一种全闭式菱形构型的气浮导轨制造技术

本发明专利技术涉及一种全闭式菱形构型的气浮导轨，包括导轨本体、溜板和直线电机；所述溜板上设有节流孔，溜板包括上溜板、两个侧溜板和两个下溜板，所述上溜板的两端分别与两个侧溜板的一端相连，两个侧溜板的另一端分别与两个下溜板相连；所述溜板形成的空间呈类菱形；所述导轨本体和直线电机设置在溜板内部空间中，直线电机驱动上溜板运动。本发明专利技术结构简单，可根据不同的设备需求进行调整，类菱形的导轨本体设计，减小了导轨体积，降低了整体高度，节约加工成本，增大了静压面积，提高导轨的承载能力，提高了导轨的刚度，具有更高的精度。

A fully closed diamond-shaped air-bearing Guide

【技术实现步骤摘要】
一种全闭式菱形构型的气浮导轨
本专利技术涉及超精密加工设备领域，尤其涉及一种全闭式菱形构型的气浮导轨。
技术介绍
现代工业对产品质量的要求越来越高，超精密加工技术是现代制造技术的发展方向，超精密加工机床是其重要的加工设备。机床中的导轨广泛使用气体导轨，它们的摩擦系数低，运动精度高，是超精密机床中的关键装置。气浮导轨存在的承载能力低、加工精度要求高、刚度小等问题，是目前要解决的关键，合理的设计导轨结构形式有助于提高气浮导轨的综合性能。
技术实现思路
为解决现有的技术问题，本专利技术提供了一种全闭式菱形构型的气浮导轨，降低导轨本体几何尺寸的同时，有效的增加了气浮支持有效面积，相比于以往矩形闭式导轨在相同几何尺寸下，竖直和水平刚度可有效提高50％。本专利技术的具体内容如下：一种全闭式菱形构型的气浮导轨，包括导轨本体、溜板和直线电机；所述溜板上设有节流孔，溜板包括上溜板、两个侧溜板和两个下溜板，所述上溜板的两端分别与两个侧溜板的一端相连，两个侧溜板的另一端分别与两个下溜板相连；所述溜板形成的空间呈类菱形；所述导轨本体和直线电机设置在溜板内部空间中，直线电机驱动上溜板运动。从节流孔中可注入压缩空气，在导轨本体与溜板之间形成气膜，从而将导轨本体与溜板隔开，由于溜板与导轨本体之间无接触，滑动时摩擦力接近于零，保证导轨具有平滑的滑动效果，提高定位精度和速度平稳性；导轨本体采用类菱形设计，减小了导轨体积，降低了整体高度，节约加工成本，增大了静压面积，提高导轨的承载能力，且本专利技术气浮导轨具有高刚度。进一步的，所述导轨本体的上部设有凹槽，所述直线电机设置在凹槽内，直线电机的定子通过定子连接座与凹槽的内壁相连接。进一步的，所述直线电机包括定子和动子，动子设置在定子中，动子通过动子固定板与上溜板相连。直线电机的转子和定子之间没有任何传动元件，省去了传动元件产生的摩擦力，实现了近零摩擦传动，使气浮导轨的运动精度大大提高。同时将直线电机设置在凹槽中，一方面节省空间，另一方面由于凹槽设置在导轨本体的上部，使得导轨易于制作。进一步的，所述凹槽的上端向两边延伸设有第一台阶部，在上溜板的下端面对应位置设有第二台阶部，所述动子固定板一端设置在第二台阶部的底面，另一端与动子相连，电机可选择水平或竖直放置。进一步的，所述导轨本体的截面包括中间的矩形部分和两端的梯形部分，所述溜板的内侧表面分别与对应的导轨本体的外侧表面相平行。类菱形的设计与一般的矩形设计相比，使得导轨与溜板之间的静压面积增大，从而降低导轨的高度，节约了加工成本。进一步的，所述节流孔包括设置在上溜板的上节流孔、设置在侧溜板的侧节流孔和设置在下溜板的下节流孔，所述上节流孔、侧节流孔和下节流孔分别与导轨的对应表面相垂直。节流孔用于通入压缩空气，通过上节流孔、侧节流孔和下节流孔通入压缩空气，为保证气流平稳，下溜板的节流孔设置在中央位置，上溜板的位置与下溜板对应，侧溜板上的节流孔设置在梯形截面的两个侧边。进一步的，所述节流孔形式包括但不局限于小孔节流、环面节流、狭缝节流、多孔质节流、毛细管节流中的一种或多种。根据具体的需要可选择适合种类的节流孔。本专利技术的有益效果：本专利技术结构简单，可根据不同的设备需求进行调整，类菱形的导轨本体设计，减小了导轨体积，降低了整体高度，节约加工成本，增大了静压面积，提高导轨的承载能力，提高了导轨的刚度，具有更高的精度。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步阐明。图1为本专利技术的全闭式菱形构型的气浮导轨的整体结构剖视图。具体实施方式结合图1，本专利技术的一种全闭式菱形构型的气浮导轨，包括导轨本体1、溜板和直线电机4；溜板上设有节流孔，溜板包括上溜板3、两个侧溜板8和两个下溜板9，上溜板3的两端分别与两个侧溜板8的一端相连，两个侧溜板8的另一端分别与两个下溜板9相连；溜板形成的空间呈类菱形；导轨本体1和直线电机4设置在溜板内部空间中，直线电机4驱动上溜板3运动。从节流孔中可注入压缩空气，在导轨本体1与溜板之间形成气膜，从而将导轨本体1与溜板隔开，由于溜板与导轨本体1之间无接触，滑动时摩擦力接近于零，保证导轨具有平滑的滑动效果，提高定位精度和速度平稳性；导轨本体1采用类菱形设计，减小了导轨体积，降低了整体高度，节约加工成本，增大了静压面积，提高导轨的承载能力，且本专利技术气浮导轨具有高刚度。本实施例优选的，导轨本体1的上部设有凹槽5，直线电机4设置在凹槽5内，直线电机4的定子通过定子连接座2与凹槽5的内壁相连接。本实施例优选的，直线电机4包括定子和动子7，动子7设置在定子中，动子7通过动子7固定板6与上溜板3相连。直线电机4的转子和定子之间没有任何传动元件，省去了传动元件产生的摩擦力，实现了近零摩擦传动，使气浮导轨的运动精度大大提高。同时将直线电机4设置在凹槽5中，一方面节省空间，另一方面由于凹槽5设置在导轨本体1的上部，使得导轨易于制作。本实施例优选的，凹槽5的上端向两边延伸设有第一台阶部，在上溜板3的下端面对应位置设有第二台阶部，动子7固定板6一端设置在第二台阶部的底面，另一端与动子7相连，电机可选择水平或竖直放置。本实施例优选的，动子7固定板6呈T型。动子7固定板6T型部分的顶端与上溜板3相接触，底端与动子7相接触。为提升传动效果，在导轨本体1的顶端与上溜板3底端的中间位置还均设有对应的预留槽，位于导轨本体1的预留槽分别设置在凹槽5顶端的两边，动子7固定板6的顶端设置在上溜板3的预留槽底部并且T字部分伸出凹槽5边缘。本实施例优选的，导轨本体1的截面包括中间的矩形部分和两端的梯形部分，溜板的内侧表面分别与对应的导轨本体1的外侧表面相平行。类菱形的设计与一般的矩形设计相比，使得导轨与溜板之间的静压面积增大，从而降低导轨的高度，节约了加工成本。溜板的内部形成类菱形的空间，外部整体为矩形，为组成这种结构，本实施例中的上溜板3和下溜板9为平板式的结构，下溜板9分别设置在导轨本体1的底部两侧，侧溜板8为内侧截面呈梯形的结构。本实施例优选的，节流孔包括设置在上溜板3的上节流孔31、设置在侧溜板8的侧节流孔81和设置在下溜板9的下节流孔91，上节流孔31、侧节流孔81和下节流孔91分别与导轨的对应表面相垂直。节流孔用于通入压缩空气，通过上节流孔31、侧节流孔81和下节流孔91通入压缩空气，为保证气流平稳，下溜板9的节流孔设置在中央位置，上溜板3的位置与下溜板9对应，侧溜板8上的节流孔设置在梯形截面的两个侧边。本实施例优选的，节流孔形式包括但不局限于小孔节流、环面节流、狭缝节流、多孔质节流、毛细管节流中的一种或多种。根据具体的需要可选择适合种类的节流孔。本专利技术的类似菱形构型的气浮导轨承载能力为W＝CS(PS-PA)，其中，W为承载能力，C为修正系数，S为气膜的面积，PS为供气压力，PA为使用环境的气压；静态刚度为K＝2.88(W/h0)，其中，K为刚度，W为承载能力，h0为气膜厚度。如图1所示，本专利技术的给上节流孔31通入压缩空气，在上溜板3与导轨本体1之间形成静压气膜A，给侧节流孔81通入压缩空气，在侧溜板8与导轨本体1之间形成静压气膜B，给下节流孔91通入压缩空气，在下溜板9与导轨本体1之间形成静压气膜C，使整个溜板被气膜A、B、C支撑悬浮于导轨本体1上，溜板与导轨本体1之间通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全闭式菱形构型的气浮导轨，其特征在于：包括导轨本体、溜板和直线电机；所述溜板上设有节流孔，溜板包括上溜板、两个侧溜板和两个下溜板，所述上溜板的两端分别与两个侧溜板的一端相连，两个侧溜板的另一端分别与两个下溜板相连；所述溜板形成的空间呈类菱形；所述导轨本体和直线电机设置在溜板内部空间中，直线电机驱动上溜板运动。

【技术特征摘要】
1.一种全闭式菱形构型的气浮导轨，其特征在于：包括导轨本体、溜板和直线电机；所述溜板上设有节流孔，溜板包括上溜板、两个侧溜板和两个下溜板，所述上溜板的两端分别与两个侧溜板的一端相连，两个侧溜板的另一端分别与两个下溜板相连；所述溜板形成的空间呈类菱形；所述导轨本体和直线电机设置在溜板内部空间中，直线电机驱动上溜板运动。2.根据权利要求1所述的全闭式菱形构型的气浮导轨，其特征在于：所述导轨本体的上部设有凹槽，所述直线电机设置在凹槽内，直线电机的定子通过定子连接座与凹槽的内壁相连接。3.根据权利要求2所述的全闭式菱形构型的气浮导轨，其特征在于：所述直线电机包括定子和动子，动子设置在定子中，动子通过动子固定板与上溜板相连。4.根据权利要求2所述的全闭式菱形构型的气浮导轨，其特征在于：所述凹槽的上端向两边延伸设有第一台阶部，在上溜...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凯，陈万群，
申请(专利权)人：南京艾提瑞精密机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32