超精密水静压轴承转台的制作方法

1.本发明涉及加工机床技术领域，特别是涉及一种超精密水静压轴承转台。


背景技术：

2.在科研、高端制造业的精密测量等应用场景，经常会用到一些高精度的转台，通过旋转配合相应的加工设备，来实现对工件的加工控制。而轴承转台在进行机械加工可用来实现圆周进给运动，将工件转位换面，和自动换刀装置配合使用，实现工件一次安装能完成几个面的多种工序，大大提高了工作效率，是多种精密数控机床必不可少的基础功能部件。
3.轴承转台普遍应用在精密及超精密数控机床行业中，如带有旋转轴的车床、磨床、四轴机床、五轴机床，其轴承转台的精密程度决定了该机床的精度等级。对于带有旋转轴的精密超精密数控机床，均要求其配置的轴承转台旋转精度高、刚度高、承载能力大、运转平稳、适用转速范围大、使用寿命长。轴承转台是超精密加工技术的重要组成部分，可提高精密超精密数控机床的整体精度。
4.现有的轴承转台普遍采用滚动轴承支承，其旋转精度受限制，运转时滚动体与轴承滚道之间摩擦，容易产生振动，且容易磨损，使用一段时间后会降低精度。现有水静压转台虽然旋转精度较高，但其结构零件加工复杂，零件精度不易保证，大部分结构中并无刹车制动装置，角度分度后无法保证定位精度稳定。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是提供一种旋转精度高、刚度高、运行稳定、适用转速范围大的超精密水静压轴承转台。
6.本发明超精密水静压轴承转台，包括转台基体，转台基体的内圆安装有铜套，转台基体的上下表面各安装有一个铜环，铜套和铜环均与转台基体固定连接，铜套和铜环构成铜套组件，基体内侧设置有轴芯，轴芯与端盖固定连接，轴芯与铜套、端盖与铜环相邻的面均为间隙配合，铜套组件与轴芯和端盖之间填充有超精密的水。
7.本发明超精密水静压轴承转台，其中两个铜环和一个铜套组成的铜套组件绕转台基体的内圆边缘形成一个开口向外的截面为c型的结构。
8.本发明超精密水静压轴承转台，其中所述轴芯的上下两侧分别与一个端盖固定连接，形成工字型结构。
9.本发明超精密水静压轴承转台，其中所述转台基体的一侧设置有进水管接头，进水管接头与转台基体内部开设的进水通道相通，进水通道的另一端连接到轴芯与铜套、端盖与铜环之间的间隙中。
10.本发明超精密水静压轴承转台，其中所述转台基体的一侧设置有回水管接头，回水管接头与转台基体内部开设的回水通道相通，回水通道的另一端连接到轴芯与铜套、端盖与铜环之间的间隙中。
11.本发明超精密水静压轴承转台，其中所述转台基体的一侧设置有进气管接头，进
气管接头与转台基体内部开设的进气通道相通，进气通道的另一端连接到端盖与铜环之间。
12.本发明超精密水静压轴承转台，其中所述铜环与下端盖之间设置有密封环。
13.本发明超精密水静压轴承转台与现有技术不同之处在于，本发明超精密水静压轴承转台在转台上安装有铜环与铜套，经过精密过滤的压缩水通过它们实现节流，从而支撑主轴部件旋转。
14.本发明超精密水静压轴承转台采用液压轴承支撑结构，转台轴芯组件与铜套组件相配合，轴芯包裹在铜套的内部，保证转台台面旋转的高精度，且承载能力高、运转平稳。
15.本发明超精密水静压轴承转台采用气动密封，利用压缩空气来封堵端盖与铜环的间隙，并在下端盖嵌入密封环，使液压介质难以流出，保证转台的密封。
16.下面结合附图对本发明的超精密水静压轴承转台作进一步说明。
附图说明
17.图1为本发明超精密水静压轴承转台的结构示意图；
18.图2为本发明超精密水静压轴承转台的俯视图；
19.图3为本发明超精密水静压轴承转台的进水结构示意图；
20.图4为本发明超精密水静压轴承转台的回水结构示意图；
21.图5为本发明超精密水静压轴承转台的气动密封结构示意图；
22.图6为本发明超精密水静压轴承转台中主轴的结构示意图；
23.图7为本发明超精密水静压轴承转台的爆炸结构示意图；
24.图中标记示意为：1-转台基体；2-铜环；3-铜套；4-轴芯；5-端盖；6-密封环；7-进水管接头；8-回水管接头；9-进气管接头。
具体实施方式
25.以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
26.如图1-图5所示，本发明超精密水静压轴承转台包括转台基体1、轴芯4和端盖5，端盖5位于转台基体1的上下两侧，轴芯4位于转台基体1内部。
27.转台基体1的内圆安装有铜套3，铜套3与基体固定装配。转台基体1的上下表面各安装有一个铜环2，铜环2也与转台基体1固定连接，两个铜环2和一个铜套3组成的铜套组件绕转台基体1的内圆边缘形成一个开口向外的截面为c型的结构。
28.轴芯4位于转台基体1内侧。轴芯4的上下两侧分别通过螺栓与一个端盖5固定连接，形成工字型结构，轴芯4可以随端盖5同步转动。轴芯4与铜套3和端盖5与铜环2相邻的面均为间隙配合。
29.如图3所示，转台基体1的一侧设置有进水管接头7，进水管接头7与转台基体1内部开设的进水通道相通，进水通道的另一端连接到轴芯4与铜套3之间以及端盖5与铜环2之间的间隙中。进水管接头7连接水源，向转台基体1内部通入超精密的水。
30.如图4所示，转台基体1的一侧设置有回水管接头8，回水管接头8与转台基体1内部开设的回水通道相通，回水通道的另一端连接到轴芯4与铜套3之间以及端盖5与铜环2之间的间隙中。超精密水经进水通道进入转台内部的间隙后从回水通道排出，使铜套组件与轴
芯4和端盖5之间填充满超精密的水，形成对主轴部件旋转的支撑。
31.如图5所示，转台基体1的一侧设置有进气管接头9，进气管接头9与转台基体1内部开设的进气通道相通，进气通道的另一端连接到端盖5与铜环2表面的凹槽之间，利用压缩空气来封堵端盖5与铜环2的间隙。铜环2表面的凹槽与水路不相通。
32.下侧端盖5的上表面上设置有密封环6，密封环6位于铜环2与下侧端盖5之间，使液压介质难以流出，保证转台的密封。
33.转子安装轴安装在轴芯4中，转子安装轴由力矩电机驱动，可以为转台提供较高的力矩。在转子安装轴上设置有圆光栅，配合圆光栅读数头可以实现对转台转动角度的精确闭环控制，使用方便，可以广泛应用于各种带有旋转轴的精密超精密数控机床，如车床、磨床、四轴机床、五轴机床等设备。
34.本发明超精密水静压轴承转台，在转台上安装有铜环2与铜套3，经过精密过滤的压缩水通过它们实现节流，从而支撑主轴部件旋转。
35.本发明超精密水静压轴承转台采用液压轴承支撑结构，转台轴芯4组件与铜套3组件相配合，轴芯4包裹在铜套3的内部，保证转台台面旋转的高精度，且承载能力高、运转平稳。
36.本发明超精密水静压轴承转台采用气动密封，利用压缩空气来封堵端盖5与铜环2的间隙，并在下侧端盖5嵌入密封环6，使液压介质难以流出，保证转台的密封。
37.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

技术特征：
1.一种超精密水静压轴承转台，其特征在于：包括转台基体，转台基体的内圆安装有铜套，转台基体的上下表面各安装有一个铜环，铜套和铜环均与转台基体固定连接，铜套和铜环构成铜套组件，基体内侧设置有轴芯，轴芯与端盖固定连接，轴芯与铜套、端盖与铜环相邻的面均为间隙配合，铜套组件与轴芯和端盖之间填充有超精密的水。2.根据权利要求1所述的超精密水静压轴承转台，其特征在于：两个铜环和一个铜套组成的铜套组件绕转台基体的内圆边缘形成一个开口向外的截面为c型的结构。3.根据权利要求1所述的超精密水静压轴承转台，其特征在于：所述轴芯的上下两侧分别与一个端盖固定连接，形成工字型结构。4.根据权利要求1所述的超精密水静压轴承转台，其特征在于：所述转台基体的一侧设置有进水管接头，进水管接头与转台基体内部开设的进水通道相通，进水通道的另一端连接到轴芯与铜套、端盖与铜环之间的间隙中。5.根据权利要求1或4所述的超精密水静压轴承转台，其特征在于：所述转台基体的一侧设置有回水管接头，回水管接头与转台基体内部开设的回水通道相通，回水通道的另一端连接到轴芯与铜套、端盖与铜环之间的间隙中。6.根据权利要求1所述的超精密水静压轴承转台，其特征在于：所述转台基体的一侧设置有进气管接头，进气管接头与转台基体内部开设的进气通道相通，进气通道的另一端连接到端盖与铜环之间。7.根据权利要求1所述的超精密水静压轴承转台，其特征在于：所述铜环与下端盖之间设置有密封环。

技术总结
本发明超精密水静压轴承转台涉及一种用于机床加工的转台结构。其目的是为了提供一种旋转精度高、刚度高、结构简单、运转平稳、适用转速范围大的超精密水静压轴承转台。本发明超精密水静压轴承转台包括转台基体，转台基体的内圆安装有铜套，转台基体的上下表面各安装有一个铜环，铜套和铜环均与转台基体固定连接，铜套和铜环构成铜套组件，基体内侧设置有轴芯，轴芯与端盖固定连接，轴芯与铜套、端盖与铜环相邻的面均为间隙配合，铜套组件与轴芯和端盖之间填充有超精密的水。盖之间填充有超精密的水。盖之间填充有超精密的水。


技术研发人员：李金明 王昊 张燕 赵建强
受保护的技术使用者：北京海普瑞森超精密技术有限公司
技术研发日：2023.06.14
技术公布日：2023/9/22