CN220547900U - 静压导轨装置及机床 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种静压导轨装置及机床。静压导轨装置包括支撑座、滑动机构、驱动装置和抽真空装置。其中，支撑座包括底座和导轨，导轨设置在底座上。滑动机构包括工作台和静压滑块，静压滑块可滑动地安装在导轨上，工作台固定安装在静压滑块上，导轨与静压滑块正对的一侧、静压滑块与导轨正对的一侧中至少有一侧设置有真空腔。抽真空装置用于对真空腔抽真空。本申请公开的静压导轨装置及机床解决了现有技术中当电机驱动静压导轨机床的移动轴到位时，工作台还会在电机的驱动下继续移动，最终导致机床加工精度下降的问题。

Description

静压导轨装置及机床

技术领域

本申请涉及精密加工机床领域，具体而言，涉及一种静压导轨装置及机床。

背景技术

静压导轨机床是一种具有静压导轨的高精密加工机床，其利用静压导轨上能形成承载油膜的特点，使得加工台与导轨面之间处于纯液体摩擦状态，极大地减少了加工台在导轨上移动时所受的摩擦力。

静压导轨机床通常使用电机来驱动加工台，使得加工台能在导轨上移动。得益于直线电机动态响应能力高，移动时产生摩擦力小的特点，静压导轨机床的加工精度能得到进一步提升。然而，由于直线电机无法自锁，采用直线电机的静压导轨机床在其移动轴到位时，工作台还会在直线电机的驱动下继续移动，最终导致机床加工精度下降。

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种静压导轨装置及机床，以至少解决现有技术中当电机驱动静压导轨机床的移动轴到位时，工作台还会在电机的驱动下继续移动，最终导致机床加工精度下降的问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种静压导轨装置，包括：

支撑座，支撑座包括底座和导轨，导轨设置在底座上；

滑动机构，滑动机构包括工作台和静压滑块，静压滑块可滑动地安装在导轨上，工作台固定安装在静压滑块上导轨与静压滑块正对的一侧、静压滑块与导轨正对的一侧中至少有一侧设置有真空腔；

驱动装置，驱动装置安装在导轨上，驱动装置与滑动机构连接以驱动滑动机构沿导轨滑动；

抽真空装置，抽真空装置用于对真空腔抽真空。

进一步地，真空腔的外周设置有密封元件，且密封元件与导轨和静压滑块密封接触。

进一步地，静压滑块或导轨上设置有环形凹槽，环形凹槽围设在真空腔的外周，密封元件安装在环形凹槽内。

进一步地，密封元件为聚四氟乙烯密封元件。

进一步地，静压滑块上设置有吸气通道，吸气通道的第一端与真空腔连通，吸气通道的第二端与抽真空装置连通，且吸气通道的第一端设置于真空腔底部的中心。

进一步地，在真空腔的不同位置处，真空腔的深度不变。

进一步地，吸气通道的第二端位于静压滑块靠近工作台的表面，工作台上设置有连接通道，连接通道与吸气通道的第二端连通，抽真空装置与连接通道连接。

进一步地，连接通道的第一端与吸气通道的第二端对接，且连接通道的第一端和吸气通道的第二端之间设置有密封件。

进一步地，导轨的第一侧设置有第一安装台阶，导轨的与第一侧相对的第二侧设置有第二安装台阶，第一安装台阶和第二安装台阶均沿导轨的长度方向延伸，第一安装台阶具有垂直于底座的第一平面和平行于底座的第二平面，第二安装台阶具有垂直于底座的第三平面和平行于底座的第四平面；

静压滑块包括第一滑块和第二滑块，第一滑块安装于第一安装台阶上，第二滑块安装于第二安装台阶上，工作台安装于第一滑块和第二滑块上；

其中，第一滑块与第一平面正对的一侧和/或第一滑块与第二平面正对的一侧设置有真空腔；和/或，

第二滑块与第三平面正对的一侧和/或第二滑块与第四平面正对的一侧设置有真空腔；和/或，

第一安装台阶上与第一平面和/或第二平面对应的一侧设置有真空腔；和/或，

第二安装台阶上与第三平面和/或第四平面对应的一侧设置有真空腔。

另一方面，本申请还提供了一种机床，机床包括上述的静压导轨装置。

相对于现有技术的静压导轨装置而言，本申请中的静压导轨装置上设置有真空腔和抽真空装置。当工作台在驱动装置的驱动下到达指定位置时，切断驱动装置的电源后，启动抽真空装置。抽真空装置吸附出真空腔内的气体，使真空腔内形成真空。此时，真空腔处产生真空吸附力，该真空吸附力可以使静压滑块以及安装在静压滑块上的工作台停止移动，从而实现抱闸作用。可见，本申请的结构，能够在一定程度上避免了工作台在到达指定位置时，受到驱动装置的作用，还会继续移动的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请公开的静压导轨装置的立体结构示意图；

图2为本申请公开的静压导轨装置中支撑座和静压滑块的立体结构示意图；

图3为本申请公开的静压导轨装置中静压滑块的立体结构示意图；

图4为本申请公开的静压导轨装置中工作台、静压滑块和流量控制器的立体结构示意图；

图5为本申请公开的静压导轨装置中静压滑块和流量控制器的立体结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、第一平面；2、第二平面；3、第三平面；4、第四平面；10、支撑座；11、底座；12、导轨；20、滑动机构；21、工作台；22、静压滑块；23、第一滑块；24、第二滑块；30、驱动装置；40、流量控制器；50、压板；121、第一安装台阶；122、第二安装台阶；221、真空腔；222、静压侧腔；223、静压上腔；224、静压下腔；2211、环形凹槽；2212、第一端；2213、第二端。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

参见图1至图5所示，根据本申请的实施例，提供了一种机床，该机床包括静压导轨装置。为解决现有技术中，当电机驱动静压导轨机床的移动轴到位时，工作台还会在电机的驱动下继续移动，最终导致机床加工精度下降的问题，本实施例对静压导轨装置的结构进行了改进。

本实施例中，静压导轨装置包括支撑座10、滑动机构20、驱动装置30以及抽真空装置(图中未示出)。其中，支撑座10包括底座11和导轨12，导轨12设置在底座11上。滑动机构20包括工作台21和静压滑块22，静压滑块22可滑动地安装在导轨12上，工作台21固定安装在静压滑块22上。导轨12与静压滑块22正对的一侧、静压滑块22与导轨12正对的一侧中至少有一侧设置有真空腔221。驱动装置30安装在导轨12上，驱动装置30与滑动机构20连接以驱动滑动机构20沿导轨12滑动。抽真空装置用于对真空腔221抽真空。

可以理解的是，本实施例中所述的“导轨12与静压滑块22正对的一侧、静压滑块22与导轨12正对的一侧中至少一侧上设置有真空腔221”的意思是指：真空腔221可以设置在导轨12与静压滑块22正对的一侧，也可以设置在静压滑块22与导轨12正对的一侧，还可以同时设置在导轨12与静压滑块22正对的一侧以及静压滑块22与导轨12正对的一侧。需要说明的是，当将真空腔221设置在导轨12上时，需要在导轨12的长度方向上设置多个真空腔221，如此，当静压滑块22移动到不同位置时，可以采用不同位置处的真空腔221对静压滑块22施加真空吸附力。

具体地，本实施例静压导轨装置还包括流量控制器40和压板50。如附图1至5所示，流量控制器40安装在工作台21上，流量控制器40与静压滑块22上的静压腔连通。流量控制器40为静压滑块22上的静压腔提供油液，使得滑动机构20与支撑座10之间存在油膜。本实施例中静压滑块22具有静压上腔223、静压下腔224和静压侧腔222。静压上腔223提供预载，静压下腔224提供主要承载，静压侧腔222用于左右定位。同时，驱动装置30为直线电机，直线电机的输出轴能够驱动工作台21，使工作台21以及静压滑块22能在导轨12上运动。

相对于现有技术的静压导轨装置而言，本实施例中的静压导轨装置上设置有真空腔221和抽真空装置。当工作台21在驱动装置30的驱动下到达指定位置时，切断驱动装置30的电源后，启动抽真空装置。抽真空装置吸附出真空腔221内的气体，使真空腔221内形成真空。此时，真空腔221产生真空吸附力，该真空吸附力可以使静压滑块22以及安装在静压滑块22上的工作台21停止移动，从而实现抱闸作用。可见，本实施例的结构，可以在一定程度上避免了工作台21在到达指定位置时，受到驱动装置30的作用，还会继续移动的问题。

进一步地，本实施例中导轨12的第一侧设置有第一安装台阶121，导轨12的与第一侧相对的第二侧设置有第二安装台阶122。第一安装台阶121和第二安装台阶122均沿导轨12的长度方向延伸，第一安装台阶121具有垂直于底座11的第一平面1和平行于底座11的第二平面2。第二安装台阶122具有垂直于底座11的第三平面3和平行于底座11的第四平面4。静压滑块22包括第一滑块23和第二滑块24，第一滑块23安装于第一安装台阶121上，第二滑块24安装于第二安装台阶122上，工作台21安装于第一滑块23和第二滑块24上。

其中，第一滑块23与第一平面1正对的一侧和/或第一滑块23与第二平面2正对的一侧设置有真空腔221；和/或，第二滑块24与第三平面3正对的一侧和/或第二滑块24与第四平面4正对的一侧设置有真空腔221；和/或，第一安装台阶121上与第一平面1和/或第二平面2对应的一侧设置有真空腔221；和/或，第二安装台阶122上与第三平面3和/或第四平面4对应的一侧设置有真空腔221。

也即是说，第一滑块23与第一平面1正对的一侧、第一滑块23与第二平面2正对的一侧、第二滑块24与第三平面3正对的一侧、第二滑块24与第四平面4正对的一侧、第一安装台阶121上与第一平面1对应的一侧、第一安装台阶121上与第二平面2对应的一侧、第二安装台阶122上与第三平面3对应的一侧、第二安装台阶122上与第四平面4对应的一侧中至少之一上设置有上述的真空腔221。且各侧上的真空腔221可以是一个，也可以是两个或者两个以上。

在本申请的一种具体的实施例中，真空腔221数量设置为两个，分别设置在第一滑块23与第一平面1正对的一侧和第二滑块24与第三平面3正对的一侧。本实施例中，设置两个静压滑块22可以有效提高工作台21在导轨12上运动的平稳性。同时，两个静压滑块22上都设置有真空腔221，能增大真空腔221造成的负压力，从而使滑动机构20能够在到达指定位置时准确停止。

进一步地，本实施例中真空腔221的外周设置有密封元件(图中未示出)，且所述密封元件与所述导轨12和所述静压滑块22密封接触。

具体地，在本实施例中，密封元件设置在真空腔221外周，一方面可以使真空腔221隔绝静压腔产生的油膜，阻碍油膜进入到真空腔221内。另一方面，在真空腔221工作时，密封元件能使真空腔221隔绝外界大气，提升真空腔221的气密性。

进一步地，本实施例中静压滑块22或导轨12上设置有环形凹槽2211，环形凹槽2211围设在真空腔221的外周，密封元件安装在环形凹槽2211内。本实施例中通过设置环形凹槽2211，可以对密封元件进行定位，实际安装时，该密封元件可以通过粘接、卡接或者过盈配合的方式安装在环形凹槽2211内。

进一步地，本实施例中密封元件为聚四氟乙烯密封元件。聚四氟乙烯密封元件一方面具有弹性好的优点，能够提高真空腔221的密封性。另一方面，聚四氟乙烯密封元件耐磨性高，不易损坏，可以在一定程度上提升静压导轨装置的使用寿命。

进一步地，本实施例中静压滑块22上设置有吸气通道，吸气通道的第一端2212与真空腔221连通，吸气通道的第二端2213与抽真空装置连通，且吸气通道的第一端2212设置于真空腔221底部的中心。

具体地，本实施例中吸气通道的第一端2212设置于真空腔221底部的中心，将施力点设置在底部中心，可以减少在对真空腔221抽真空时，真空腔221处产生附加的力矩，能够平稳地对导轨12施加力的作用。

进一步地，真空腔221的不同位置处，真空腔221的深度(深度方向可见图4)不变。

具体地，本实施例中真空腔221底部设置为平面，即真空腔221底部各处到真空腔221开口或静压滑块22表面的垂直距离处处相等。本实施例的结构，使得真空腔221底部各处受力均匀，一定程度上避免了真空腔221底部受力不均时，真空腔221对导轨的吸附力下降的情况。

进一步地，本实施例中吸气通道的第二端2213位于静压滑块22靠近工作台21的表面。工作台21上设置有连接通道(图中未示出)，连接通道与吸气通道的第二端2213连通。抽真空装置与连接通道连接。

具体地，本实施例中抽真空装置为真空泵，真空泵通过软管连接到工作台21上的连接通道。软管与吸气通道的第二端2213连通，当真空泵开始工作，对真空腔221进行抽真空。

进一步地，连接通道的第一端与吸气通道的第二端2213对接，且连接通道的第一端和吸气通道的第二端2213之间设置有密封件(图中未示出)。本实施例中，密封件为密封胶圈，密封胶圈的设置可以在一定程度上有效提升连接通道与吸气通道的第二端2213处的气密性。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种静压导轨装置，其特征在于，包括：

支撑座(10)，所述支撑座(10)包括底座(11)和导轨(12)，所述导轨(12)设置在所述底座(11)上；

滑动机构(20)，所述滑动机构(20)包括工作台(21)和静压滑块(22)，所述静压滑块(22)可滑动地安装在所述导轨(12)上，所述工作台(21)固定安装在所述静压滑块(22)上，所述导轨(12)与所述静压滑块(22)正对的一侧、所述静压滑块(22)与所述导轨(12)正对的一侧中至少有一侧设置有真空腔(221)；

驱动装置(30)，所述驱动装置(30)安装在所述导轨(12)上，所述驱动装置(30)与所述滑动机构(20)连接以驱动所述滑动机构(20)沿所述导轨(12)滑动；

抽真空装置，所述抽真空装置用于对所述真空腔(221)抽真空。

2.根据权利要求1所述的静压导轨装置，其特征在于，所述真空腔(221)的外周设置有密封元件，且所述密封元件与所述导轨(12)和所述静压滑块(22)密封接触。

3.根据权利要求2所述的静压导轨装置，其特征在于，所述静压滑块(22)或所述导轨(12)上设置有环形凹槽(2211)，所述环形凹槽(2211)围设在所述真空腔(221)的外周，所述密封元件安装在所述环形凹槽(2211)内。

4.根据权利要求2所述的静压导轨装置，其特征在于，所述密封元件为聚四氟乙烯密封元件。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的静压导轨装置，其特征在于，所述静压滑块(22)上设置有吸气通道，所述吸气通道的第一端(2212)与所述真空腔(221)连通，所述吸气通道的第二端(2213)与所述抽真空装置连通，且所述吸气通道的第一端(2212)设置于所述真空腔(221)底部的中心。

6.根据权利要求5所述的静压导轨装置，其特征在于，在所述真空腔(221)的不同位置处，所述真空腔(221)的深度不变。

7.根据权利要求5所述的静压导轨装置，其特征在于，所述吸气通道的第二端(2213)位于所述静压滑块(22)靠近所述工作台(21)的表面，所述工作台(21)上设置有连接通道，所述连接通道与所述吸气通道的第二端(2213)连通，所述抽真空装置与所述连接通道连接。

8.根据权利要求7所述的静压导轨装置，其特征在于，所述连接通道的第一端与所述吸气通道的第二端(2213)对接，且所述连接通道的第一端和所述吸气通道的第二端(2213)之间设置有密封件。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的静压导轨装置，其特征在于，所述导轨(12)的第一侧设置有第一安装台阶(121)，所述导轨(12)的与所述第一侧相对的第二侧设置有第二安装台阶(122)，所述第一安装台阶(121)和所述第二安装台阶(122)均沿所述导轨(12)的长度方向延伸，所述第一安装台阶(121)具有垂直于所述底座(11)的第一平面(1)和平行于所述底座(11)的第二平面(2)，所述第二安装台阶(122)具有垂直于所述底座(11)的第三平面(3)和平行于所述底座(11)的第四平面(4)；

所述静压滑块(22)包括第一滑块(23)和第二滑块(24)，所述第一滑块(23)安装于所述第一安装台阶(121)上，所述第二滑块(24)安装于所述第二安装台阶(122)上，所述工作台(21)安装于所述第一滑块(23)和所述第二滑块(24)上；

其中，所述第一滑块(23)与所述第一平面(1)正对的一侧和/或所述第一滑块(23)与所述第二平面(2)正对的一侧设置有所述真空腔(221)；和/或，

所述第二滑块(24)与所述第三平面(3)正对的一侧和/或所述第二滑块(24)与所述第四平面(4)正对的一侧设置有所述真空腔(221)；和/或，

所述第一安装台阶(121)上与所述第一平面(1)和/或所述第二平面(2)对应的一侧设置有所述真空腔(221)；和/或，

所述第二安装台阶(122)上与所述第三平面(3)和/或所述第四平面(4)对应的一侧设置有所述真空腔(221)。

10.一种机床，其特征在于，所述机床包括权利要求1至9中任一项所述的静压导轨装置。