[实用新型]一种应用于大直径端面透镜模具加工的回转刀架结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及到一种适用于大直径端面透镜模具的精密加工的回转刀架。 

背景技术

大直径端面微结构超精密加工机床是当今发展绿色低碳工业中解决新能源问题的重要设备，也是满足未来民用显示产品的重要装备，是发展太阳能热发电关键系统部件和超薄背投显示技术中广泛应用的菲涅尔透镜加工制造技术所依赖的基础设备。针对太阳能发电站集热元件、超薄背投电视屏幕以及高精度大尺寸同心圆零件加工的迫切需求，研制出一台大直径端面微结构超精密加工机床，实现菲涅尔透镜模具加工。通过开展大面积微结构加工关键技术的研究，实现清洁、环保、节能等零件的高效、精密加工，并在用户生产中实现应用。其中，与其它超精密机床相区别的核心部件就是端面透镜模具加工的回转刀架。B轴回转刀架台要求具有较高的回转分辨率、回转精度、运动平稳性及刚度特性，使刀尖始终保持在回转中心，减小极坐标误差。 

实用新型内容

本实用新型目的是在高效、高精度加工中保持B轴回转刀架具有较高的回转分辨率、回转精度、运动平稳性及刚度特性，使刀尖始终保持在回转中心，减小极坐标误差的一种应用于大直径端面透镜模具 加工的回转刀架结构。 

一种应用于大直径端面透镜模具加工的回转刀架结构,其特征是，蜗杆连接通过其带动回转运动的扇形蜗轮板，扇形蜗轮板下设置有与之配对的刀架底座，刀架底座设置有供扇形蜗轮板回转运动的V-平形导轨，并用压板为扇形蜗轮板提供预紧力，扇形蜗轮板上固定有以其作为回转中心的滑动轴承的刀架，扇形蜗轮板上固定有为其提供预紧力的压板。 

该结构采用伺服电机直接驱动蜗杆回转，通过蜗杆带动扇形蜗轮板回转；扇形蜗轮板底面有截面为V-平形导轨，在与之配对的刀架底座的V-平形导轨中运动，保证刀架回转的精度和刚度；并用压板为扇形蜗轮板提供预紧力，提高刀架的抗振性。本实用新型刀架结构精度高、稳定性良好，有利于保证加工质量。 

附图说明

图1为大直径端面透镜模具加工的回转刀架结构原理示意图。 

图2为大直径端面透镜模具加工的回转刀架截面结构示意图。 

具体实施方式

图1中为大直径端面透镜模具加工的回转刀架结构原理示意图，其中1为高精度蜗杆、2为扇形蜗轮板、3为刀架底座、4为V形导轨面。高精度蜗杆1和扇形蜗轮板2组成蜗轮副，由于蜗轮蜗杆传动具有自锁能力，不会由于切削加工时扇形蜗轮板受力影响分度精度；扇形蜗轮板2沿着B轴的刀架底座3上面的V形导轨面4作回转运动，精度通过V形导轨面保证。 

图2中为大直径端面透镜模具加工的回转刀架截面结构示意图，其中5为蜗轮压板、6刀具压板、7天然金刚石车刀、8为V-平形导轨中的平导轨、9为蜗轮压板与扇形蜗轮板的间隙。其中，天然金刚石车刀7通过刀具压板6压紧在扇形蜗轮板上，随着扇形蜗轮板2沿着V-平形导轨的V形导轨面4和V-平形导轨的平导轨8，做高精度回转运动，并通过蜗轮压板5保持回转刀架轴向跳动，提供预紧力来提高切削时的刚性；扇形蜗轮板与刀架底座的V平形导轨最终通过刮研来保证其回转的高精度，在刮研过程中，两者互为研具。 

扇形蜗轮板为蜗轮蜗杆传动结构，传动分度精度为0.01°,回转运动的分辨率为0.001°。 

扇形蜗轮板沿与之配对的刀架底座的V平形导轨作回转运动，回转精度径向跳动小于3μm,轴向跳动小于3μm。 

压板为扇形蜗轮板提供的预紧力可以通过调整间隙，间隙调节范围为0.5mm。回转刀架结构运动平稳、无间隙。 

机床B轴回转刀架作为本项目的关键部件，需要实现1/1000°分辨率转动。通过其回转分度功能，配合机床X,Z轴联动实现大直径工件端面的微结构超精密加工。B轴刀架伺服电机直接驱动蜗杆回转，通过蜗杆带动扇形蜗轮板回转；扇形蜗轮板底面截面为V-平形导轨，在与之配对的刀架底座的V-平形导轨中运动，保证刀架回转的精度和刚度；并用压板为扇形蜗轮板提供预紧力，提高刀架的抗振性。刀架结构精度高、稳定性良好，有利于保证加工质量。