专利名称：新型大口径光学非球曲面加工磨床结构的制作方法
技术领域：
本发明属于先进制造领域。是国家“863”计划超精密加工技术与装备中的大口径光学非球曲面加工机床。该机床属于超精密液体静压磨床，加工对象为大口径的光学非球曲面玻璃，面形精度为士0.5 μ m。
背景技术：
随着先进制造行业的发展，机械加工对象向着大、小、精、微、特等方向发展。加工对象的高精度和大口径等指标要求机床的整体精度和刚度大大提高。
图为大口径光学非球曲面加工磨床结构图。
具体实施例方式下面结合附图进一步说明实施例。该机床是一台大型超精密磨床，机床的整体尺寸为3200X^00X3500。床身和立柱为天然花岗岩，其它轴为铸铁件。机床整体高度低，重心低。其中包括X轴、Y轴、Z轴、转台和砂轮轴，可以实现四轴三联动功能。当加工对象为对称式非球面光学玻璃时，将X轴、 Z轴和转台联动即可实现加工；当加工对象为离轴非球面光学玻璃时，将X轴、Y轴、Z轴联动即可实现加工。加工对象的口径为Φ 500-Φ 700mm之间，面形精度为士0.5 μ m。设计中以模块化设计为主导思想，X轴，Y轴，Z轴和转台均可作为独立的部件单独使用。各轴均采用液体静压、动静压技术，利用流量控制器实现恒流量控制导轨的方式，保证油膜厚度均勻不变，可以实现高刚度和高精度等。其中X轴的溜板形式为T型。封闭式导轨保证了 X轴的高刚性和高精度。采用双平板直线电机T型对称结构，消除了次级和初级之间的吸力对溜板的影响，同时利用了直线电机的高灵敏度和高导向比等优点。Y轴溜板采用45°倾斜结构，有效改善横梁受力，减轻Y轴移动部件的重量。这样的结构可以减小Z轴自重对横梁的影响，也使得溜板加工工艺简化，精度提高，方便横梁挠度预留，简化刮研工艺。采用两个直线电机双驱，减少丝杠引起的误差，定位准确迅速。Z轴采用方箱式全封闭液体静压导轨形式。Z轴上设计的楔形差动微调机构用来调节油膜厚度，简便易行。Z轴自带海德汉测头，实现工件在位测量。Y轴和Z轴的总质量较小，提高砂轮砂粒切削深度控制能力，有效减小工件亚表面损伤，提高表面加工质量。转台采用静压轴承及力矩电机的形式，转台径向和轴向轴承采用较小的高度直径比，从而使力矩电机的驱动距离较小，保证了转台的高精度和高刚度。
权利要求
1.新型大口径光学非球曲面加工磨床结构，采用龙门式结构，包括横梁、立柱、底座、X 轴、Y轴、Z轴和转台结构；底座和立柱采用天然花岗岩材料，稳定性好，耐腐蚀；机床整体尺寸为3200X^00X3500，加工对象为大口径超精密的光学玻璃，口径为Φ500-Φ700ι πι之间，面形精度为士0.5 μ m。
2.按照权利要求1所述的新型大口径光学非球曲面加工磨床结构，其特征在于，X轴的溜板采用T形导轨的形式，T形液体静压导轨的形式可以保证X轴运动的稳定形，精度保持性和油膜的高刚性；X轴采用双平板直线电机T型对称结构，消除了次级和初级之间的吸力对溜板的影响，同时利用了直线电机的高灵敏度和高导向比等优点。
3.按照权利要求1所述的新型大口径光学非球曲面加工磨床结构，其特征在于，Y轴的溜板采用45°斜横梁结构，有效改善横梁受力，减轻Y轴移动部件的重量；这样的结构可以减小Z轴自重对横梁的影响，也使得溜板加工工艺简化，精度提高，方便横梁挠度预留，简化刮研工艺。
4.按照权利要求1所述的新型大口径光学非球曲面加工磨床结构，其特征在于，Z轴采用方箱式全封闭液体静压导轨形式；导轨的液体静压供油采用流量控制器组，保证各静压腔油膜厚度的稳定和均勻；Z轴上设计的楔形差动微调机构用来调节油膜厚度，简便易行。
全文摘要
所述的新型大口径光学非球曲面加工磨床结构，属于先进制造领域。是国家“863”计划超精密加工技术与装备中的大口径光学非球曲面加工机床。随着国家航空航天事业的飞速发展，对于光学镜片的需求量越来越大。小口径、平面镜的加工已经不能满足发展的需要，大口径光学非球曲面镜的需求迫在眉睫。基于这样的原因在国家“863”计划的支持下设计了一款加工高精度光学非球曲面的磨床。其最大的特点是合理设计机床的整体结构，使机床Y轴、Z轴总重量大大减轻，提高砂轮砂粒切削深度控制能力，有效减小了工件亚表面损伤层，使加工对象的精度大大提高。各轴采用直线电机进行驱动，定位准确、快速，大大提高加工效率。
文档编号B24B13/00GK102198622SQ20111007011
公开日2011年9月28日 申请日期2011年3月23日 优先权日2011年3月23日
发明者乔雪涛, 任东旭, 刘志华, 刘金波, 娄云鸽, 崔殿龙, 席建普, 张会连, 李彬, 李焕, 李金明, 梁颖, 赵则祥, 赵惠英, 路洪伦, 郭艳婕, 陈伟, 陈健龙 申请人:西安交通大学