CN113074189A - 一种用于数控磨床的液静压导轨 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于数控磨床的液静压导轨，其包括数控磨床主体、安装座、滑座、固定盘、滑块和固定机构。数控磨床主体支撑安装座，安装座上固定该滑座。滑座的两侧开设滑槽，滑槽表面滑动连接滑块。固定盘安装在滑座上，两端向下弯折并连接滑块。液静压导轨还包括承载油室、油泵和薄膜节流器。承载油室固定于数控磨床主体的侧边；油泵安装在承载油室内部，薄膜节流器安装在承载油室外壁上，油泵的出油端连接薄膜节流器，薄膜节流器的出油端通过导管与滑块的进油端连通。本发明通过在承载油室与滑槽之间安装薄膜节流器，保证流体产生流动阻力以增加静压轴承的油膜钢度和稳定性，从而保证滑块的稳定滑行，保证了导轨运行的稳定性。

Description

一种用于数控磨床的液静压导轨
技术领域
本发明涉及数控磨床领域，特别涉及一种用于数控磨床的液静压导轨，属于导轨技术领域。
背景技术
静压导轨的工作原理与静压轴承相同，为将具有一定压力的润滑油，经节流器输入到导轨面上的油腔，即可形成承载油膜，使导轨面之间处于纯液体摩擦状态，工作原理与静压轴承相同。将具有一定压力的润滑油，经节流器输入到导轨面上的油腔，即可形成承载油膜，使导轨面之间处于纯液体摩擦状态。
现有的静压导轨在使用的过程中，由于上油的过程中无法控制，容易影响导轨的稳定运行，在数控磨床工作的过程中，影响上料的的稳定性，从而影响数控磨床工作效率，因此需要设计一种用于数控磨床的液静压导轨。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于数控磨床的液静压导轨，以解决上述背景技术中提出的现有的静压导轨在使用的过程中，由于上油的过程中无法控制，容易影响导轨的稳定运行，在数控磨床工作的过程中，影上料的的稳定性的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于数控磨床的液静压导轨，包括数控磨床主体、安装座、滑座、固定盘、滑块和固定机构。所述数控磨床主体支撑所述安装座，所述安装座的顶端固定安装有滑座，所述滑座的两侧均开设有凹槽状的滑槽，两个所述滑槽的表面均滑动连接有滑块；所述固定盘安装在所述滑座上，固定盘的两端向下弯折并各自固定连接一个所述滑块；所述固定盘与滑块之间设有所述固定机构；所述液静压导轨还包括承载油室、油泵和薄膜节流器；所述承载油室固定于所述数控磨床主体的侧边；所述油泵安装在所述承载油室内部，所述薄膜节流器安装在所述承载油室外壁上，所述油泵的出油端连接薄膜节流器，所述薄膜节流器的出油端通过导管与滑块的进油端连通。
作为本发明的进一步改进，所述固定盘两端的内壁开设有安装槽；所述固定机构包括安装块、限位弹簧和T型限位柱，所述滑块背离滑槽的一侧固定连接安装块，所述安装块与安装槽嵌设连接，所述安装块的内部开设有空腔，所述空腔的底部嵌设有T型限位柱；所述限位弹簧安装在所述空腔中，所述限位弹簧的一端与T型限位柱的顶端固定连接，另一端抵接于空腔的上壁；所述安装槽的底端槽壁开设有限位孔，所述T型限位柱与限位孔嵌设连接。
作为本发明的进一步改进，所述滑块由固定块和油管组成，所述固定块和所述滑槽滑动连接，所述固定块的内部开设有油腔，所述固定块两侧的边角处均固定安装有油管，每个所述油管与油腔连通，油腔通向所述滑槽。
作为本发明的进一步改进，所述薄膜节流器由供油底座、节流器主体、薄膜和上盖零件组成；所述供油底座上设置有进油口，所述供油底座的顶端开设有圆形槽，所述进油口连通于所述圆形槽；所述圆形槽内安装有节流器主体，所述节流器主体的顶端固定粘接有薄膜，所述薄膜的上方安装有所述上盖零件；所述上盖零件和所述供油底座固定扣接，将所述节流器主体和所述薄膜容纳在圆形槽中；所述供油底座的进油口与油泵的出油端连接，所述上盖零件上设置有出油口，所述出油口通过导管与滑块的进油端连通；所述节流器主体设有能流过油的通道；所述薄膜上具有能渗透过油的微孔；油从进油口进入圆形槽，再进入通道，再渗透过薄膜，从出油口流出。
作为本发明的进一步改进，所述薄膜节流器设计包括以下步骤：
第一步：确定薄膜节流器最大载荷W；
第二步：确定薄膜节流器及油腔的各部结构尺寸；
第三步：确定轴垫间隙h0；
第四步：确定液阻力比、压力比、薄膜控制系数CD；
第五步：确定仅有压力PS；
第六步：计算处空载时薄膜节流器与平面的间隙hc0；
第七步：计算薄膜厚度H；
第八步：计算轴垫的油膜钢度S。
作为本发明的进一步改进，所述第三步中轴垫间隙：
Figure BDA0003016573700000031
λ0为液阻比，C为结构参数，
Figure BDA0003016573700000032
为压力比。其中，根号前面的3表示开3次方。
作为本发明的进一步改进，所述第七步薄膜厚度H为：
Figure BDA0003016573700000033
Figure BDA0003016573700000034
K为薄膜变形系数，m为薄膜材料浦松比，E为薄膜材料弹性模数，rc0为薄膜外径，rc1为薄膜内径。其中，根号前面的3表示开3次方。
作为本发明的进一步改进，所述第八步油膜钢度S：
Figure BDA0003016573700000035
Figure BDA0003016573700000041
Figure BDA0003016573700000042
为压力比，Ae为有效承载面积，Ps为进油压力。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明一种用于数控磨床的液静压导轨，通过在承载油室与导轨之间安装薄膜节流器，保证流体产生流动阻力以增加静压轴承的油膜钢度和稳定性，从而保证滑块的稳定滑行，保证了导轨运行的稳定性。
附图说明
图1为本发明的用于数控磨床的液静压导轨的整体结构示意图；
图2为本发明的滑座与固定盘连接结构示意图；
图3为本发明的图2中A处局部放大图；
图4为本发明的滑块结构示意图；
图5为本发明的滑块剖面结构示意图；
图6为本发明的薄膜节流器结构示意图；
图7为本发明的承载油室内部结构示意图；
图8为本发明的模块连接图。
图中：1、数控磨床主体；2、安装座；3、滑座；4、固定盘；5、承载油室；6、薄膜节流器；7、滑槽；8、安装槽；9、安装块；10、空腔；11、限位弹簧；12、限位孔；13、T型限位柱；14、滑块；15、固定块；16、油腔；17、油管；18、供油底座；19、圆形槽；20、节流器主体；21、薄膜；22、上盖零件；23、油泵；180、进油口；200、通道；220、出油口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-8，本发明实施例提供了一种用于数控磨床的液静压导轨。
如图1、图2和图3所示，为一种用于数控磨床的液静压导轨的整体结构示意图，该液静压导轨包括数控磨床主体1、安装座2、滑座3、固定盘4、滑块14和固定机构。所述数控磨床主体1支撑所述安装座2，所述安装座2的顶端固定安装有滑座3，所述滑座3的两侧均开设有凹槽状的滑槽7，两个所述滑槽7的表面均滑动连接有滑块14；所述固定盘4安装在所述滑座3上，固定盘4的两端向下弯折并各自固定连接一个所述滑块14；所述固定盘4与滑块14之间设有所述固定机构。
如图7所示，所述液静压导轨还包括承载油室5、油泵23和薄膜节流器6；所述承载油室5固定于所述数控磨床主体1的侧边；所述油泵23安装在所述承载油室5内部，所述薄膜节流器6安装在所述承载油室5外壁上，所述油泵23的出油端连接薄膜节流器6，所述薄膜节流器6的出油端通过导管与滑块14的进油端连通。通过安装的薄膜节流器6使流体产生流动阻力以增加静压轴承的油膜钢度和稳定性，当进入油腔16的油路串连薄膜节流器6后，有效保证滑槽7的稳定运行。
根据图3所示，所述固定盘4两端的内壁开设有安装槽8；所述固定机构包括安装块9、限位弹簧11和T型限位柱13，所述滑块14背离滑槽7的一侧固定连接安装块9，所述安装块9与安装槽8嵌设连接，所述安装块9的内部开设有空腔10，所述空腔10的底部嵌设有T型限位柱13；所述限位弹簧11安装在所述空腔10中，所述限位弹簧11的一端与T型限位柱13的顶端固定连接，另一端抵接于空腔10的上壁；所述安装槽8的底端槽壁开设有限位孔12，所述T型限位柱13与限位孔12嵌设连接。通过限位弹簧11挤压T型限位柱13与限位孔12嵌设，便于对安装块9进行固定。
根据图4和图5所示，所述滑块14由固定块15和油管17组成，所述固定块15和所述滑槽7滑动连接，所述固定块15的内部开设有油腔16，所述固定块15两侧的边角处均固定安装有油管17，每个所述油管17与油腔16连通，油腔16通向所述滑槽7，使滑块14在滑槽7表面滑动，通过设有的油管17，方便油进入至油腔16的内部。
根据图6所示，所述薄膜节流器6由供油底座18、节流器主体20、薄膜21和上盖零件22组成；所述供油底座18上设置有进油口180，所述供油底座18的顶端开设有圆形槽19，所述进油口180连通于所述圆形槽19；所述圆形槽19内安装有节流器主体20，所述节流器主体20的顶端固定粘接有薄膜21，所述薄膜21的上方安装有所述上盖零件22；所述上盖零件22和所述供油底座18固定扣接，将所述节流器主体20和所述薄膜21容纳在圆形槽19中；所述供油底座18的进油口180与油泵23的出油端连接，所述上盖零件22上设置有出油口220，所述出油口220通过导管与滑块14的进油端连通；所述节流器主体20的中间设有能流过油的通道200；所述薄膜21上具有能渗透过油的微孔；油从进油口180进入圆形槽19，再进入通道200，再渗透过薄膜21，从出油口220流出。通过薄膜21的阻力过滤，实现节流。
图8为本发明的模块连接图。请参考图8，所述薄膜节流器6设计包括以下步骤：
第一步：确定薄膜节流器6最大载荷W；
第二步：确定薄膜节流器6及油腔的各部结构尺寸；
第三步：确定轴垫间隙h0；
第四步：确定液阻力比、压力比、薄膜控制系数CD；
第五步：确定仅有压力PS；
第六步：计算处空载时薄膜节流器与平面的间隙hc0；
第七步：计算薄膜厚度H；
第八步：计算轴垫的油膜钢度S。
其中，所述第三步中轴垫间隙：
Figure BDA0003016573700000071
λ0为液阻比，C为结构参数，
Figure BDA0003016573700000072
为压力比。其中，根号前面的3表示开3次方。
第七步薄膜厚度H为：
Figure BDA0003016573700000073
K为薄膜变形系数，m为薄膜材料浦松比，E为薄膜材料弹性模数，rc0为薄膜外径，rc1为薄膜内径。其中，根号前面的3表示开3次方。
第八步油膜钢度S：
Figure BDA0003016573700000074
Figure BDA0003016573700000075
为压力比，Ae为有效承载面积，Ps为进油压力。
具体的，当需要使用该液静压导轨时，首先人为的将导轨安装在数控磨床的进料处，接着将滑块14一侧固定连接的安装块9与安装槽8嵌设，当安装块9完全嵌设至安装槽8的内部时，T型限位柱13的端头处于限位孔12的内径相匹配，T型限位柱13通过空腔10内部限位弹簧11的挤压力将T型限位柱13的一端挤压至限位孔12的内部，完成安装块9和滑块14的安装，接着使滑块14与导管滑动，将滑块14一侧的油管通过导管与油泵23的出油端连通，油泵23与滑块14之间安装薄膜节流器6，在使用过程中通过薄膜节流器6使流体产生流动阻力以增加静压轴承的油膜钢度和稳定性，从而保证滑块14的稳定滑行，保证上料过程中的稳定性。
在本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种用于数控磨床的液静压导轨，包括数控磨床主体(1)、安装座(2)、滑座(3)、固定盘(4)、滑块(14)和固定机构，其特征在于，所述数控磨床主体(1)支撑所述安装座(2)，所述安装座(2)的顶端固定安装有滑座(3)，所述滑座(3)的两侧均开设有凹槽状的滑槽(7)，两个所述滑槽(7)的表面均滑动连接有滑块(14)；所述固定盘(4)安装在所述滑座(3)上，固定盘(4)的两端向下弯折并各自固定连接一个所述滑块(14)；所述固定盘(4)与滑块(14)之间设有所述固定机构；所述液静压导轨还包括承载油室(5)、油泵(23)和薄膜节流器(6)；所述承载油室(5)固定于所述数控磨床主体(1)的侧边；所述油泵(23)安装在所述承载油室(5)内部，所述薄膜节流器(6)安装在所述承载油室(5)外壁上，所述油泵(23)的出油端连接薄膜节流器(6)，所述薄膜节流器(6)的出油端通过导管与滑块(14)的进油端连通。
2.根据权利要求1所述的一种用于数控磨床的液静压导轨，其特征在于：所述固定盘(4)两端的内壁开设有安装槽(8)；所述固定机构包括安装块(9)、限位弹簧(11)和T型限位柱(13)，所述滑块(14)背离滑槽(7)的一侧固定连接安装块(9)，所述安装块(9)与安装槽(8)嵌设连接，所述安装块(9)的内部开设有空腔(10)，所述空腔(10)的底部嵌设有T型限位柱(13)；所述限位弹簧(11)安装在所述空腔(10)中，所述限位弹簧(11)的一端与T型限位柱(13)的顶端固定连接，另一端抵接于空腔(10)的上壁；所述安装槽(8)的底端槽壁开设有限位孔(12)，所述T型限位柱(13)与限位孔(12)嵌设连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于数控磨床的液静压导轨，其特征在于：所述滑块(14)由固定块(15)和油管(17)组成，所述固定块(15)和所述滑槽(7)滑动连接，所述固定块(15)的内部开设有油腔(16)，所述固定块(15)两侧的边角处均固定安装有油管(17)，每个所述油管(17)与油腔(16)连通，油腔(16)通向所述滑槽(7)。
4.根据权利要求1所述的一种用于数控磨床的液静压导轨，其特征在于：所述薄膜节流器(6)由供油底座(18)、节流器主体(20)、薄膜(21)和上盖零件(22)组成；所述供油底座(18)上设置有进油口(180)，所述供油底座(18)的顶端开设有圆形槽(19)，所述进油口(180)连通于所述圆形槽(19)；所述圆形槽(19)内安装有节流器主体(20)，所述节流器主体(20)的顶端固定粘接有薄膜(21)，所述薄膜(21)的上方安装有所述上盖零件(22)；所述上盖零件(22)和所述供油底座(18)固定扣接，将所述节流器主体(20)和所述薄膜(21)容纳在圆形槽(19)中；所述供油底座(18)的进油口(180)与油泵(23)的出油端连接，所述上盖零件(22)上设置有出油口(220)，所述出油口(220)通过导管与滑块(14)的进油端连通；所述节流器主体(20)设有能流过油的通道(200)；所述薄膜(21)上具有能渗透过油的微孔；油从进油口(180)进入圆形槽(19)，再进入通道(200)，再渗透过薄膜(21)，从出油口(220)流出。
5.根据权利要求4所述的一种用于数控磨床的液静压导轨，其特征在于：所述薄膜节流器(6)设计包括以下步骤：
第一步：确定薄膜节流器(6)最大载荷W；
第二步：确定薄膜节流器(6)及油腔的各部结构尺寸；
第三步：确定轴垫间隙h0；
第四步：确定液阻力比、压力比、薄膜控制系数CD；
第五步：确定仅有压力PS；
第六步：计算处空载时薄膜节流器与平面的间隙hc0；
第七步：计算薄膜厚度H；
第八步：计算轴垫的油膜钢度S。
6.根据权利要求5所述的一种用于数控磨床的液静压导轨，其特征在于：所述第三步中轴垫间隙：
Figure FDA0003016573690000031
λ0为液阻比，C为结构参数，
Figure FDA0003016573690000032
为压力比。
7.根据权利要求5所述的一种用于数控磨床的液静压导轨，其特征在于：所述第七步薄膜厚度H为：
Figure FDA0003016573690000033
K为薄膜变形系数，m为薄膜材料浦松比，E为薄膜材料弹性模数，rc0为薄膜外径，rc1为薄膜内径。
8.根据权利要求5所述的一种用于数控磨床的液静压导轨，其特征在于：所述第八步油膜钢度S：
Figure FDA0003016573690000034
Figure FDA0003016573690000035
为压力比，Ae为有效承载面积，Ps为进油压力。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113618421A (zh) * 2021-08-20 2021-11-09 北京工研精机股份有限公司 一种模块化滑块装置及应用其的超精密液体静压导轨单元

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CN113618421B (zh) * 2021-08-20 2024-03-22 通用技术集团机床工程研究院有限公司 一种模块化滑块装置及应用其的超精密液体静压导轨单元

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