[发明专利]一种光学自由曲面精密铣削机床

说明书

一种光学自由曲面精密铣削机床，属于光学自由曲面制造及精密加工技术领域，包括机床底座，所述机床底座上表面通过防松螺栓组件安装有机床底板，机床底板上表面安装有Z轴运动机构和摇篮工作台，摇篮工作台上通过工件夹具安装有光学自由曲面工件，Z轴运动机构顶部安装有机床顶板，机床顶板上安装有重力平衡装置；所述机床底板上表面开设有铣削废液收集槽，废液收集槽槽底开设有废液收集孔，废液收集孔通过管线排出，对铣削废液进行回收；Z轴运动机构上依次安装有Y轴运动机构、X轴运动机构、主轴箱及主轴组件。该机床有着优良的刚度、强度和稳定性。所使用防松螺栓组件为一种“栓中栓”结构，可以保证机床有稳定的静动态特性。

技术领域

本发明涉及光学自由曲面制造及精密加工技术领域，具体涉及一种光学自由曲面精密铣削铣削机床。

背景技术

在光学自由曲面加工整个工艺链中，精密铣削对光学自由曲面的表面及亚表面质量影响很大，其加工效果将直接决定磨削、抛光等后续加工的效率及可行性。因此，研制光学自由曲面精密铣床成为提高光学自由曲面制造能力的关键因素之一，而光学自由曲面铣床设计中存在的高刚度、大阻尼及长效稳定性等多因素耦合也使其成为当前极复杂、风险极高的工程问题之一。

机床结合面的刚度和阻尼对机床静动态特性影响显著，但是现有螺栓的防松方式在遇到振动、高温、长时间使用等情况时还是有松脱的可能，进而影响机床结合面的刚度和阻尼或产生破坏效应。

发明内容

本发明的目的是提供一种光学自由曲面精密铣削机床，可实现复杂光学自由曲面高质量、高效率的精密加工。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种光学自由曲面精密铣削机床，包括机床底座，所述机床底座上表面通过防松螺栓组件安装有机床底板，机床底板上表面安装有Z轴运动机构和摇篮工作台，摇篮工作台上通过工件夹具安装有光学自由曲面工件，摇篮工作台可以提供机床A轴回转运动和C轴回转运动，Z轴运动机构顶部安装有机床顶板，机床顶板上安装有重力平衡装置；所述机床底板上表面开设有铣削废液收集槽，废液收集槽槽底开设有废液收集孔，废液收集孔通过管线排出，对铣削废液进行回收；Z轴运动机构上安装有Y轴运动机构，Y轴运动机构底部安装有X轴运动机构，X轴运动机构底部安装有主轴箱，主轴箱连接主轴组件。

所述Z轴运动机构包括Z轴立柱、Z轴导轨滑块、Z轴溜板及Z轴电机丝杠机构；所述Z轴立柱底端固定安装于机床底板上，且Z轴立柱为四个，分别分布于机床底板的四角处，Z轴立柱顶部安装有机床顶板，Z轴立柱侧面设置有沿高度方向安装的Z轴导轨滑块，Z轴导轨滑块的滑块上安装有Z轴溜板，Z轴电机丝杠机构的Z电机设置于机床顶板或Z轴立柱上，Z轴电机设置在机床顶板上使内框和外框互联，可以增加机床静动态刚度，会产生力学回流效应，降低Z轴运动精度。Z轴电机设置在立柱上不会产生力学回流效应，因此Z轴运动精度高，但相比设置在顶板上，会降低机床静动态刚度，Z轴电机丝杠机构的丝杠与Z轴溜板螺纹连接，用于驱动Z轴溜板运动，所述Z轴溜板底部安装有Y轴运动机构，Z轴运动机构可以提供机床Z轴方向上下直线进给运动。

所述Z轴立柱的个数大于等于1，优选Z轴立柱的个数大于等于2，最优为4个。