专利名称：一种用于机床切削加工的空间六自由度工作台的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种用于机床中支承和装夹工件、以进行材料特别是金属切削加工的装置。
现有的普通机床工作台部件本身一般只可进行最多为一个自由度的运动，当对具有空间倾斜角度的孔或平面的零件进行切削加工时，通常需要专用的辅助工夹机具或将工件进行多次装夹，或者需要用结构相对复杂的专用或组合机床。对于具有空间曲面的零件，仅利用普通机床的单自由度工作台则难以加工完成。
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种可控制位置和姿态变化的空间六自由度工作台，用它支承安装工件，只需装夹一次即可由相关机床完成对空间斜孔、斜面或曲面的切削加工。
本实用新型的技术解决方案是空间六自由度工作台主要包括空间工作台、下台基、六根支撑伸缩杆及相关万向铰等部件。其支撑伸缩杆的一端通过万向铰与空间工作台联接，另一端通过万向铰与下台基联接。当六根支撑伸缩杆的长度以一定关系变化时，可以使空间工作台的位置和姿态发生相应的改变，以便加工头完成对工作台所装夹工件的切削加工。
以下结合附图对本实用新型的结构作进一步详细描述
图1是空间六自由度工作台的示意图。
图2是用单活塞杆液压缸作支撑伸缩杆且内装有位移检测器的具体实例结构图。
参照附
图1，图中1为空间工作台，2为支撑伸缩杆，3为上万向铰，4为下万向铰，5为下台基。支撑伸缩杆2的上端通过上万向铰3与空间工作台1联接，另一端通过下万向铰4与下台基5联接。上、下万向铰分别在空间工作台和下台基的分布可根据实际工作要求和条件予以适当确定。支撑伸缩杆2可以采用液压缸，也可以采用滚珠丝杠或者齿条齿轮。支撑伸缩杆2的长度变化可通过伺服阀阀控液压驱动来实现，也可由控制电机通过滚珠丝杠或者齿条齿轮和蜗轮蜗杆驱动来实现。空间工作台1的台面开有T形槽，以便工件装夹使用。空间工作台台面的几何外形和T形槽的布置可按实际需要而具体确定。
使用时，将下台基5固定在加工中心、钻床、铣床等机床的适当工作位置，工件固定在空间工作台1上。按一定的关系适当控制调节支撑伸缩杆2的长度变化，可以使空间工作台1分别沿x、y、z轴作直线运动和分别绕x、y、z轴作旋转运动，空间工作台1的任何其它运动均可由上述六种运动复合而成。由此可以使工件实现相对于加工头的理想位置和姿态，达到使工件可进行空间斜孔、斜面或曲面加工的目的。
图2所示实例是用单活塞杆液压缸作支撑伸缩杆并且在液压缸内部安装了磁致伸缩式波导管超声位移检测器(图示仅为一根支撑伸缩杆结构)。该检测器的磁环9固定在液压缸活塞6的下端，波导管8伸入活塞6的内孔中，波导管座10固定在液压缸缸体7的下端。这种将位移检测器置于液压缸内部的结构可避免检测器的碰撞损坏，又使支撑伸缩杆的外形结构简洁，降低了空间的占用比。这里，上、下万向铰中的其中一个万向铰为二自由度，另一个万向铰须为三自由度。通常，液压缸最好采用静压支承单活塞杆形式，这种液压缸的活塞和缸体轴承的相对运动配合处均呈微小的锥度，并有静压油孔相通，形成该液压缸的静压活塞和静压轴承，它可以有效地减小液压相对运动时的摩擦力，这种低摩擦使液压缸的活塞和缸体除可相对直线运动外，还可实现适当的相对转动。此时，上、下万向铰均只需二自由度便能满足空间六自由度工作台的运动要求，故静压支承液压缸可使万向铰结构得以简化。
本实用新型提供的空间六自由度工作台结构较为简洁，用它支承和装夹工件，只需装夹一次即可实现对工件进行空间斜孔、斜面或曲面切削加工，且可使所用机床的结构相应简化。
权利要求1.一种用于机床切削加工的空间六自由度工作台，其特征在于它包括台面开有T形槽的空间工作台[1]、下台基[5]、六根支撑伸缩杆[2]及上万向铰[3]、下万向铰[4]，支撑伸缩杆的上端通过上万向铰[3]与空间工作台[1]联接，另一端通过下万向铰[4]与下台基[5]联接。
2.按权利要求1所说的空间六自由度工作台，其特征在于所说的支撑伸缩杆是液压缸或滚珠丝杠或齿条齿轮。
3.按权利要求1所说的空间六自由度工作台，其特征在于支撑伸缩杆是内装有磁致伸缩式波导管超声位移检测器的单活塞杆液压缸，检测器的磁环[9]固定在液压缸活塞[6]的下端，波导管[8]伸入活塞[6]的内孔中，波导管座[10]固定在液压缸缸体[7]的下端。
4.按权利要求3所说的空间六自由度工作台，其特征在于所说的单活塞杆液压缸是静压支承单活塞杆液压缸，并且此时，其上、下万向铰的自由度数可均为二。
专利摘要本实用新型提供了一种用于机床中支承和装夹切削加工件的空间六自由度工作台，该工作台采用支撑伸缩杆一端通过万向铰联接空间工作台，另一端通过万向铰联接下台基的结构。当支撑伸缩杆的长度以一定的关系变化时，可使空间工作台沿x、y、z轴作直线运动和绕x、y、z轴作旋转运动，使工件相对于加工头有理想的位置和姿态。该空间工作台结构较为简洁，用它作工夹机具，只需装夹一次即可实现对工件进行空间斜孔，斜面或曲面的切削加工。
文档编号B23Q1/25GK2224060SQ9521377
公开日1996年4月10日 申请日期1995年6月23日 优先权日1995年6月23日
发明者王旭永, 骆涵秀 申请人:浙江大学