CN109127920A - 气膜润滑导向装置及模具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气膜润滑导向装置及模具，所述气膜润滑导向装置包括导柱、导套和分隔板；所述导柱同轴并可沿轴向单自由度滑动的安装于导套内，所述导柱内部中空并设置有一端连接在导柱底部的弹性支撑件，所述导柱沿轴向间隔设置有多组排气装置；所述导套顶部密封，内部中空并设置有与导套顶部连接的压杆，所述压杆与导柱内壁不接触；所述分隔板上端面与压杆底部连接，分隔板侧壁与导柱内壁以可沿轴向相对滑动的方式密封连接，分隔板下端面与弹性支撑件顶部连接；所述导柱顶部与导套之间设置有密封件，所述分隔板与密封件之间至少有一组排气装置。本发明提供的气膜润滑导向装置及模具的导向精度高、摩擦阻力低、温升小、不需要使用润滑油。

Description

气膜润滑导向装置及模具
技术领域
本发明涉及模具领域，具体涉及一种气膜润滑导向装置及模具。
背景技术
导柱、导套是模具的导向零件，其作用是保证凸模和凹模配合。传统的导柱、导套形状简单，导套为两端开口的圆筒形状，导柱为圆柱，导套与导柱过渡配合。模具在动作过程中，导柱和导套之间涂抹润滑油，以减少因导柱和导套之间摩擦所造成的磨损。由于模具使用过程中，导柱和导套的表面互相接触并作相对运动，表面逐渐有微小颗粒脱落形成磨屑，磨屑容易被润滑油粘附在导柱导套表面，从而产生磨粒磨损；另外，由于导柱、导套的接触面不可能密封，因此，外界的硬质颗粒也容易进入导柱导套的接触缝隙从而加剧接触面的磨损。导柱和导套作反复的相对运动，接触面会因为摩擦而温度升高，温度的升高会影响粘着磨损，使导柱导套的磨损加剧。同时，温度升高会使导柱导套膨胀，严重影响导向精度，甚至极端情况时会使导柱导套卡死。
因此，为解决以上问题，需要一种气膜润滑导向装置及模具，该模具安装有气膜润滑导向装置，气膜润滑导向装置中的导柱、导套能够在工作中，满足导向精度高、摩擦阻力低、温升小、不需要使用润滑油的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明的第一目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种气膜润滑导向装置，该装置的导柱、导套能够在工作时，在两者接触面间隙中形成一层润滑气膜，依靠该气膜的压力和润滑作用将导柱与导套的接触面隔离开，达到以空气作为润滑介质的目的。
为实现上述第一目的，通过以下技术手段实现：一种气膜润滑导向装置，包括导柱、导套和分隔板；所述导柱同轴并可沿轴向单自由度滑动的安装于导套内，所述导柱内部中空并设置有一端连接在导柱底部的弹性支撑件，所述导柱沿轴向间隔设置有多组排气装置；所述导套顶部密封，内部中空并设置有与导套顶部连接的压杆，所述压杆与导柱内壁不接触；所述分隔板上端面与压杆底部连接，分隔板侧壁与导柱内壁以可沿轴向相对滑动的方式密封连接，分隔板下端面与所述弹性支撑件顶部连接；所述导柱顶部与导套之间设置有密封件，所述分隔板与所述密封件之间至少有一组排气装置。
进一步的，每组排气装置包括至少两个沿导柱周向等间距设置的排气口。
进一步的，所述排气口为节流孔。
进一步的，所述弹性支撑件为导柱内部同轴安装的弹簧。
进一步的，位于最上方的一组排气装置与位于最下方的一组排气装置之间的间距大于导套行程。
进一步的，所述压杆为一根，且与导套同轴设置。
进一步的，所述压杆为至少两根，各压杆均布在以导套中轴线为中心的圆上。
进一步的，所述分隔板与导柱内壁间设置有密封圈Ⅰ，所述密封件为密封圈Ⅱ。
本发明的第二目的，是提供一种模具，能够满足导向精度高、摩擦阻力低、温升小、不需要使用润滑油的要求。
为实现上述第二目的，通过以下技术手段实现：一种模具，包括定模、动模和如上述任意一项所述的气膜润滑导向装置，所述气膜润滑导向装置一端与所述定模连接，另一端与所述动模连接。
本发明公开的一种气膜润滑导向装置及模具，采用空气作为润滑介质，导柱和导套相对运动时，导柱和导套间的空间变小，内部空气受压，由于导柱顶部和导套之间设置有密封件，分隔板和导柱内壁也密封，因此空气受压后只能通过分隔板和导柱顶部的密封件之间的排气装置进入导柱与导套接触面间隙，然后排出，这会在间隙中形成一层润滑气膜，依靠该气膜的压力和润滑作用将导柱与导套的接触面隔离开。所以本发明有以下有益效果：
1.不需要润滑油，避免了被润滑油粘附的磨粒对导柱与导套接触面的磨损；
2.由于排气装置的作用，进入导柱与导套接触面缝隙的气压能够对导柱导套的偏心形成补偿，可以获得比传统油润滑的导向装置更高的导向精度；
3.摩擦阻力极低，由于气体粘度比润滑油低得多，而摩擦阻力与粘度成正比，室温下空气粘度仅为润滑油的几千分之一，所以气膜润滑的导柱导套的摩擦阻力比油润滑低；
4.温升小，由于气膜摩擦阻力低，温升低；另外，流经接触面的气流能带走所产生的热量，因此导柱导套受热变形小。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的剖视图；
图3为本发明的A处局部放大图。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图，图2为本发明的剖视图，图3为本发明的A处局部放大图。如图所示，本实施例中的气膜润滑导向装置，包括导柱10、导套20和分隔板30；所述导柱10同轴并可沿轴向单自由度滑动的安装于导套20内，所述导柱10内部中空并设置有一端连接在导柱10底部的弹性支撑件11，所述导柱10沿轴向间隔设置有多组排气装置12；所述导套20顶部密封，内部中空并设置有与导套顶部连接的压杆21，所述压杆21与导柱10内壁不接触；所述分隔板30上端面与压杆21底部连接，分隔板30侧壁与导柱10内壁以可沿轴向相对滑动的方式密封连接，分隔板30下端面与所述弹性支撑件11顶部连接；所述导柱10顶部与导套20之间设置有密封件13，所述分隔板30与所述密封件13之间至少有一组排气装置12。导柱10和导套20为间隙配合，配合精度至少为H7/h6，相对运动时，导柱10和导套20间的空间变小，内部空气受压，由于导柱10顶部和导套20之间设置有密封件13，分隔板30和导柱10内壁也密封，因此空气受压后只能通过分隔板30和导柱10顶部的密封件13之间的排气装置12进入导柱10与导套20接触面间隙，然后排出，这会在间隙中形成一层润滑气膜，依靠该气膜的压力和润滑作用将导柱10与导套20的接触面隔离开。采用空气作为润滑介质，不需要润滑油，避免了被润滑油粘附的磨粒对导柱10与导套20接触面的磨损；并且由于排气装置12的作用，进入导柱10与导套20接触面缝隙的气压能够对导柱10和导套20的偏心形成补偿，可以获得比传统油润滑的导向装置更高的导向精度；此外，由于气体粘度比润滑油低得多，而摩擦阻力与粘度成正比，室温下空气粘度仅为润滑油的几千分之一，所以气膜润滑的导柱导套的摩擦阻力比油润滑低；最后，由于气膜摩擦阻力低，温升低，流经接触面的气流还能带走所产生的热量，因此导柱10和导套20受热变形小。
本实施例中，所述排气装置12每组包括至少两个沿导柱10周向等间距设置的排气口12a。周向等间距可以使气压对导套20轴向的压力平衡，避免产生流出气体不均匀造成导柱10和导套20的偏心。
本实施例中，所述排气口12a为节流孔。气体通过节流孔12a会有着很高的气压，由于节流孔沿导柱10周向等间距设置，所以能够对导柱10和导套20的偏心进行补偿。所述节流孔12a孔径、数量、间距根据导套10内部中空的直径和模具确定。
本实施例中，所述弹性支撑件11为导柱10内部同轴安装的弹簧。弹簧可以对分隔板起支撑和回位的作用，也可以对导套20的行程进行限制。
本实施例中，位于最上方的一组排气装置10与位于最下方的一组排气装置10之间的间距大于导套20行程，分隔板30运动到最下方一组排气装置下方，会造成导柱内部下侧空气因无法排出而压缩，气压过高可能会对设备造成损伤。
本实施例中，所述压杆21为一根与导套同轴的杆体。与导套20同轴设置的杆体可以对分隔板30的中心进行施压，避免分隔板倾斜受到磨损，本发明的另一个实施例，所述压杆设置有至少两根，各压杆均布在以导套20中轴线为中心的圆上。这种方式可以使分隔板30沿导柱10径向移动时受到的力更加均匀，合力也仍在分隔板30的中轴线上。
本实施例中，所述分隔板30与导柱10内壁间密封方式为设置在分隔板30外壁上的密封圈Ⅰ31，所述导柱10顶部与导套20之间的密封件13为设置在导柱10顶端外壁上的密封圈Ⅱ。密封圈结构简单，安装方便。
本实施例中的模具，包括定模、动模和如上所述的气膜润滑导向装置，所述气膜润滑导向装置的导柱10与所述定模连接，导套20与所述动模连接，动模带动导套20向下运动，导柱10固定在定模上。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种气膜润滑导向装置，其特征在于：包括导柱、导套和分隔板；所述导柱同轴并可沿轴向单自由度滑动的安装于导套内，所述导柱内部中空并设置有一端连接在导柱底部的弹性支撑件，所述导柱沿轴向间隔设置有多组排气装置；所述导套顶部密封，内部中空并设置有与导套顶部连接的压杆，所述压杆与导柱内壁不接触；所述分隔板上端面与压杆底部连接，分隔板侧壁与导柱内壁以可沿轴向相对滑动的方式密封连接，分隔板下端面与所述弹性支撑件顶部连接；所述导柱顶部与导套之间设置有密封件，所述分隔板与所述密封件之间至少有一组排气装置。
2.根据权利要求1所述的气膜润滑导向装置，其特征在于：每组排气装置包括至少两个沿导柱周向等间距设置的排气口。
3.根据权利要求2所述的气膜润滑导向装置，其特征在于：所述排气口为节流孔。
4.根据权利要求1所述的气膜润滑导向装置，其特征在于：所述弹性支撑件为导柱内部同轴安装的弹簧。
5.根据权利要求4所述的气膜润滑导向装置，其特征在于：位于最上方的一组排气装置与位于最下方的一组排气装置之间的间距大于导套行程。
6.根据权利要求1所述的气膜润滑导向装置，其特征在于：所述压杆为一根，且与导套同轴设置。
7.根据权利要求1所述的气膜润滑导向装置，其特征在于：所述压杆为至少两根，各压杆均布在以导套中轴线为中心的圆上。
8.根据权利要求1所述的气膜润滑导向装置，其特征在于：所述分隔板与导柱内壁间设置有密封圈Ⅰ，所述密封件为密封圈Ⅱ。
9.一种模具，其特征在于：包括定模、动模和如权利要求1-8任意一项所述的气膜润滑导向装置，所述气膜润滑导向装置一端与所述定模连接，另一端与所述动模连接。
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