[發明專利]一種臥式使用的Π型氣體靜壓導軌

有效

• 申請號: 200910156601.0
• 申請日: 2009-12-29
• 公開（公告）號: CN101956762A
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發明（設計）人: 李東升;孔明;禹靜;郭琳
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: F16C32/06
• 分類號: F16C32/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及一種氣體靜壓導軌，尤其是涉及一種臥式使用的∏型氣體靜壓導軌。?

背景技術

隨著裝備制造業的大力發展，微電子設備、超精密機床和儀器技術已成為國際商業競爭的核心技術，是目前各科研機構爭相研究的重點和熱點問題。其中導軌更是超精密測量領域的基礎核心技術之一，而由于氣體靜壓潤滑具有摩擦力小、運動平穩、精度高和幾乎無熱變形等優點，成為超精密加工和測量領域的重要研究對象。?

傳統的氣體靜壓導軌設計主要有方形、梯形、三角形等形式，其中方形導軌采用框架結構，對外框和導軌的直角性要求極高，大幅增加了加工和裝配難度。此外，采用方形、梯形、三角形等形式導軌氣浮力會有多余約束，為超靜定方式，易引入附加力矩而產生干擾。而臥式使用的∏型氣體靜壓導軌在導軌左、右及上方三個工作面上分別設置兩塊對稱的氣浮塊，靠自重形成力的平衡，可以將因節流孔而形成的誤差源對導軌運動精度的影響減弱到最低程度，同時限制導軌運動自由度，降低氣膜建立初期導軌的阻尼自激振動，水平放置便于安裝，且不會產生附加力矩，在同等條件下氣膜振動最小，精度高，能夠有效地提高測量精度。?

發明內容

為了克服傳統空氣靜壓導軌精度低、安裝不方便等問題，本發明的目的在于提供一種臥式使用的∏型氣體靜壓導軌。?

本發明包括兩個支架、工作臺、六塊氣浮塊、導軌固定臺和滾珠絲杠；導軌固定臺分別安裝在兩端的支架中，六塊氣浮塊三個一組分別對稱固定于工作臺的上端、左端和右端，氣浮塊分別與導軌固定臺的上表面、左面和右面形成配合，構成臥式使用的∏型氣體靜壓導軌，導軌固定臺下表面中心位置安裝光柵尺，滾珠絲杠的一端通過聯軸器與裝在一個支架上的電機相連，滾珠絲杠的另一端與另一個支架連接，工作臺和滾珠絲杠通過兩組兩個為一組的金屬軟連接連接。?

所述的氣浮塊為圓柱形，其工作面為凹圓錐面或單葉雙曲面。?

所述的工作面上還開設有阿基米德螺線形均壓槽。?

所述的三個為一組的氣浮塊中心的延長線與導軌固定臺的中心重合。?

本發明具有的有益效果是：?

1、本發明的∏型氣體靜壓導軌運動精度高、摩擦與振動小，適用于超精密測量領域?

2、本發明的∏型氣體靜壓導軌左、右及上方三個工作面上分別設置兩塊對稱的氣浮塊，靠自重形成力的平衡，可以將因節流孔而形成的誤差源對導軌運動精度的影響減弱到最低程度?

本發明適用于超精密氣體靜壓導軌。?

附圖說明

圖1是本發明的一種臥式使用的∏型導軌的主視圖。?

圖2是圖1的∏型導軌的左視圖。?

圖3是圖1的∏型導軌的俯視圖。?

圖4是氣浮塊俯視圖。?

圖5是開設阿基米德螺線形均壓槽的工作面示意圖。?

圖中：1、支架，2、螺母，3、球頭螺栓，4、錐形固定套，5、工作臺，6、氣浮塊，7、導軌固定臺，8、電機，9、聯軸器，10、滾珠絲杠，11、連接板，12、金屬軟連接，13、光柵尺，14、節流孔，15、均壓槽。?

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。?

如附圖1、圖2、圖3所示，包括兩個支架1、工作臺5、六塊氣浮塊6、導軌固定臺7和滾珠絲杠10；導軌固定臺7分別安裝在兩端的支架1中，六塊氣浮塊6三個一組分別對稱通過螺母2、錐形固定套3、球頭螺栓4固定于∏型工作臺5上端、左端和右端，氣浮塊分別與導軌固定臺7的上表面、左面和右面形成配合，構成臥式使用的∏型氣體靜壓導軌，導軌固定臺7下表面中心位置安裝光柵尺13，滾珠絲杠10的一端通過聯軸器9與裝在一個支架上的電機8相連，滾珠絲杠10的另一端與另一個支架1連接，通過兩組兩個為一組的金屬軟連接12連接導軌工作臺5和裝有連接板11的滾珠絲杠10。?

如附圖4所示，所述的氣浮塊6為圓柱形，其工作面為凹圓錐面或單葉雙曲面，氣浮塊6制造材料選用鍛鋁6061，表面需要經過陽極氧化處理。?

如附圖5所示，所述的工作面上還開設有阿基米德螺線形均壓槽，開設阿基米德螺線形均壓槽有利于氣體在氣浮塊工作面均勻分布，減小氣膜振動，提?高導軌的工作精度。?

所述的三個為一組的氣浮塊6中心的延長線與導軌固定臺的中心重合。?

工作時，將壓力為0.4Mpa～0.6Mpa的氣體通過節流孔14送入各氣浮塊6與其工作面之間的間隙，氣浮塊6借助空氣靜壓懸浮起來，工作臺5下端安裝有定位裝置光柵尺13，能夠實現導軌運動的準確定位。當驅動電機回轉時，通過聯軸器9驅動滾珠絲杠10將回轉運動轉化為直線運動，從而帶動工作臺5實現純空氣摩擦的直線運動。?