[实用新型]一种用于测试静压主轴运动精度的立式超精密装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及静压主轴性能测试技术领域，具体是一种用于测试静压主轴运动精度的立式超精密装置。

背景技术

随着现代科学技术的迅猛发展，特别是航空、航天、国防、军工等尖端科学技术的突飞猛进，对产品的稳定性和使用性能的要求越来越高，必须提高产品零部件加工的表面质量和制造精度。超精密加工机床是超精密加工领域的核心与关键，其中超精密主轴是超精密机床的核心部件，超精密主轴的动态性能直接影响到被加工零件的表面质量和制造精度。由于现有的用于测试静压主轴运动精度的立式机床本身存在结构限制，因此对静压主轴动态运动性能的在线测试存在很多缺点，使得不能反应超精密主轴在实际工作过程中的真实状态和动态性能；而且测量过程中易受实验环境的干扰，如磁干扰、机床震动等等，从而导致测试的结果准确性不高。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于测试静压主轴运动精度的立式超精密装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于测试静压主轴运动精度的立式超精密装置，包括伺服电机、静压主轴、横梁支撑板、主轴轴套、机床横梁、微进给刀架和金刚石刀具，所述静压主轴从上至下依次同轴设置有输入端部件、上止推盘、轴心和下止推盘，输入端部件通过螺栓安装在上止推盘上，所述上止推盘、轴心和下止推盘通过螺栓连接，所述主轴轴套设置在轴心外侧，所述静压主轴的顶端设置有高精度标准平晶；伺服电机包括电机定子、电机转子和机壳，电机转子安装在输入端部件外侧上端，电机定子与电机转子对应设置，电机定子通过机壳与机床横梁支撑板相连，横梁支撑板固定安装在机床横梁上；所述主轴轴套通过螺栓直接固定在机床横梁上；所述微进给刀架安装在下止推盘的下方，所述金刚石刀具安装在微进给刀架下端，微进给刀架下端的下方设有真空吸盘；所述横梁支撑板的顶端固定安装有龙门支架，龙门支架的内部一侧安装有激光动态干涉仪，激光动态干涉仪上连接有干涉仪激光源模块和计算机，干涉仪激光源模块上连接有干涉仪遥控器。

作为本实用新型进一步的方案：所述激光动态干涉仪为对振动不敏感的激光干涉仪，测量模式采用高速光学相位传感器，最高曝光时间1μs，RMS重复性小于0.633nm，RMS精度小于1.25nm。

作为本实用新型进一步的方案：所述高精度标准平晶为光学平晶，面形精度PV值小于λ/50，其中λ=0.633μm，表面粗糙度RMS值小于2nm。

作为本实用新型再进一步的方案：所述静压主轴采用超精密直驱式静压主轴。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该装置操作简单，测量结果准确可靠，测量精度高，不受实验环境的影响，可以实现对纳米级精度直驱式超精密静压主轴的动态性能在线测量；本实用新型可以实现对处于实际加工状态下的超精密静压主轴的动态性能进行实时在线测量，不影响超精密机床的加工过程，同时测量结果能反映超精密主轴实际工作中的真实状态和动态性能；在测量中采用激光动态干涉仪不会对主轴的运行状态造成影响。

附图说明

图1为本实用新型具体实施方式的整体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

具体实施方式一

请参阅图1，本实用新型实施例中，一种用于测试静压主轴运动精度的立式超精密装置，包括伺服电机、静压主轴、横梁支撑板8、主轴轴套11、机床横梁13、微进给刀架14和金刚石刀具15，静压主轴采用超精密直驱式静压主轴，静压主轴从上至下依次同轴设置有输入端部件7、上止推盘9、轴心10和下止推盘12，输入端部件7通过螺栓安装在上止推盘9上，上止推盘9、轴心10和下止推盘12通过螺栓连接，主轴轴套11设置在轴心10外侧，主轴轴套11和静压主轴之间通入压缩空气或压力油以实现近零摩擦传动。

伺服电机包括电机定子4、电机转子5和机壳6，电机转子5安装在输入端部件7外侧上端，电机定子4与电机转子5对应设置，电机定子4通过机壳6与机床横梁支撑板8相连，横梁支撑板8固定安装在机床横梁13上；主轴轴套11通过螺栓直接固定在机床横梁13上；微进给刀架14安装在下止推盘12的下方，金刚石刀具15安装在微进给刀架14下端，微进给刀架14下端的下方设有真空吸盘17。