一种加工球面与非球面的超精密加工车床的传动装置的制作方法

本发明涉及的是传动装置的技术领域，尤其是一种加工球面与非球面的超精密加工车床的传动装置。

背景技术：

随着社会的不断发展，机械行业得到了迅速的发展。机械加工的产品质量在很大程度上取决于加工的机床。现有的机械加工中，加工机床通常为三轴、四轴或五轴，可以加工出各种形状的产品。产品可以非为球面产品和非球面产品。在进行球面产品的加工时，传统的加工机床通常经过两个直线轴的插补来进行加工，这样的加工方式比较复杂，而且通常会造成两轴进行插补过程中的系统误差，给产品的精度带来很大的影响；在进行非球面产品的加工时，传统的加工机床也都是通过多个轴的插补来进行加工，加工方式比较复杂，加工范围窄，加工精度不高。

技术实现要素：

本发明需要解决的技术问题是针对上述技术问题提出的一种加工球面与非球面的超精密车床的传动装置，结构简单，采用回转工作台和直线轴的联动，替代了传统的采用多轴的联动插补，避免在插补过程中的误差，提高产品加工精度，简化加工方式，提高加工效率。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种加工球面与非球面的超精密加工车床的传动装置，包括机床床身、回转工作台组件、直线运动轴组件、工件主轴和工件，所述回转工作台组件设置在机床床身内，所述回转工作台组件上端设置直线运动轴组件，所述工件主轴通过垫块固定设置在直线运动轴组件的上端，所述工件固定设置在工件主轴的一端。

具体的，所述回转工作台组件包括基座、固定法兰、中心轴、防护罩、轴承座、推力轴承、回转工作台转子、回转工作台定子和定子外壳，所述中心轴转动设置在基座中部，所述固定法兰设置在基座的上端，所述固定法兰内侧设置防护罩，所述防护罩包围设置在中心轴的上端，所述防护罩的下端设置轴承座，所述轴承座内设置推力轴承，所述轴承座的下端设置基座，所述基座内设置回转工作台定子，所述回转工作台定子内设置回转工作台转子，所述回转工作台转子包围设置在中心轴外围，所述定子外壳设置在回转工作台定子的下端。

进一步地限定，上述技术方案中，所述回转工作台组件中防护罩和中心轴之间还设置光栅读数头，可以方便测出回转工作台的转动角度。

进一步地限定，上述技术方案中，所述回转工作台转子和中心轴之间还设置转子轴套，可以起到回转工作台和中心轴之间的连接作用。

进一步地限定，上述技术方案中，所述基座的下端还设置出线板，可以方便后续导线的连接安装。

进一步地限定，上述技术方案中，所述回转工作台定子的外侧壁位于基座的内侧还设置冷却管道，可以对其中的回转电机进行充分的冷却，保证回转电机的正常运行。

进一步地限定，上述技术方案中，所述回转工作台组件的回转角度范围为0°～360°，可以提高其整体的加工范围。

具体的，所述直线运动轴组件包括滑板、直线电机动子、直线电机定子、直线导轨、滑块和底板；所述底板固定设置在回转工作台组件的上端，所述底板上端平行设置直线导轨，所述直线电机定子设置在直线导轨之间，所述滑板下端两侧设置滑块，所述滑板通过滑块滑动设置在底板上的直线导轨上，所述直线电机动子设置在滑板下端滑块之间，这样可以保证工件主轴在水平面内的任意位置的进给。

进一步地限定，上述技术方案中，所述机床床身上对应工件主轴的一侧还设置刀架，所述刀架上固定刀具，这样方便工件的装卸与加工。

采用上述结构后，结构简单，采用回转工作台和直线轴的联动，替代了传统的采用多轴的联动插补，避免在插补过程中的误差，提高产品加工精度，简化加工方式，提高加工效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明的正面结构示意图；

图2是本发明的侧面结构示意图；

图3是本发明的俯视图；

图4是本发明的立体结构示意图。

图中：1为机床床身，2为工件主轴，3为工件，4为垫块，5为基座，6为固定法兰，7为中心轴，8为防护罩，9为轴承座，10为推力轴承，11为回转工作台转子，12为回转工作台定子，13为定子外壳，14为光栅读数头，15为转子轴套，16为出线板，17为冷却管道，18为滑板，19为直线电机动子，20为直线电机定子，21为直线导轨，22为滑块，23为底板，24为刀架，25为刀具。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上端”、“下端”、“中部”、“下部”、“上部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1～4所示的是一种加工球面与非球面的超精密加工车床的传动装置，包括机床床身1、回转工作台组件、直线运动轴组件、工件主轴2和工件3，回转工作台组件设置在机床床身1内，回转工作台组件上端设置直线运动轴组件，工件主轴通过垫块4固定设置在直线运动轴组件的上端，工件3固定设置在工件主轴2的一端。

其中，回转工作台组件包括基座5、固定法兰6、中心轴7、防护罩8、轴承座9、推力轴承10、回转工作台转子11、回转工作台定子12和定子外壳13，中心轴7转动设置在基座5中部，固定法兰6设置在基座5的上端，固定法兰6内侧设置防护罩8，防护罩8包围设置在中心轴7的上端，防护罩8的下端设置轴承座9，轴承座9内设置推力轴承10，轴承座9的下端设置基座5，基座5内设置回转工作台定子12，回转工作台定子12内设置回转工作台转子11，回转工作台转子11包围设置在中心轴7外围，定子外壳13设置在回转工作台定子12的下端。回转工作台组件中防护罩8和中心轴7之间还设置光栅读数头14。回转工作台转子11和中心轴7之间还设置转子轴套15。基座5的下端还设置出线板16。回转工作台定子12的外侧壁位于基座5的内侧还设置冷却管道17。回转工作台组件的回转角度范围为0°～360°。直线运动轴组件包括滑板18、直线电机动子19、直线电机定子20、直线导轨21、滑块22和底板23；底板23固定设置在回转工作台组件的上端，底板23上端平行设置直线导轨21，直线电机定子20设置在直线导轨21之间，滑板18下端两侧设置滑块22，滑板18通过滑块18滑动设置在底板23上的直线导轨21上，直线电机动子19设置在滑板18下端滑块22之间。机床床身1上对应工件主轴2的一侧还设置刀架24，刀架24上固定刀具25。

在本发明中，直线电机动子19和直线电机定子20组成直线电机，控制直线轴的运行，回转工作台定子12和回转工作台动子11组成回转工作台电机控制整个回转工作台的回转运动。

该加工球面与非球面的超精密加工车床的传动装置的操作原理如下：

回转工作台定子12与基座5连接，回转工作台动子11与回转工作台的中心轴7连接，中心轴7上端采用推力轴承10连接，电机驱动中心轴做回转运动，采用圆光栅对中心轴7的转动进行精确位置控制。

本发明中采用回转工作台组件和直线运动轴组件的配合替代了传统的通过多轴插补的操作，避免了系统在多轴插补过程中产生的系统误差，提高产品加工精度，回转工作台组件可以进行360度回转，实现各种角度的加工，扩大产品的加工范围。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式作出多种变更或修改，而不背离本发明的原理和实质，本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。