一种精度高的超精密非球面成型磨床用静压导轨制造技术

本发明专利技术涉及光学零件超精密加工设备技术领域，公开了一种精度高的超精密非球面成型磨床用静压导轨，包括导轨底座，导轨底座上设有工作台和压板，导轨底座上纵向开有第一滑轨、第二滑轨和第三滑轨；安装板的底面上设有第一滑块、第二滑块和第三滑块，第三滑块的底面上设有丝杠螺母座；第一滑块和第二滑块的顶面上均开有上油腔，底面上均开有下油腔，第三滑块的左侧侧壁上开有左油腔，右侧侧壁上开有右油腔；第一滑块与第一滑轨滑动连接在一起，第二滑块与第二滑轨滑动连接在一起，第三滑块与第三滑轨滑动连接在一起；压板在第一滑轨和第二滑轨的顶部均有设置；本发明专利技术具有运动精度高、运行平稳、可靠性强的特点。

A kind of high precision hydrostatic guide for ultra precision aspheric surface forming grinder

【技术实现步骤摘要】
一种精度高的超精密非球面成型磨床用静压导轨
本专利技术涉及光学零件超精密加工设备
，具体涉及一种精度高的超精密非球面成型磨床用静压导轨。
技术介绍
静压导轨是一种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，进而形成承载油膜，使导轨面之间处于纯液体摩擦状态的直线往复运动导轨；相比较于传统的直线导轨，它具有导轨运动速度的变化对油膜厚度的影响很小、承重载荷的变化对油膜厚度的影响很小、液体摩檫的摩檫系数仅为0.005左右、油膜抗振性好等优点；因此，静压导轨在精密及超精密机床上的应用越来越广泛。静压导轨大多由导轨底座、压板、静压滑块和工作台组成，其中，静压滑块是静压导轨的重要组成部分，静压滑块在静压导轨内的排布方式会影响静压导轨整体的性能；目前，用于精密及超精密机床上的静压导轨内静压滑块的布置方案主要有两种，分别是：1、（3+3）方案：在工作台的底部两侧各安装一个开有三腔的静压滑块（如图1所示），其中，安装在工作台底部左侧的静压滑块上开有上油腔、下油腔和左油腔，安装在工作台底部右侧的静压滑块上开有上油腔、下油腔和右油腔；但是，该方案存在一定的不足：X轴方向设置的两侧腔的平行度在静压滑块的左右面之间的平行度误差、静压滑块与工作台的安装面之间的平行度误差的多级传递之后存在误差较大的问题，且因在一个静压滑块上开有三个油腔，使得热变形对静压滑块的影响较大，从而导致静压导轨的运动精度较差；2、（4+2）方案：在工作台的底部两侧分别安装一个四腔的静压滑块和一个两腔的静压滑块（如图2所示），其中，四腔的静压滑块用于进行X和Z方向的定位，两腔的静压滑块用于辅助使用；四腔的静压滑块上开有上油腔、下油腔、左油腔和右油腔，两腔的静压滑块开有上油腔和下油腔；但是，该方案存在一定的不足，用于对X方向进行定位的左油腔和右油腔只位于活动部件一侧，会导致工作台运动时出现受力不均匀的问题，同时，随着温度的升高，两侧的热变形程度不同，因热变形产生的误差会直接影响该静压导轨的运动精度。因此，目前急需一种高精度的用于精密及超精密机床上的静压导轨。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种精度高的超精密非球面成型磨床用静压导轨。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种精度高的超精密非球面成型磨床用静压导轨，包括导轨底座，其特征在于：所述导轨底座上设有工作台和压板，导轨底座上纵向开有第一滑轨、第二滑轨和第三滑轨，其中，第三滑轨设在导轨底座的中部，第一滑轨和第二滑轨以导轨底座的纵向中心线为对称线呈左右对称设置在导轨底座靠两侧位置；工作台的底面上设有第一滑块、第二滑块和第三滑块，其中，第三滑块设在工作台底面的中部位置，第三滑块的底面上设有丝杠螺母座；第一滑块和第二滑块以工作台的纵向中心线为对称线呈左右对称设置在工作台底面靠两侧位置；第一滑块和第二滑块的顶面上均开有上油腔，底面上均开有下油腔，第三滑块的左侧侧壁上开有左油腔，右侧侧壁上开有右油腔；第一滑块与第一滑轨滑动连接在一起，第二滑块与第二滑轨滑动连接在一起，第三滑块与第三滑轨滑动连接在一起，工作台通过第一滑块、第二滑块、第三滑块与第一滑轨、第二滑轨、第三滑轨之间的滑动连接和导轨底座滑动连接在一起；压板在第一滑轨和第二滑轨的顶部均有设置，压板用于限制第一滑块和第二滑块上下方向的自由度。优选的，所述第一滑块滑动连接在第一滑轨内的滑动面与第一滑轨内所对应的滑轨面之间的间隙为2μm-2.5μm，第一滑块的顶面与所对应侧压板的底面之间的间隙为2μm-2.5μm。优选的，所述第二滑块滑动连接在第二滑轨内的滑动面与第二滑轨内所对应的滑轨面之间的间隙为2μm-2.5μm，第二滑块的顶面与所对应侧压板的底面之间的间隙为2μm-2.5μm。优选的，所述第三滑块滑动连接在第三滑轨内的滑动面与第三滑轨内所对应的滑轨面之间的间隙为2μm-2.5μm。优选的，所述丝杠螺母座上纵向开有贯通丝杠螺母座的螺纹孔，螺纹孔用于螺接丝杠。优选的，所述第一滑块和第二滑块上开有的上油腔内的工作压力的阈值为3-27bar。优选的，所述第一滑块和第二滑块上开有的下油腔内的工作压力的阈值为3-27bar。优选的，所述第三滑块两侧侧壁上开有的左油腔和右油腔内的工作压力的阈值为3-27bar。优选的，所述左油腔和右油腔的形状大小相同，且左油腔和右油腔以第三滑块的纵向中心线为对称线呈左右对称设置在第三滑块的两侧侧壁上。优选的，所述安装板在导轨底座内进行滑动工作时，第一滑块和第二滑块上开有的上油腔和下油腔与第三滑块两侧侧壁上开有的左油腔和右油腔内的压力值相等。较之现有技术，本专利技术的优点在于：1、本专利技术通过设有第一滑块、第二滑块和第三滑块，通过在第一滑块和第二滑块上开有上油腔和下油腔，在第三滑块上开有左油腔和右油腔，实现了将上下油腔和左右油腔进行分离，无需在单个滑块上设置呈多轴分布的油腔；在加工方面，只开有两腔的第一滑块、第二滑块和第三滑块相较于开有三腔或者四腔的滑块来说更容易加工，同时加工精度也更容易得到保证；在装配方面，由于第一滑块、第二滑块和第三滑块都是两腔的滑块，因此在对第一滑块和第二滑块的装配过程中，Z轴的形位误差与X轴的形位误差在同一滑块上互不干扰，在对第三滑块的装配过程中，Y轴的形位误差与X轴的形位误差在同一滑块上互不干扰，降低了滑块的装配难度，能够更好的保证装配精度，具有良好的可靠性。2、本专利技术通过在第三滑块的底面上设有丝杠螺母座，并令开在第三滑块两侧侧壁上的左油腔和右油腔的形状大小相同，这样在丝杠转动使丝杠螺母座沿丝杠进行运动，从而令工作台进行运动时，可以很好的消除工作台整体重心到油腔着力点所产生的扭矩，使左右油腔的受力状态保持一定的平衡，增加工作台运行时的稳定性，提高该静压导轨的运动精度，具有很好的可靠性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为3+3方案的结构示意图；图2为4+2方案的结构示意图；图3为本专利技术的结构示意图；图4为本专利技术中第一滑块、第二滑块和第三滑块分布的结构示意图；图5为3+3方案的静压导轨运动时工作台表面水平度波动的直线示意图；图6为4+2方案的静压导轨运动时工作台表面水平度波动的直线示意图；图7为本专利技术的静压导轨运动时工作台表面水平度波动的直线示意图。附图标记：1、导轨底座；11、工作台；12、压板；13、第一滑轨；14、第二滑轨；15、第三滑轨；2、第一滑块；3、第二滑块；4、上油腔；5、下油腔；6、左油腔；7、右油腔；8、第三滑块；9、丝杠螺母座；91、螺纹孔；10、丝杠。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种精度高的超精密非球面成型磨床用静压导轨，包括导轨底座（1），其特征在于：所述导轨底座（1）上设有工作台（11）和压板（12），导轨底座（1）上纵向开有第一滑轨（13）、第二滑轨（14）和第三滑轨（15），其中，第三滑轨（15）设在导轨底座（1）的中部，第一滑轨（13）和第二滑轨（14）以导轨底座（1）的纵向中心线为对称线呈左右对称设置在导轨底座（1）靠两侧位置；/n工作台（11）的底面上设有第一滑块（2）、第二滑块（3）和第三滑块（8），其中，第三滑块（8）设在工作台（11）底面的中部位置，第三滑块（8）的底面上设有丝杠螺母座（9）；第一滑块（2）和第二滑块（3）以工作台（11）的纵向中心线为对称线呈左右对称设置在工作台（11）底面靠两侧位置；第一滑块（2）和第二滑块（3）的顶面上均开有上油腔（4），底面上均开有下油腔（5），第三滑块（8）的左侧侧壁上开有左油腔（6），右侧侧壁上开有右油腔（7）；第一滑块（2）与第一滑轨（13）滑动连接在一起，第二滑块（3）与第二滑轨（14）滑动连接在一起，第三滑块（8）与第三滑轨（15）滑动连接在一起，工作台（11）通过第一滑块（2）、第二滑块（3）、第三滑块（8）与第一滑轨（13）、第二滑轨（14）、第三滑轨（15）之间的滑动连接和导轨底座（1）滑动连接在一起；/n压板（12）在第一滑轨（13）和第二滑轨（14）的顶部均有设置，压板（12）用于限制第一滑块（2）和第二滑块（3）上下方向的自由度。/n...

【技术特征摘要】
1.一种精度高的超精密非球面成型磨床用静压导轨，包括导轨底座（1），其特征在于：所述导轨底座（1）上设有工作台（11）和压板（12），导轨底座（1）上纵向开有第一滑轨（13）、第二滑轨（14）和第三滑轨（15），其中，第三滑轨（15）设在导轨底座（1）的中部，第一滑轨（13）和第二滑轨（14）以导轨底座（1）的纵向中心线为对称线呈左右对称设置在导轨底座（1）靠两侧位置；
工作台（11）的底面上设有第一滑块（2）、第二滑块（3）和第三滑块（8），其中，第三滑块（8）设在工作台（11）底面的中部位置，第三滑块（8）的底面上设有丝杠螺母座（9）；第一滑块（2）和第二滑块（3）以工作台（11）的纵向中心线为对称线呈左右对称设置在工作台（11）底面靠两侧位置；第一滑块（2）和第二滑块（3）的顶面上均开有上油腔（4），底面上均开有下油腔（5），第三滑块（8）的左侧侧壁上开有左油腔（6），右侧侧壁上开有右油腔（7）；第一滑块（2）与第一滑轨（13）滑动连接在一起，第二滑块（3）与第二滑轨（14）滑动连接在一起，第三滑块（8）与第三滑轨（15）滑动连接在一起，工作台（11）通过第一滑块（2）、第二滑块（3）、第三滑块（8）与第一滑轨（13）、第二滑轨（14）、第三滑轨（15）之间的滑动连接和导轨底座（1）滑动连接在一起；
压板（12）在第一滑轨（13）和第二滑轨（14）的顶部均有设置，压板（12）用于限制第一滑块（2）和第二滑块（3）上下方向的自由度。


2.根据权利要求1所述的一种精度高的超精密非球面成型磨床用静压导轨，其特征在于：所述第一滑块（2）滑动连接在第一滑轨（13）内的滑动面与第一滑轨（13）内所对应的滑轨面之间的间隙为2μm-2.5μm，第一滑块（2）的顶面与所对应侧压板（12）的底面之间的间隙为2μm-2.5μm。


3.根据权利要求1所述的一种精度高的超精密非球面成型磨床用静压导轨，其特征在于：所述第二滑块（3）滑动连接在第二滑轨（14）内的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文志，姜超，林鸿榕，潘龙，
申请(专利权)人：机械科学研究总院海西福建分院有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35