CN104741937B - 一种高刚性低成本闭式静压导轨 - Google Patents

一种高刚性低成本闭式静压导轨 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高刚性低成本闭式静压导轨，包括底座(1)、上导轨(2)、下导轨(4)和滑板(5)，其特征在于在滑板(5)的下表面与底座(1)的上表面之间设置主静压油腔(10)，上导轨(2)和下导轨(4)分别嵌在滑板(5)和底座(1)的凹槽内，在上导轨(2)的下表面和下导轨(4)的上表面之间设置辅静压油腔(3)，主静压油垫封油面(6)、辅静压油垫封油面(9)在滑板(4)移动平面法向上零间距；该结构可以有效的降低导轨的高度，提高导轨系统的刚性与运动平稳性，降低导轨精密制造成本。

Description

一种高刚性低成本闭式静压导轨
技术领域
本发明涉及一种适用于超精密机床高刚性、低成本闭式静压导轨，属于机械设计领域。
背景技术
闭式静压导轨以其抗振性能好、运动平稳等优点广泛应用于精密机床中。然而，传统的闭式静压导轨主、辅油垫封油面为异面对置结构，一方面增加了导轨的高度，降低了机床整机的刚性，对机床运动的平稳性和机床加工精度不利；另一方面，较大间隙对置油垫结构给导轨的精密制造加工。因此，有必要提出高刚性、低成本的闭式静压导轨系统。
发明内容
技术问题：针对目前闭式静压导轨主、辅油腔对置油垫结构存在的问题，本发明提出一种新型高刚性低制造成本的闭式静压导轨。
技术方案：本发明涉及一种新型高刚性闭式静压导轨结构，包括底座、上导轨、下导轨和滑板，其特征在于在滑板的下表面和底座的上表面之间设置主静压油腔，上导轨和下导轨分别嵌在滑板和底座的凹槽内，在上导轨的下表面和下导轨的上表面之间设置辅静压油腔，主静压油垫封油面、辅静压油垫封油面在滑板移动平面法向上零间距；该结构可以有效的降低导轨的高度，提高导轨系统的刚性与运动平稳性。
导轨各主要精度面均为平面结构，该结构可以显著降低导轨加工的难度。
有益效果：本发明的一种新型高刚性闭式静压导轨，可以显著降低导轨的高度，提高导轨系统的刚性与运动的平稳性，易于提高导轨的制造精度，降低制造成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中有：底座1、上导轨2、辅静压油腔3、下导轨4、滑板5、主静压油垫封油面6、节流器7、流道8、辅静压油垫封油面9、主静压油腔10。
具体实施方式
本发明是一种新型高刚性闭式静压导轨，如图1所示，包括：底座1、上导轨2、下导轨4、滑板5。此结构的特点是主静压油垫封油面6和辅静压油垫封油面9在滑板4移动平面法向上零间距，其中：
(1)滑板5设置于底座1上表面，上导轨2和下导轨4分别嵌在底座1和滑板5的凹槽内，底座1的上表面和滑板5的下表面间设置主静压油腔10，上导轨2的下表面和下导轨4的上表面间设置辅静压油腔3，润滑油通过流道8和节流器7进入静压油腔。
(2)本发明所述的高刚性闭式静压导轨各主要精度面均为平面结构。
(3)本发明所述的高刚性闭式静压导轨使用时，将上导轨2通过螺钉固定在底座1上，下导轨4与滑板5通过螺钉紧固，上导轨2与下导轨4配合。在底座1和上导轨2中通入高压油，就可以实现下导轨4和滑板5沿着上导轨2移动。
(4)本发明所述的高刚性闭式静压导轨采用10～20μm的油膜厚度。
(5)本发明所述的高刚性闭式静压导轨，若采用10μm为油膜间隙，主油腔投影面尺寸为23×295mm，辅油腔投影面尺寸为20×296mm，主、辅油腔工作压力分别为1.36MPa和1.20MPa，节流比分别为1.5和1.7。竖直方向设置2对主辅油腔，采用32号轴承润滑油，计算可得高刚性闭式静压导轨竖直方向刚度可达约8796N/μm，承受载荷达435kg。
(6)本发明特别适用于各类高转速、超精密机床。

Claims (2)

1.一种高刚性低成本闭式静压导轨，包括底座(1)、上导轨(2)、下导轨(4)和滑板(5)，其特征在于在滑板(5)的下表面与底座(1)的上表面之间设置主静压油腔(10)，上导轨(2)和下导轨(4)分别嵌在滑板(5)和底座(1)的凹槽内，在上导轨(2)的下表面和下导轨(4)的上表面之间设置辅静压油腔(3)，主静压油垫封油面(6)、辅静压油垫封油面(9)在滑板(5)移动平面法向上零间距；该结构可以有效的降低导轨的高度，提高导轨系统的刚性与运动平稳性。
2.根据权利要求1所述的高刚性低成本闭式静压导轨，其特征在于，导轨各主要精度面均在同一平面内，该结构可以显著降低导轨加工的难度。
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