大口徑超精密測量機的半球定心平面支承轉臺結構的製作方法

2023-08-13 05:23:01

專利名稱：大口徑超精密測量機的半球定心平面支承轉臺結構的製作方法
大口徑超精密測量機的半球定心平面支承轉臺結構
技術領域：
本發明屬於精密測量技術領域，特別涉及一種測量機的支承轉臺結構。
背景技術：
超精密測量機的轉臺是其關鍵部件，轉臺的迴轉精度和端面跳動直接影響到測量機的精度。對於大口徑零件(零件直徑小於O900mm)的超精密測量機轉臺，對轉臺增加了承載能力的要求，在保證承載力的條件下還要保證較高的精度。目前小口徑的轉臺結構，一般採用半球定心的轉臺結構，這種結構一方面可測量的零件尺寸受到限制，另一方面，半球軸主要用於迴轉部件的定心，承載能力有限，不適用於大口徑的超精密測量機轉臺中。

發明內容本發明的目的在於提供大口徑超精密測量機的半球定心平面支承轉臺結構，以解決上述技術問題。為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案大口徑超精密測量機的半球定心平面支承轉臺結構，包括轉臺基座、平面支承石墨塊、轉臺下靜壓盤、半球座、半球形石墨瓦、中心軸和半球軸；轉臺基座中心設有一個安裝孔,半球座固定於該安裝孔中；半球形石墨瓦固定在半球座上；中心軸安裝於半球軸中心並連同半球軸固定在轉臺下靜壓盤上；半球軸的凸球面與半球形石墨瓦的凹球面相配合；轉臺下靜壓盤的底面開設有環形槽，該環形槽內均勻固定有若干塊平面支承石墨塊；平面支承石墨塊與轉臺基座形成氣體靜壓軸承副。所述安裝孔為梯形安裝孔。所述大口徑超精密測量機的半球定心平面支承轉臺結構還包括第一氣路和第二氣路；第一氣路連通半球形石墨瓦，壓力氣體通入半球形石墨瓦中，在半球形石墨瓦與半球軸之間形成氣膜；第二氣路連通所述若干平面支承石墨塊，壓力氣體通入平面支承石墨塊中，在平面支承石墨塊與轉臺基座之間形成氣膜。所述第二氣路穿過中心軸和轉臺下靜壓盤連通平面支承石墨塊。半球形石墨瓦通過環氧樹脂膠粘結固定在半球座上；平面支承石墨塊通過環氧樹脂膠粘結固定在轉臺下靜壓盤的環形槽內。環形槽內均勻固定有12塊平面支承石墨塊。中心軸上設有軸肩，中心軸和半球軸通過螺栓穿過軸肩和半球軸固定在轉臺下靜壓盤上。半球形石墨瓦與半球軸進行配研，在球形石墨瓦與半球軸之間形成均勻的配合間隙。
半球形石墨瓦與半球軸之間形成的氣膜厚度為3 5 ii m ;平面支承石墨塊與轉臺基座之間形成的氣膜厚度為3 5 ii m。與現有技術相比，本發明的有益效果在於I)採用小尺寸的半球軸對大尺寸的轉臺進行迴轉定心，實現高的迴轉精度；小尺寸的半球軸降低了對大尺寸半球軸的加工難度，有利於提高加工精度；2)半球軸採用氣體靜壓軸承支承方式，具有誤差均化作用，提高了轉臺迴轉精度；3)採用大尺寸平面來承受轉臺和零件的的重量，確保轉臺的具有足夠的承載能力；4)平面支持採用氣體靜壓軸承方式，具有高剛度和高承載能力的優點；減少了各部件之間的摩擦力，提高了轉臺精度；5)氣體靜壓軸承均採用優質石墨材料，提高了氣體靜壓軸承的特性，降低了加工難度。

圖I為本發明大口徑超精密測量機的半球定心平面支承轉臺結構的示意圖。
具體實施方式下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述請參閱圖I所示，本發明大口徑超精密測量機的半球定心平面支承轉臺結構，包括轉臺基座I、平面支承石墨塊2、轉臺下靜壓盤3、半球座4、半球形石墨瓦5、中心軸6和半球軸7。半球定心結構由半球座4、半球軸7、中心軸6和半球形石墨瓦5組成。轉臺基座I 中心設有一個梯形安裝孔，半球座4通過螺釘固定在轉臺基座I的梯形安裝孔中，半球形石墨瓦5通過環氧樹脂膠粘結在半球座4上。半球軸7中心設有一通孔，中心軸6安裝於該通孔中，半球軸7和中心軸6通過螺釘固定到轉臺下靜壓盤3上。驅動電機(未圖示)與中心軸6連接,帶動中心軸6轉動,從而驅動轉臺下靜壓盤3 —起轉動。半球軸7與半球形石墨瓦5進行配研，得到均勻的配合間隙，將壓力氣體通入半球形石墨瓦5中，使半球形石墨瓦5與半球軸7之間形成3 5 ii m氣膜,起到定心的作用。平面支承結構由轉臺基座I、轉臺下靜壓盤3和平面支承石墨塊2組成，12塊平面支承石墨塊2通過環氧樹脂粘在轉臺下靜壓盤3的環形槽內，均勻分布轉臺下靜壓盤3 — 周，與轉臺基座I形成氣體靜壓軸承副。壓縮氣體通過中心軸6的氣孔與轉臺下靜壓盤3的軸向氣孔相通，將氣體送入轉臺下靜壓盤3的水平氣孔中，再與環槽中心的垂直氣孔相同， 氣體進入環槽以後通過平面支承石墨塊2上的氣槽進行分配後從石墨的微小氣孔中流出。 平面支承石墨塊2與轉臺基座I結合面之間形成一層3 5 y m氣膜，實現氣體靜壓轉臺的平面支承作用。本發明大口徑超精密測量機的半球定心平面支承轉臺結構，其承載力、剛度和精度都與半球軸和平面氣體靜壓軸承的設計和氣膜厚度有關，通過調節氣體壓力和配研氣膜間隙，可以得到所要求的承載力、剛度和精度。該發明通過結合具有半球定心和平面支承的轉臺結構與氣體靜壓軸承支承技術，在裝配過程中採用配研技術，最終實現測量機轉臺的高精度、高剛度和大承載能力的功能。本發明轉臺結構採用小尺寸的半球軸進行定心，大尺寸的平面導軌做為承載平面，並採用氣體靜壓軸承作為半球軸和平面的支承軸承。轉臺半球軸只起定心的作用，承受載荷小，保證了半球軸對轉臺的定心精度；大尺寸平面軸承可以承受轉臺和大尺寸零件的重量，從而保證轉臺的精度以及承載能力，最終實現超精密測量機高精度和高剛度的測量。
權利要求
1.大口徑超精密測量機的半球定心平面支承轉臺結構，其特徵在於，包括轉臺基座(I)、平面支承石墨塊(2)、轉臺下靜壓盤(3)、半球座(4)、半球形石墨瓦(5)、中心軸(6)和半球軸⑵；轉臺基座(I)中心設有一個安裝孔，半球座(4)固定於該安裝孔中；半球形石墨瓦(5) 固定在半球座(4)上；中心軸(6)安裝於半球軸(7)中心並連同半球軸(7)固定在轉臺下靜壓盤(3)上；半球軸(7)的凸球面與半球形石墨瓦(5)的凹球面相配合；轉臺下靜壓盤(3)的底面開設有環形槽，該環形槽內均勻固定有若干塊平面支承石墨塊(2);平面支承石墨塊(2)與轉臺基座(I)形成氣體靜壓軸承副。
2.根據權利要求I所述的大口徑超精密測量機的半球定心平面支承轉臺結構，其特徵在於，所述安裝孔為梯形安裝孔。
3.根據權利要求I所述的大口徑超精密測量機的半球定心平面支承轉臺結構，其特徵在於，所述用於大口徑超精密測量機的半球定心平面支承轉臺結構還包括第一氣路和第二氣路；第一氣路連通半球形石墨瓦(5),壓力氣體通入半球形石墨瓦(5)中，在半球形石墨瓦(5)與半球軸(7)之間形成氣膜；第二氣路連通所述若干平面支承石墨塊(2)，壓力氣體通入平面支承石墨塊(2)中，在平面支承石墨塊(2)與轉臺基座(I)之間形成氣膜。
4.根據權利要求3所述的大口徑超精密測量機的半球定心平面支承轉臺結構，其特徵在於，所述第二氣路穿過中心軸(6)和轉臺下靜壓盤(3)連通平面支承石墨塊(2)。
5.根據權利要求I所述的大口徑超精密測量機的半球定心平面支承轉臺結構，其特徵在於，半球形石墨瓦(5)通過環氧樹脂膠粘結固定在半球座(4)上；平面支承石墨塊(2)通過環氧樹脂膠粘結固定在轉臺下靜壓盤(3)的環形槽內。
6.根據權利要求I所述的大口徑超精密測量機的半球定心平面支承轉臺結構，其特徵在於，環形槽內均勻固定有12塊平面支承石墨塊(2)。
7.根據權利要求I所述的大口徑超精密測量機的半球定心平面支承轉臺結構，其特徵在於，中心軸(6)上設有軸肩，中心軸(6)和半球軸(7)通過螺栓穿過軸肩和半球軸(7)固定在轉臺下靜壓盤(3)上。
8.根據權利要求I所述的大口徑超精密測量機的半球定心平面支承轉臺結構，其特徵在於，半球形石墨瓦(5)與半球軸(7)進行配研，在球形石墨瓦(5)與半球軸(7)之間形成均勻的配合間隙。
9.根據權利要求3所述的大口徑超精密測量機的半球定心平面支承轉臺結構，其特徵在於，半球形石墨瓦(5)與半球軸(7)之間形成的氣膜厚度為3 5iim ;平面支承石墨塊 ⑵與轉臺基座⑴之間形成的氣膜厚度為3 5 ii m。
全文摘要
本發明公開了大口徑超精密測量機的半球定心平面支承轉臺結構，包括轉臺基座、平面支承石墨塊、轉臺下靜壓盤、半球座、半球形石墨瓦、中心軸和半球軸；轉臺基座中心設有一個安裝孔，半球座固定於該安裝孔中；半球形石墨瓦固定在半球座上；中心軸安裝於半球軸中心並連同半球軸固定在轉臺下靜壓盤上；半球軸的凸球面與半球形石墨瓦的凹球面相配合；轉臺下靜壓盤的底面開設有環形槽，該環形槽內均勻固定有若干塊平面支承石墨塊；平面支承石墨塊與轉臺基座形成氣體靜壓軸承副。本發明採用小尺寸的半球軸對大尺寸的轉臺進行迴轉定心，實現高的迴轉精度；採用平面氣體靜壓軸承支承，減小零部件摩擦，具有高精度、高剛度和高承載能力特點。
文檔編號F16M11/22GK102606864SQ20121008231
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月26日 優先權日2012年3月26日
發明者任東旭, 劉孟奇, 婁雲鴿, 席建普, 張楚鵬, 李彬, 李志強, 楊和清, 趙則祥, 趙惠英, 陳偉, 陳健龍 申請人:西安交通大學