[發明專利]一種精密絲杠驅動式環型氣體靜壓導軌

有效

• 申請號: 201611155890.9
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN106736612B
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 趙惠英;張楚鵬;顧亞文;班新星;劉群;董龍超
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B23Q1/01
• 分類號: B23Q1/01;B23Q1/38;B24B41/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李宏德

本發明一種精密絲杠驅動式環型氣體靜壓導軌，包括氣體靜壓導軌條，分別設置在氣體靜壓導軌條上部和兩側的氣體靜壓導軌溜板，下部的氣體靜壓導軌下溜板，設置在氣體靜壓導軌條上的精密絲杠傳動裝置，以及連接在兩側的氣體靜壓導軌溜板上的傳動支架；精密絲杠傳動裝置包括由伺服電機驅動的精密絲杠，與精密絲杠配合的精密絲杠螺母，以及固定設置在精密絲杠螺母上的絲杠螺母連接座；精密絲杠平行于環型氣體靜壓導軌設置，絲杠螺母連接座垂直于精密絲杠向上設置；傳動支架上端固定有兩個球型頂緊塊，兩個球型頂緊塊的球面正對，與絲杠螺母連接座形成沿導軌運動方向的雙向點接觸，精密絲杠兩端連接的伺服電機座和軸承座分別固定在氣體靜壓導軌條上。

技術領域

本發明屬于超精密制造裝備領域，涉及光學元件加工中的超精密銑削、研拋加工機床，具體為一種精密絲杠驅動式環型氣體靜壓導軌。

背景技術

制造業是國民經濟的支柱產業，而超精密加工技術又是制造業發展的最重要牽引。超精密銑削、磨削作為超精密加工技術中的很重要一環，氣體靜壓導軌副是超精密加工機床中保證加工精度的核心部件之一，要求部件高精度、高穩定性、經濟性等。

目前在高端光學加工工藝中采用的超精密銑削機床主要用超精密氣體靜壓導軌實現元件的銑削進給，不過基本都采用的是直線電機來驅動的，而在超精密研拋加工機床主要用傳統的滑動導軌來實現修整和測量運動，對技術人員的經驗依賴較大，目前已經向智能化發展，已經有小部分前沿單位已經開始采用超精密氣體靜壓導軌來實現具有高要求的研拋加工機床，也采用的是直線電機來驅動的。直線電機本身具有高速度、高靈敏性、行程不受限等優點，但由于直線電機極容易受到端部效應、負載變化的影響，造成系統的不穩定和性能的下降；且使用成本較高，需要高端數控系統、光柵閉環控制，本身價格貴，限制超精密銑削機床、研磨機床的推廣使用。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種精密絲杠驅動式環型氣體靜壓導軌，精度高，可靠性高，推廣性強，抗干擾能力強。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種精密絲杠驅動式環型氣體靜壓導軌，包括氣體靜壓導軌條，分別設置在氣體靜壓導軌條上部和兩側的氣體靜壓導軌溜板，設置在氣體靜壓導軌條下部的氣體靜壓導軌下溜板，設置在氣體靜壓導軌條上的精密絲杠傳動裝置，以及連接在兩側的氣體靜壓導軌溜板上的傳動支架；所述的氣體靜壓導軌下溜板和氣體靜壓導軌溜板組裝形成氣體靜壓導軌滑動副，與氣體靜壓導軌條環抱形成一副環型氣體靜壓導軌；所述的精密絲杠傳動裝置包括由伺服電機驅動的精密絲杠，與精密絲杠配合的精密絲杠螺母，以及固定設置在精密絲杠螺母上的絲杠螺母連接座；精密絲杠平行于環型氣體靜壓導軌設置，絲杠螺母連接座垂直于精密絲杠向上設置；所述的傳動支架上端固定有兩個球型頂緊塊，兩個球型頂緊塊的球面正對，與絲杠螺母連接座形成沿導軌運動方向的雙向點接觸，精密絲杠兩端連接的伺服電機座和軸承座分別固定在氣體靜壓導軌條上。

優選的，兩個球型頂緊塊間的間隙比絲杠螺母連接座被頂緊側的厚度略大，且雙向點接觸的位置僅單向頂緊。

優選的，氣體靜壓導軌滑動副環抱氣體靜壓導軌條后，各向間隙小于10μm。

優選的，氣體靜壓導軌下溜板上對稱設置有多個氣體靜壓導軌圓形氣浮塊固定套，與氣體靜壓導軌圓形氣浮塊固定套通過螺紋固定的圓形氣浮塊頂緊塊，以及設置在氣體靜壓導軌下溜板內側沿導軌方向呈直線放置的多個氣體靜壓導軌圓形氣浮塊；

所述的氣體靜壓導軌圓形氣浮塊包括圓形氣浮塊固定板和圓形氣浮塊節流塊；圓形氣浮塊固定板的內側設置圓形氣浮塊節流塊，與氣體靜壓導軌下溜板的氣體接口連通，外側通過設置的球窩與對應的圓形氣浮塊頂緊塊頂緊配合；氣體靜壓導軌圓形氣浮塊與氣體靜壓導軌條下端面形成間隙配合。

進一步，圓形氣浮塊節流塊為圓形，一面開有多個環槽和一個中心圓槽，圓槽和環槽彼此間通過多個沿圓徑向均布的長槽相連通，此面與圓形氣浮塊固定板內側的凹槽粘接，另一面呈平面作為靜壓面。