀架上。在辊子的精密加工中使用气垫滑动装置时，存在如何为滑块提供 空气和电力的问题。 一种常用的方法是通过缆链(cable chain)提供空气 和电力，缆链随滑块的运动而弯曲。然而，这种方法存在的缺陷是， 当缆链变形时滑块会振动，导致加工精度下降。在滑块开始运动、停下来或改变方向时，滑块会因惯性力而振动。 该振动会导致加工精度大幅降低。这也成为 一个有待解决的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的在于解决上述
技术介绍
中提出的问题， 并提供一种精密轧辊车床，其同传统的轧辊车床相比，能够以明显更 高的速度进行细小凹槽的加工，从而大幅缩短加工一个凹槽的所需时 间。本专利技术的另一目的在于提供一种精密轧辊车床，其具有多种功能 来防止在辊子的超精密加工期间，安装在刀架上的气垫滑动装置发生 振动；以及有助于高精度地执行辊子加工，该辊子加工为具有繁重工 作量的超精密加工。为达成上述目的，本专利技术提供了一种精密轧辊车床，其包括床 身；安装在床身上床头箱，其具有通过卡盘保持辊子的一端时，转动 作为工件的辊子的主轴；安装在床身上的尾架，其设于床头箱的对面， 用于可旋转地支承辊子的另一端；支架，其包括沿辊子的纵向可动地安装在床身上的鞍座(saddle)和沿垂直于辊子的纵向的方向可动地 安装在鞍座上台座；以及安装在台座上的气垫滑动装置，其包括导轨、 滑块和线性电动机，其中，所述导轨沿纵向平行于辊子延伸，具有金 刚石刀具的所述滑块能够以浮动状态在导轨上移动，所述线性电动机 用于驱动滑块。在本专利技术的一个优选实施例中，设有装有多把刀具的刀架转盘 (swivel)安装在台座上，并且气垫滑动装置安装在刀架上。气垫滑动装置最好设有精加工单元，所述精加工单元通过利用在 压电元件上施加电压时所述压电元件的膨胀和收缩，使得所述金刚石 刀具的刀刃位置沿切削方向轻;敞地移动。这种精密轧辊车床最好设有X轴，其用于在台座上沿垂直于辊 子的纵向的方向移动转盘，以便将气垫滑动装置定位在加工位置；Zl 轴，其用于沿辊子的纵向移动鞍座；Z2轴，其用于通过线性电动机移 动滑块；以及B轴，其用作转盘的转轴。在本专利技术的一个优选实施例中，精密轧辊车床还包括切屑抽吸装 置，其包括移动台，其沿与气垫滑动装置的滑块的移动方向相同的 方向，与滑块同步移动；由移动台支承的切屑吸附部分；以及线缆束， 其随着切屑吸附部分移动，用于为滑块提供空气、冷却水和电力。在本专利技术的一个优选实施例中，精密轧辊车床还包括惯性力校正 装置，其用于以如下方式控制Zl轴和Z2轴，当气垫滑动装置的滑块 开始移动、停下来或改变方向时，沿与滑块的移动方向相反的方向移 动鞍座，以抵消滑块中产生的惯性力。本专利技术还提供了一种专用于精密轧辊车床的气垫滑动装置，所述 气垫滑动装置安装在轧辊车床的刀架上，并沿辊子的纵向高速线性移 动刀具，并且包括沿纵向平行于辊子延伸的导轨；滑块，其具有金 刚石刀具，并能够以浮动状态在导轨上移动；用于驱动滑块的线性电 动机；以及整体地容纳导轨、滑块和线性电动机的箱体。同传统的轧辊车床相比，本专利技术的精密轧辊车床能够以明显更高的速度执行细小凹槽的加工，从而可大幅缩短加工一个凹槽的时间。 此外，本专利技术的精密轧辊车床还能够以更高精度和更高效率执行辊子 加工，该辊子加工是具有繁重工作量的超精密加工。另外，这种精密轧辊车床具有多种功能来防止安装在刀架上的气 垫滑动装置在辊子的超精密加工期间发生振动和有助于以更高精度 执行辊子的加工。附图说明图1是根据本专利技术第一实施例的精密轧辊车床的前透视图； 图2是根据本专利技术第一实施例的精密轧辊车床的后透视图； 图3是显示气垫滑动装置外观的透视图，其用于根据本专利技术第一 实施例的精密轧辊车床；图4是显示图3气垫滑动装置的滑块和导轨的透视图； 图5是滑块的侧视图6是精密轧辊车床的侧视图，其显示了气垫滑动装置相对于辊 子的定位；以及图7是连接在气垫滑动装置上的切屑抽吸装置的侧视图，其用于 根据本专利技术第二实施例的精密轧辊车床。具体实施例方式现在参照附图就本专利技术的优选实施例进行说明。 <第一实施例>图1根据本专利技术第一实施例的精密轧辊车床的前透视图，图2是 未安装辊子的精密轧辊车床的后透视图。图1和图2中，标号10表示床身。床身10上安装有床头箱12、 尾架14和支架16。作为工件的辊子W由床头箱12和尾架14可旋转 地支承。床头箱12设于床身IO纵向的一个末端。床头箱12包括箱体17、主轴18、固定在主轴18前端的卡盘19以及用于驱动主轴18的伺月良 电动机20。主轴18由设于箱体17中的静压油轴承(未图示)支承。 卡盘19保持辊子W的心轴，并将主轴18的旋转传递至辊子W。床头箱12中，用于驱动主轴18的伺服电动机20是一种直接驱 动主轴18的内置伺服电动机。主轴18的旋转量通过编码器进行检测。 将编码器的检测信号进行反馈以执行主轴18的位置控制和速度控制。 这样，床头箱12可用作分度轴(C轴)来执行辊子W的圓周方向上的 分度,还可用于使主轴18以恒定的转速(高达每分钟几百转)连续旋转。参照图1和图2,尾架14设置在床身10上，并与床头箱12相对。 床身IO上表面设有导轨面(未图示)，使尾架14可沿导轨面移动。 尾架14设有取代传统顶尖轴的主轴24本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精密轧辊车床，包括：　床身；　床头箱，其安装在所述床身上，并设有通过卡盘保持辊子的一端时，转动作为工件的所述辊子的主轴；　尾架，其安装在所述床身上，并设置在所述床头箱的对面，用于可旋转地支承所述辊子的另一端；　支架，其包括沿所述辊子的纵向可动地安装在所述床身上的鞍座，和沿垂直于所述辊子的纵向的方向可动地安装在所述鞍座上台座；以及　气垫滑动装置，其安装在所述台座上，包括导轨、气垫滑块和线性电动机，所述导轨沿所述纵向平行于所述辊子延伸，所述滑块具有金刚石刀具，并能够以浮动状态在所述导轨上运行，所述线性电动机用于驱动所述滑块。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：秋山贵信，
申请(专利权)人：东芝机械株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]