精密加工中心负压吸附导轨的研究


伯特利数控 加工中心  钻攻中心  

 前言:

 精密加工是制造精密尖端产品所不可缺少的,是提高机电产品质量的需要,是现代机械制造的前沿技术:精密加工中心是精密加工的重要设备,是实现精密加工的保障精密加工中心涵盖加工中心的结构、关键基础部件和检测技术等综合技术加工中心主轴及其驱动系统、导轨及其驱动系统、微进给装置和检测装置等是精密机床的关键部件导轨部件是精密加工中心的关键部件,导轨性能直接影响精密加工技术的进一步发展,研究机床导轨的结构和工作性能具有重要的现实意义,,

精密加工是通过刀具对工件的切削加工来实现的,加工过程处于低负载、高精度和高速状态,加工过程不仅需要精密的回转运动,而且需要精密的直线运动。直线运动的精密导轨其精度要求在〇.1叫,/100 mmm之内,在工程应用中多使用静压导轨,,静压导轨有液体静压支承导轨和气体静压支承导轨两
种:液体静压支承导轨刚度大但结构较复杂,工作过程中油液易发热需对油温进行控制,对环境有污染-空气静压支承导轨运行精度高、运动平稳性好:高速运动时温升小,低速运行时不产生爬行现象,使用和加工都比较方便而且环保气体静压轴承和静压导轨作为气体润滑的一种应用形式,随着高新技术的发展在精密加工中心上得到越来越多的应用,具有重要的研究意义:

气体静压支承导轨的两个主要性能指标是气膜刚度和承载能力,与导轨的气膜厚度有关。当静压导轨承受的外负载发生变化时,导轨的气膜厚度将随之变化,引起气体静压导轨气膜刚度和承载能力的改变,,如何控制气膜厚度始终处于最佳工作状态,将会有效改善载荷变化对导轨工作状态的影响。

由于加工中心在加工运行过程中既承受垂直负载也承受翻转偏转负载,因此宜采用闭式静压方式。但闭式气体静压方式在制造和安装等环节不易实现,而开式静压方式又存在漂移和运动不稳定等问题。为解决上述问题引入开式负压吸附方式,即在开式气体静压方式的基础上增加负压发生器,在上下导轨间通过产生负压实现吸附夹紧,限制上下导轨浮动,同时存在正压与负压平衡,使导轨得到闭式静压支承的效果,在实际工程应用中,导轨可采用负压吸附结构形式,提高导轨的承载能力和运动平稳性。因此,在精密机械中负压气浮导轨的研究越来越广泛。

1负压吸附导轨的工作原理

图】为负压吸附气垫导轨的结构原理图。在负压吸附式支承工作面的不同区域加工出供高压气体的气腔和与负压发生器相通的负压槽,工作时气腔内的正压(浮力/)2)和负压槽中的负压(吸力;)1) _个产生向上的顶升力另一个产生向下的吸附夹紧力,使运动的上支承和承载的下支承间形成_定厚度的气膜。图1中气源产生的压力1».经孔径为/的节流孔进入气腔中压力为气腔中的气流从缝隙往外流出:一部分气流沿导轨面间的间隙向外流出,排入大气;另一部分气流向内流动形成正压将导轨上支承面浮起;同时半径为A的腔体中气体与负压发生器相通,在半径为A的腔体中形成负压腔。在A和圪之间的区域形成正压浮力,而在半径为A的区域内形成负压吸力,当正压与负压处于一定比值时,在上下支承间形成一个稳定的气膜厚度/<,使导轨上下支承面形成具有稳定状态的气膜厚度,使导轨在承受负载时运行平稳。

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结束语:

 精密加工中心是精密加工的重要设备,是实现精密加工的基础:精密加工处于高精度、高速度、轻载状态,具有运行精度高和无爬行的特点,对于直线运动精密导轨要求精度在1 pm/lUO mm之内,,通过负压发生器与流量控制阀组合形成的气体负压吸附支承技术,解决开式静压导轨的漂移和运动不稳定等问题,可广泛应用于各种开式静压导轨中,扩大了精密加工中心静压导轨的应用领域,使加工加工中心运动精度高,

 

 

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