[發明專利]一種恒流恒壓復合的浮動靜壓導軌及其控制方法

有效

• 申請號: 201210509407.8
• 申請日: 2012-12-04
• 公開（公告）號: CN103028954A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 黃筱調;洪榮晶;于春建;方成剛
• 申請（專利權）人: 南京工大數控科技有限公司
• 主分類號: B23Q1/38
• 分類號: B23Q1/38;B23Q1/01
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤

技術領域

本發明應用于大重型數控回轉工作臺的軸向支承系統，屬于先進制造與自動化技術領域。具體涉及一種恒流恒壓復合的浮動靜壓導軌及其控制方法。

背景技術

2013年度“高檔數控機床與基礎制造裝備”科技重大專項將“齒輪車削滾齒復合加工機床”和“大型、高精度數控成形磨齒機”?列為研究內容，高低速數控回轉工作臺也因此成為一種重要的分度功能部件。齒輪外圓、內孔和端面的車削、磨削需要轉臺高速回轉，轉速10~50r/min；齒輪的展成滾削和成形磨削需要轉臺進行低速連續高精度分度，轉速0~5rpm。小規格的數控回轉工作臺軸向支承通常采用機械式滾動軸承，高低速時承載剛度和回轉阻尼比較合適。對于大重型轉臺，在低速高精度分度過程中需要比較高的動靜態支承剛性，一般采用滑動卸荷導軌或者靜壓導軌，靜壓導軌浮起量0.02~0.04mm；高速回轉過程中的油膜阻力較大，靜壓導軌浮起量0.05~0.10mm，在轉臺回轉達到一定轉速時動壓效應能夠保證轉臺的軸向支承剛性。目前，對于大重型數控裝備，普通的導軌支承方式無法同時滿足轉臺的高低速分度功能。本發明的恒流恒壓復合的浮動靜壓導軌及其控制方法就是為解決上述問題而提出的。

發明內容

本發明主要針對大重型數控回轉工作臺的高速回轉和低速高精度分度功能，提出一種恒流恒壓復合的浮動靜壓導軌及其控制方法，屬于機械工程學科、先進制造與自動化領域。

本發明的一種恒流恒壓復合的浮動靜壓導軌及其控制方法，旨在滿足大重型數控回轉工作臺的高低速運動要求。車滾復合機床、齒輪和端面外圓磨削的復合機床要求數控回轉工作臺能夠具備低速高精度分度和高速回轉功能。

本發明的恒流恒壓復合的浮動靜壓導軌及其控制方法，旨在闡述具備高低速分度功能的大重型數控回轉臺軸向支承方式，屬國內首創。突出優點在于：本發明的結構簡單，控制方法可靠，通過恒流恒壓導軌進行復合承載，實現了高低速分度過程中支承形式的功能復合，既提高了轉臺低速高精度分度時的支承剛度，又能夠保證轉臺高速回轉時具備合適的阻尼；從而滿足“齒輪車削滾齒復合加工機床”和“大型、高精度數控成形磨齒機”等復合機床的工藝要求。

本發明的技術方案如下

一種恒流恒壓復合的浮動靜壓導軌，包括主導軌1、反向預載導軌2、底座3和工作臺面4，所述主導軌1和反向預載導軌2構成的閉式靜壓導軌進行支承，主導軌1為恒流靜壓導軌，由動導軌和靜導軌組成，工作臺面4上的主導軌1為動導軌、底座3上的主導軌1為靜導軌。反向預載導軌2為恒流恒壓復合的浮動靜壓導軌。

恒壓靜壓系統25控制反向預載大小，恒流系統控制反向預載的恒壓腔12的油膜厚度。

所述主導軌1包括主導軌的深油腔6和主導軌的淺油腔7，主導軌的淺油腔7分布于主導軌的深油腔6的兩側，主導軌的淺油腔7的油腔深度為主導軌的深油腔6的1/2，且主導軌的淺油腔7和主導軌的深油腔6分布于主導軌1運動的圓周方向上。

所述主導軌的深油腔6內設有主導軌的進油孔5，主導軌的淺油腔7的一側設有主導軌的封油邊8。

所述反向預載導軌2由反向預載導軌的壓板9、反向預載的恒壓系統進油口10和恒流系統的進油塊13組成；反向預載導軌2為浮動式結構，且保證導軌副之間沒有金屬接觸，反向預載導軌的壓板9與底座3固定，浮動塊11與反向預載導軌的壓板9為間隙配合，浮動塊11的端面和周向分別由浮動塊的端面密封圈17和浮動塊的周向密封圈18進行密封，端面間隙0.20mm左右，周向間隙0.10mm左右；所述浮動塊11上布有兩個對稱的反向預載的恒流腔15，浮動塊11與進油塊13固定，且由進油塊13的進油塊的密封圈16進行密封，保證進油塊13的進油塊的進油口14與浮動塊的進油口19無泄漏連接。

所述主導軌1上均布6個油腔，反向預載導軌2均布4個恒流恒壓復合油腔，主導軌1的6個油腔由大流量多頭泵20和小流量多頭泵21混合供油，大流量多頭泵20和小流量多頭泵21共用一個多頭泵的前給泵24，驅動大流量多頭泵20的驅動大流量多頭泵的交流變頻電機22由變頻器23控制。

一種如權利要求1至5所述的恒流恒壓復合的浮動靜壓導軌的控制方法，包括以下步驟：

當被恒流恒壓復合的浮動靜壓導軌支撐的轉臺低速分度(n＜n0)時，主導軌1由小流量多頭泵21供油，浮起量0.02~0.04mm；

反向預載導軌2由小流量多頭泵21、恒壓靜壓系統25進行恒流恒壓系統混合供油，浮動塊11與工作臺面4之間的油膜間隙0.02~0.04mm；