专利名称：一种用于高精度非球面加工机床的斜横梁结构的制作方法
技术领域：
本发明属于先进制造领域，对传统大中型床横梁结构进行改进，运用该横梁结构可以灵活地实现闭式液体静压导轨油膜厚度的调节，实现低成本双平板直线电机的直接驱动技术，该横梁结构具有高精度、高刚度、高动态特性的特点。
背景技术：
随着制造技术水平的发展和重大工程的启动，对高精度非球面光学零件的加工精度要求越来越高，对加工机床提出高精度、高刚度和高动态特性等要求。高精度加工机床的关键技术如导轨形式，驱动方式等很大程度上决定了机床的性能。应用液体静压导轨技术、 直线电机直接驱动技术可以实现对机床高精度、高刚度和高动态特性的要求。
发明内容
本发明的目的是为了最大限度减小大口径高精度非球面光学零件加工机床部件质量，提高液体静压导轨精度和刚度，最终实现高精度、高刚度、高动态特性。本发明的技术方案为采用45°斜横梁改善了横梁受力情况，有效分解了横梁部件和Z轴部件的重量， 降低了对液体静压导轨的负载要求，降低对液压系统的要求，有效提高了导轨精度，降低成本；可调节闭式液体静压导轨结构，液体静压块通过1 100的楔形安装面固定，可方便实现液压油膜厚度的调节，灵活适用于不同载荷的情况；双平板直线电机采用竖直对置安装，对于安装板相互抵消电机吸力，减小吸力对机械结构的影响，保证了部件的精度和性能。基于非球面加工机床高精度、高刚度和高动态特性的要求，本发明采用45°斜横梁结构，双平板直线电机对置安装以及可调节闭式液体静压导轨结构。
图1为高精度非球面加工机床的斜横梁结构图。图2为双平板直线电机对置安装结构受力示意图。
具体实施例方式以下结合附图进一步说明实施例。所述的一种用于高精度非球面加工机床的斜横梁结构见图1，包括45°斜横梁1、 溜板上压条2、左下静压块3、左上静压块4、导轨上压条5、溜板6、左电机安装侧板7、直线电机次级8、直线电机初级9、初级安装过渡板10、T型直线电机安装座11、直线电机初级 12、直线电机次级13、右电机安装侧板14、直线电机安装底板15、右静压块16、右上静压块 17、导轨下压条18、右调节静压块19、右下静压块20、溜板下压条21。
所述高精度非球面加工机床的斜横梁结构，采用45°斜横梁1，改善了横梁受力情况，将溜板6和机床Z轴部件的重量分解，使导轨上压条5和导轨下压条18导向面和承重面负载减小，减小导轨压条受力变形，也降低对液体静压系统的要求，有利于提高导轨的承载能力和导向精度。所述高精度非球面加工机床的斜横梁结构，采用可调节闭式液体静压导轨结构， 见图1，包括右静压块16、右上静压块17、导轨下压条18、右调节静压块19、右下静压块20、 溜板下压条21。右调节静压块19底面安装面为1 100的楔形面，通过与溜板6楔形安装面配合安装。通过调节右调节静压块19，保证不同载荷下液体油膜厚度，从而保证闭式液体静压导轨的刚度。通过这种可调节闭式液体静压导轨结构，可以方便地实现液体静压导轨的安装调试，灵活适用于不同负载情况，提高装配效率，降低导轨加工精度，有效减小成本。所述高精度非球面加工机床的斜横梁结构，由双平板直线电机驱动，见图1。单个平板直线电机初级和次级之间会产生很大的吸力，直接造成机械结构变形，影响机床的精度。为减小平板直线电机吸力对机械结构的影响，将两个平板直线电机竖直安装。双直线电机次级8和13分别安装在左电机安装侧板7和右电机安装侧板14上，直线电机初级9 和12分别安装在T型直线电机安装座11和初级安装过渡板10上。对于T型直线电机安装座11，受力示意图见图2所示，电机吸力Fl和F2对于T型直线电机安装座11来说，可以相互抵消，溜板6基本不受平板直线电机吸力的变形影响，提高溜板6的刚度和横梁部件的精度，在保证横梁部件具有足够刚度的同时，有效减小了机床部件质量，提高横梁部件的动态特性。
权利要求
1.一种用于高精度非球面加工机床的斜横梁结构，该斜横梁结构包括45°斜横梁、溜板、可调节闭式液体静压导轨结构、双平板直线电机对置安装结构。其特征在于1)45°斜横梁倾斜安装结构，有效改善了横梁的受力状况，减小二维变形；2)可调节闭式液体静压导轨结构，液体静压块通过1 100的楔形安装面固定，可方便实现油膜厚度的调节；3)双平板直线电机采用对置安装，相互抵消电机吸力，减小吸力对机械结构的影响，很大程度提高了零部件精度；该横梁结构具有质量小、受力状况好、刚度高、最大程度减小直线电机吸力的影响的特点，保证了机床横梁部件的高刚度、高精度、高动态性能。
2.按照权利要求1所述的一种用于高精度非球面加工机床的斜横梁结构，其特征在于45°倾斜安装面，改善了横梁受力情况，有效分解了横梁部件和Z轴部件的重量，降低了对液体静压导轨的负载要求，降低对液压系统的要求，有效减小了横梁的二维挠度变形， 降低了加工成本。
3.按照权利要求1所述的一种用于高精度非球面加工机床的斜横梁结构，其特征在于可调节闭式液体静压导轨结构，液体静压块通过1 100的楔形安装面固定，可方便实现液压油膜厚度的调节，灵活适用于不同载荷的情况。
4.按照权利要求1所述的一种用于高精度非球面加工机床的斜横梁结构，其特征在于平板直线电机的吸力严重影响机械结构的精度，两平板直线电机采用竖直对置安装，对于安装板相互抵消电机吸力，减小吸力对机械结构的影响，保证了部件的精度和性能。
全文摘要
所述的一种用于高精度非球面加工机床的斜横梁结构属于先进制造领域，本发明主要涉及45°斜横梁结构，可调节闭式液体静压导轨和双平板直线电机对置安装结构。斜横梁结构1改善了横梁受力情况，减小横梁的二维挠度变形。调节右调节静压块19可以灵活地实现闭式液体静压导轨油膜厚度的调节，装配效率高。将平板直线电机初级9和12分别竖直安装在T型直线电机安装座11和初级安装过渡板10上，有效减小电机吸力造成的变形，实现横梁部件高精度和高动态特性。本发明可以用于高精度非球面光学零件加工机床的横梁部件，具有高精度、高刚度、高动态特性和减小切削光学零件造成的亚表面损伤层深度，提高零件加工效率。
文档编号B23Q1/01GK102248407SQ201110070128
公开日2011年11月23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