[发明专利]控制浮起量的开式静压回转工作台及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械制造设备中，重型机床开式静压回转工作台及其回转定心轴结构。

技术背景

现代数控机床的发展越来越趋向于高速、高精、重载，而作为重型机床的关键附件-回转工作台，同样面临向重型发展的要求。作为实现数控回转工作台回转运动的导轨副及轴承结构部分的结构性能，对于保证工作台运动精度、性能指标起着重要作用。基于液体静压原理的静压导轨结构形式由于具有承载能力高、摩擦系数极小、刚性大、精度保持性好等诸多优点，因此被越来越多应用到机床产品设计中。特别是大、中型数控机床，由于用户对机床回转工作台的承载能力、转速等要求越来越高，所以能提升承载能力、减小摩擦系数的静压结构成为了首选。开式静压导轨副结构由于其制造简单，成本相对较低，目前，被广泛应用在大、中型数控机床应用静压原理的回转工作台结构中。传统的开式静压导轨转台结构一般只设计成单方向承载形式-即以液体静压介质形成与工件载荷方向相反的导轨支撑，其静压方式以定压式静压为主；缺点是静压浮起量随外载荷变化而变化较大，油膜刚性差，静压导轨油膜生成困难。因此具有开式静压导轨应用的关键是要解决静压浮起量的控制问题，以及油膜刚性控制问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种开式静压回转工作台及其制造方法，解决了工作台的定心问题，同时很好地控制了工作台静压浮起量，提高了工作台的油膜刚性。

控制浮起量的开式静压回转工作台，包括工作台回转轴定心结构、液压浮动夹紧器、回转驱动装置以及液压供油的多头泵，其特征在于工作台转台体下部圆柱与大齿圈的内孔采用同轴基孔制间隙配合，将大齿圈固定在工作台上并共同落在滑座上，在大齿圈凸出工作台的空隙中间隔地设置液压浮动夹紧器，滑座上表面的静压油腔与定量式多头泵的出油管连通；具有较高平面度和粗糙度的大齿圈底面与滑座上表面的静压油腔组成液体静压导轨副；回转定心轴安装在滑座的中心部，定心轴与工作台中心孔采用基孔制配合，定心轴外周置下隔圈、上隔圈，盘片式弹簧与双列圆柱滚子轴承之间安置轴向推力圆柱轴承，由螺栓向下穿过端盖、盘片式弹簧及分配环使之与定心轴大径上端锁紧，实现定位；齿轮减速箱安装在滑座侧面，其上的两个齿轮与大齿圈啮合，驱动工作台回转；定心轴上部安装圆光栅，实现工作台圆周回转闭环测量。

制造方法：具有较高平面度和粗糙度的大齿圈底面的制造：组合磨削方式保证工作台大齿圈下表面静压导轨单件精度，同时采用配研刮削滑座静压油腔上表面保证上下静压导轨配合精度，工作台转台体下部用作定位的圆柱部分厚度要小于大齿圈的厚度，并且在紧固螺钉和圆锥销的沉孔部分用铜堵过盈配合塞紧后，整体磨削加工，实现大齿圈下表面的较高平面度，以及大齿圈下表面与工作台台面的平行度；按照静压导轨稳定运动的要求可通过弹簧与端盖之间预留间隙的大小对静压导轨刚性进行调整；工作台回转中心定心结构上附加的轴向推力圆柱轴承通过盘片式弹簧与端盖之间预留的这一间隙为工作台提供向下的预载荷，同时按照设计要求正确装配、调整工作台回转定心轴承结构和附加的轴向推力轴承结构的预紧力及精度并保证工作台静压浮起后的浮起量；同时通过调整下隔圈的轴向宽度以调整双列圆柱滚子轴承的径向游隙，使其达到理想的预载荷及旋转精度。

在本发明中，为解决传统开式静压回转工作台承载能力差、摩擦力大难于高速回转的问题，应用了定量式静压原理。为了解决传统开式静压回转台承受偏载能力差、浮起高度不受控制的问题，则在一般的作为回转定心的定心轴结构基础上增加了推力轴承结构，推力轴承结构一方面有效控制了开式静压转台的浮起量，同时也有效承载了液体静压导轨副的初始预负荷，增加了油膜刚性，提高了开式静压转台的运动平稳性、运动精度及抵抗偏载能力。同样当工作台承受偏载时，根据上述所述的油压的自动调节功能作用，工作台局部偏载部分所对应的工作台静压导轨部分的泄油压力与正常载荷部分的泄油压力不同，以此平衡偏载部分的载荷，使工作台受力始终处于平衡状态，使其受到的影响很小。

附图说明

图1是开式静压回转台去掉工作台时的布置示意图；

图2是开式静压回转台静压结构剖面示意图；

图3是开式静压回转台定心结构剖面示意图；

图4是图3中端盖与盘式弹簧结构中的放大图。

具体实施方式