專利名稱：機床圓工作臺復合式旋轉(zhuǎn)支承裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機床加工設備，尤其涉及一種機床圓工作臺旋轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)的改良。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有機床設備圓工作臺旋轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)形式有多種，有軸向和徑向均采用滾動軸 承支承，這種形式的圓工作臺雖結(jié)構(gòu)簡單，但承重小，使用壽命短；還有軸向為滑 動支承，徑向是滾動軸承的結(jié)構(gòu)形式，其運動精度低，但承重大；有軸向和徑向都 采用靜壓軸承支承，使用壽命長，但結(jié)構(gòu)較大，制造成本高，這些支承形式有各自 的特點和適用的場合。
分析靜壓技術(shù)支承形式，承受機床圓工作臺軸向力的有采用靜壓導軌技術(shù)，目 前比較常見的是采用開式靜壓導軌結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)只有單面油膜支承，其剛性不及 有雙面油膜的閉式靜壓導軌。而閉式靜壓導軌現(xiàn)在常見的只是用于直線形式的導軌 上；徑向采用靜壓軸承支承比較多，從靜壓支承理論上分析，現(xiàn)有這種技術(shù)結(jié)構(gòu)對 細微的載荷變化不敏感，會產(chǎn)生工件誤差的復印現(xiàn)象，微量變化時剛性不及滾動軸 承。與徑向采用滾動軸承結(jié)構(gòu)相比，制造成本和維護成本高，且結(jié)構(gòu)體積大。
在滾動軸承使用上，軸向和徑向均采用滾動軸承， 一般結(jié)構(gòu)都是使用球軸承； 有徑向單獨采用滾動軸承，軸向為滑動導軌的機床圓工作臺，其滾動軸承也是采用 球軸承或球軸承與其他軸承的組合，這類結(jié)構(gòu)形式的支承剛性都不適應精密機床高 剛性的要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中上述不同形式存在的缺陷和不足，隨著精密滾動軸承的成 熟發(fā)展和靜壓支承技術(shù)的深入，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)緊湊成本低，剛性好承重力大， 運動精度高，使用壽命長的機床圓工作臺復合式旋轉(zhuǎn)支承裝置。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是機床圓工作臺復合式旋轉(zhuǎn)支承裝置， 包括工作臺，軸向靜壓支承構(gòu)件，旋轉(zhuǎn)主軸，滾動軸承，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)主 軸的上部安裝有承受軸向載荷的軸向平面環(huán)形閉式靜壓圓導軌支承，旋轉(zhuǎn)主軸的中 部安裝有承受徑向載荷的滾動軸承，二者構(gòu)成靜壓與滾動復合式旋轉(zhuǎn)支承；所述閉 式靜壓圓導軌支承由上壓環(huán)，安裝在上壓環(huán)下面的中隔環(huán)，安裝在中隔環(huán)下面的下 體殼連成一體，所述導軌支承在與旋轉(zhuǎn)主軸相對應的承壓面上設有油腔。本發(fā)明解決上述方案還可以進一步完善，
作為優(yōu)選，所述所述中隔環(huán)是一個環(huán)形體，有上、下二個相互平行的平面，所 述平面與環(huán)形體的中軸線垂直，并與上壓環(huán)的上密封結(jié)合面、下體殼的下密封結(jié)合 面組成上、下密封結(jié)合面；所述中隔環(huán)內(nèi)孔有卸荷回油槽。
作為優(yōu)選，所述下體殼大端外側(cè)的承壓面上設有若干個靜壓油腔，所述油腔分 別與靜壓油路孔相通；油腔周邊是下油膜承載面，其余外側(cè)承壓面是下密封結(jié)合面， 下油膜承載面與下密封結(jié)合面在同一平面上，中間設有分隔槽；所述靜壓油路孔與 靜壓供油系統(tǒng)進油管路相連接。
作為優(yōu)選，所述下體殼的內(nèi)肩孔內(nèi)安裝有滾動軸承，所述內(nèi)肩孔與下油膜承載 面相垂直，且與下部安裝回轉(zhuǎn)工作臺驅(qū)動機構(gòu)的通孔同軸。
作為優(yōu)選，所述下體殼以外徑定心，采用螺栓與機床床身連接，下體殼的卸荷 回油孔與床身上靜壓供油系統(tǒng)回油管路相通。
作為優(yōu)選，所述上壓環(huán)是一個有上、下二個平行平面相的環(huán)形體，環(huán)形體外徑 與中隔環(huán)外徑相適應，內(nèi)孔有卸荷回油槽，下端面上設有若干個靜壓油腔，所述油 腔分別與靜壓油路孔相通，油腔周邊是上油膜承載面，其余下端面是上密封結(jié)合面， 上油膜承載面與上密封面在同一平面上，所述靜壓油路孔與靜壓供油系統(tǒng)進油管路 相連接。
作為優(yōu)選，所述旋轉(zhuǎn)主軸頂部設有定心套，通過定心套與工作臺相連接；在工 作臺與旋轉(zhuǎn)主軸之間設有若干軸向連接孔，采用螺栓將旋轉(zhuǎn)主軸與工作臺固定；所 述旋轉(zhuǎn)主軸底部裝有與圓工作臺旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)相連接的聯(lián)軸節(jié)。
作為優(yōu)選，所述閉式靜壓圓導軌的靜壓供油系統(tǒng)工作壓力為15-80bar。 作為優(yōu)選，所述滾動軸承是承受徑向載荷的圓柱滾子滾動軸承，或滾動軸承的 等效組合。
本發(fā)明的有益效果是機床圓工作臺旋轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)，軸向采用平面環(huán)形閉式靜 壓導軌和徑向采用圓柱滾子滾動軸承的復合支承裝置，替代全滾動軸承或滑動導軌 與滾動軸承的形式，具有承重力大，運動精度高，使用壽命長的優(yōu)點；相比于軸向、 徑向全靜壓支承形式，其優(yōu)點在于旋轉(zhuǎn)主軸短，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，維修方便，制造和 使用成本低；閉式靜壓圓導軌具有二面油膜支承，相對于開式單面油膜支承的靜壓 圓導軌，有其更大的承載剛性。


圖1是機床圓工作臺復合式旋轉(zhuǎn)支承裝置示意圖。圖2是靜壓支承構(gòu)件下體殼示意圖。
具體實施例方式
下面通過實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體說明。
實施例如圖l、圖2所示機床圓工作臺旋轉(zhuǎn)支承裝置，旋轉(zhuǎn)主軸5頂面上沉
孔處有4只M12螺孔裝定心套7，頂面上有6只M16螺孔，藉螺栓8和定心套7 與工作臺1相連接；旋轉(zhuǎn)主軸5底部端面上裝有與圓工作臺旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)10相連 接的聯(lián)軸節(jié)9。
旋轉(zhuǎn)主軸5頂端外徑上裝有上壓環(huán)2，大徑外側(cè)裝有中隔環(huán)3;大徑兩側(cè)面是 靜壓油膜軸向剛性支承面，承受軸向靜壓支承構(gòu)件上壓環(huán)2上油腔20與下體殼4 下油腔12傳遞的靜壓系統(tǒng)壓力，這種有二面油腔20、 12，具有雙向油膜剛性，形 成了旋轉(zhuǎn)主軸5軸向平面環(huán)形閉式靜壓圓導軌支承結(jié)構(gòu)，比開式靜壓圓導軌支承有 更大的承載力，可以承受較大的軸向載荷和顛覆力矩。旋轉(zhuǎn)主軸5中部1: 12錐體 處，與承受徑向載荷的圓柱滾子滾動軸承6相匹配，成為旋轉(zhuǎn)軸徑向支承；這樣， 平面環(huán)形閉式靜壓圓導軌軸向支承，與圓柱滾子滾動軸承的徑向支承，構(gòu)成了機床 圓工作臺靜壓與滾動復合式旋轉(zhuǎn)支承。旋轉(zhuǎn)主軸5全長只有全靜壓軸承支承形式主 軸的1/3-1/4左右，相比而言，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，制造和使用成本低，維修方便，又 有承重力大，運動精度高，使用壽命長的優(yōu)點。
滾動軸承6采用能承較大受徑向力的精密雙列圓柱滾子滾動軸承，型號 NN3030K/P2，選用圓錐孔型；這種圓錐孔的圓柱滾子滾動軸承，安裝時容易調(diào)整 和設定徑向游隙，雙列圓柱滾子有很高的徑向剛性，這種軸承結(jié)構(gòu)能滿足軸向平面 靜壓圓導軌在靜壓建立前后的微量位移，是球軸承所不具備的條件，是實現(xiàn)復合支 承的優(yōu)勢所在。徑向采用精密雙列圓柱滾子滾動軸承，大大簡化了設計結(jié)構(gòu)，減低 了生產(chǎn)和使用成本，提高了徑向接觸剛性，優(yōu)于徑向采用靜壓軸承結(jié)構(gòu)。
中隔環(huán)3是一個平行平面的環(huán)形體，兩端面是上、下密封結(jié)合面18，分別與上 壓環(huán)2和下體殼4的密封面22、 18結(jié)合，形成油壓密封；中隔環(huán)3的內(nèi)孔有卸荷 回油槽19。兩端面上有二組18只①13.5通孔，是軸向靜壓支承構(gòu)件的連接孔；中 隔環(huán)3是一個雙平面的環(huán)形體，這種平面環(huán)形結(jié)構(gòu)形式，比之其他碟形結(jié)構(gòu)的構(gòu)件 明顯進步是調(diào)整油膜面的間隙非常方便，只要調(diào)整中隔環(huán)3的厚度，就能調(diào)整上下 油膜承載面21、 13的間隙，以達到理想的靜壓參數(shù)，而其他碟形結(jié)構(gòu)的靜壓支承 件調(diào)整就比較麻煩。上壓環(huán)2下端面上有6只等分弧形腰子狀油腔20,油腔20與靜壓油路孔23 相通，油腔20周邊是上油膜承載面21，其余下端面是上密封面22，且上油膜承載 面21與上密封面22在同一平面上，這種結(jié)構(gòu)使加工工藝方便，易于達到表面精度。 靜壓油路孔23與靜壓供油系統(tǒng)進油管路27相連接。內(nèi)孔有卸荷回油槽24;上壓環(huán) 2上端面有二組18只①13. 5X (D20深12沉頭通孔，藉M12螺栓件28與中隔環(huán)2、 下體殼4相連接，組成軸向靜壓支承構(gòu)件，使之成為一體。下體殼4大端11外側(cè)的承壓面上有6只等分弧形腰子狀油腔12，油腔12與靜 壓油路孔15相通，油腔12周邊是下油膜承載面13，其余外側(cè)承壓面是下密封面 14，上油膜承載面13與下密封面14在同一平面上，工藝結(jié)構(gòu)合理，使加工方便， 易于達到表面精度；中間有分隔槽29，它不僅分隔了油膜承載面和油壓密封面，還 具有靜壓油腔的卸荷回油作用；靜壓油路孔15與靜壓供油系統(tǒng)管路27相連接，下 體殼4外側(cè)端面上還有二組M12螺孔，是軸向靜壓支承構(gòu)件的連接螺孔；下體殼4 安裝滾動軸承6的內(nèi)肩孔16,與下油膜承載面13相垂直，且與下體殼4下部的通 孔17在同一中心軸線上，有較高的位置精度；通孔17內(nèi)裝旋轉(zhuǎn)工作臺的驅(qū)動機構(gòu) 10，與聯(lián)軸節(jié)9相配合；下體殼4大端11上有一組18只①13.5X①20深13沉頭 通孔，藉M12螺栓件25與床身26相連接，并以件32的外徑定心，其卸荷回油孔 30與床身上靜壓供油系統(tǒng)回油管路31相通。閉式靜壓圓導軌的靜壓供油系統(tǒng)工作壓力為15-80bar。靜壓供油系統(tǒng)進油管路 27中裝有二組PM控制器，每組油腔有對應一只薄膜反饋節(jié)流式控制元件。本發(fā)明的機床圓工作臺復合式旋轉(zhuǎn)支承裝置，在MGKF600高精度數(shù)控立軸復 合磨床上應用和實施。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明創(chuàng)意作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù) 領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改補充或采用類似的 方式替代,但不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
權(quán)利要求
1.一種機床圓工作臺復合式旋轉(zhuǎn)支承裝置，包括工作臺(1)，軸向靜壓支承構(gòu)件，旋轉(zhuǎn)主軸(5)，滾動軸承(6)，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)主軸(5)的上部安裝有承受軸向載荷的軸向平面環(huán)形閉式靜壓圓導軌支承，旋轉(zhuǎn)主軸(5)的中部安裝有承受徑向載荷的滾動軸承(6)，二者構(gòu)成靜壓與滾動復合式旋轉(zhuǎn)支承；所述閉式靜壓圓導軌支承由上壓環(huán)(2)，安裝在上壓環(huán)(2)下面的中隔環(huán)(3)，安裝在中隔環(huán)(3)下面的下體殼(4)連成一體，所述導軌支承與旋轉(zhuǎn)主軸(5)相對應的承壓面上設有油腔。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述機床圓工作臺復合式旋轉(zhuǎn)支承裝置，其特征在于所述中隔 環(huán)(3)是一個有上、下二個相互平行平面的環(huán)形體，并與上壓環(huán)(2)的上密封結(jié)合面(22)、 下體殼(4)的下密封結(jié)合面(14)組成上、下密封結(jié)合面(18);所述中隔環(huán)(3)內(nèi)孔 有卸荷回油槽(19)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述機床圓工作臺復合式旋轉(zhuǎn)支承裝置，其特征在于所述 下體殼(4)大端(11)外側(cè)的承壓面上設有若干個靜壓油腔(12)，所述油腔(12)分 別與靜壓油路孔(15)相通；油腔(12)周邊是下油膜承載面(13)，其余外側(cè)承壓面是 下密封結(jié)合面(14)，下油膜承載面(13)與下密封結(jié)合面(14)在同一平面上，中間設 有分隔槽(29);所述靜壓油路孔(15)與靜壓供油系統(tǒng)進油管路(27)相連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述機床圓工作臺復合式旋轉(zhuǎn)支承裝置，其特征在于所述下體 殼(4)大端(11)外側(cè)的承壓面上設有若干個靜壓油腔(12)，所述油腔(12)分別與 靜壓油路孔(15)相通；油腔(12)周邊是下油膜承載面(13)，其余外側(cè)承壓面是下密 封結(jié)合面(14)，下油膜承載面(13)與下密封結(jié)合面(14)在同一平面上，中間設有分 隔槽(29);所述靜壓油路孔(15)與靜壓供油系統(tǒng)進油管路(27)相連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述機床圓工作臺復合式旋轉(zhuǎn)支承裝置，其特征在于所述 下體殼(4)的內(nèi)肩孔(16)內(nèi)安裝有滾動軸承(6)，所述內(nèi)肩孔與下油膜承載面(13) 相垂直，且與下部安裝回轉(zhuǎn)工作臺驅(qū)動機構(gòu)(10)的通孔(17)同軸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述機床圓工作臺復合式旋轉(zhuǎn)支承裝置，其特征在于所述 下體殼(4)以外徑(32)定心，采用螺栓(25)與機床床身(26)連接，下體殼(4) 的卸荷回油孔(30)與床身上靜壓供油系統(tǒng)回油管路(31)相通。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述機床圓工作臺復合式旋轉(zhuǎn)支承裝置，其特征在于所述 上壓環(huán)(2)是一個有上、下二個平行平面相的環(huán)形體，環(huán)形體外徑與中隔環(huán)(3)外徑 相適應，內(nèi)孔有卸荷回油槽(24),下端面上設有若干個靜壓油腔(20)，所述油腔(20) 分別與靜壓油路孔(23)相通，油腔周邊是上油膜承載面(21)，其余下端面是上密封結(jié) 合面(22)，上油膜承載面(21)與上密封面(22)在同一平面上，所述靜壓油路孔(23) 與靜壓供油系統(tǒng)進油管路(27)相連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述機床圓工作臺復合式旋轉(zhuǎn)支承裝置，其特征在于所述 旋轉(zhuǎn)主軸(5)頂部設有定心套(7)，通過定心套(7)與工作臺(1)相連接；在工作臺(1)與旋轉(zhuǎn)主軸(5)之間設有若干軸向連接孔，采用螺栓(8)將旋轉(zhuǎn)主軸(5)與工 作臺(1)固定；所述旋轉(zhuǎn)主軸(5)底部裝有與圓工作臺旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)(10)相連接的 聯(lián)軸節(jié)(9)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述機床圓工作臺復合式旋轉(zhuǎn)支承裝置，其特征要于所述 閉式靜壓圓導軌的靜壓供油系統(tǒng)工作壓力為15-80bar。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述機床圓工作臺復合式旋轉(zhuǎn)支承裝置，其特征在于所述 滾動軸承(6)是承受徑向載荷的圓柱滾子滾動軸承，或滾動軸承的等效組合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機床圓工作臺復合式旋轉(zhuǎn)支承裝置。包括工作臺，旋轉(zhuǎn)主軸，軸向靜壓支承構(gòu)件，滾動軸承，其特征是旋轉(zhuǎn)主軸的上部安裝有承受軸向載荷的軸向平面環(huán)形閉式靜壓圓導軌支承，旋轉(zhuǎn)主軸的中部安裝有承受徑向載荷的滾動軸承，二者構(gòu)成靜壓與滾動復合式旋轉(zhuǎn)支承；閉式靜壓圓導軌支承由上壓環(huán)，安裝在上壓環(huán)下面的中隔環(huán)，安裝在中隔環(huán)下面的下體殼連成一體；上壓環(huán)的下平面、下體殼的上平面與中隔環(huán)組成上、下密封結(jié)合面，導軌支承與旋轉(zhuǎn)主軸相對應的承壓面上設有靜壓油腔；滾動軸承是圓柱滾子滾動軸承，或滾動軸承的等效組合。本發(fā)明具有承重力大，運動精度高，使用壽命長的優(yōu)點；且旋轉(zhuǎn)主軸短，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，制造、使用成本低，維修方便，支承剛性高。
文檔編號B23Q1/26GK101549461SQ200810060240
公開日2009年10月7日 申請日期2008年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月31日
發(fā)明者衛(wèi) 何, 周嗚群, 周哲平, 謝穎華, 金鳳珠, 黃春韶 申請人:杭州機床集團有限公司