专利名称：一种闭式静压导轨的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种闭式静压导轨，具体涉及一种适用于超精密机床的高精度、高刚 度的闭式静压导轨。
背景技术：
超精密机床要求导轨具有极高的制造精度，同时要求耦合面没有摩擦和磨 损，基 于以上要求，静压导轨在超精密机床设计中应用较为广泛。按导轨形式，静压导轨结构形式 可分为开式和闭式两种，平面型闭式静压导轨可承受各方向载荷和颠覆力矩，具有承载能 力强，精度高，刚度高的特点。现有的平面型闭式导轨，导轨多采用一体化结构，需同时保证 导向面的形状精度、位置精度和尺寸精密，加工时具有一定的难度。发明专利《一种采用多头定量泵的静压导轨》(公开号CN 1884861A)公开了一种 导轨包滑块的闭式静压导轨形式，该导轨采用一体化结构形式，加工导轨时需要同时保证 上下两个水平导向面的平行度、距离尺寸精度及水平导向面与垂直导向面的垂直度，一般 的加工需要采用先磨削再修研的方法来保证导轨的精度，但修研此类具有一定深宽比的沟 槽结构存在很大的困难，这在客观上限制了该类导轨所能达到的精度。发明专利《一种闭式静压导轨及其制造方法》(公开号CN1763389A)公开了一种 滑块包导轨的闭式静压导轨形式，该导轨采用组合结构，导轨由导轨主体和横导轨组成，在 加工时，导轨主体的下水平导向面的修研存在困难，另外该结构的横滑块亦属于具有一定 深宽比的沟槽结构，修研也存在困难，因而，该类导轨的精度客观上也受到一定限制。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种结构简单、易加工、高精 度及高刚度的闭式静压导轨。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是包括底座以及设置在底座上的滑块， 底座的上表面自下而上依次设置有水平支撑导轨和竖直支撑导轨，滑块镶嵌在由底座、水 平支撑导轨和竖直支撑导轨形成的凹槽内，且滑块的上表面与竖直支撑导轨的下表面间设 置静压油腔，滑块的下表面与底座的上表面间设置静压油腔，滑块的侧表面与水平支撑导 轨的侧表面间设置静压油腔。本发明的竖直支撑导轨、水平支撑导轨和底座均采用花岗岩材料制成。本发明闭式静压导轨避免了具有一定深宽比的沟槽结构，各主要精度面均为平 面结构，可进行修研，从而降低了导轨加工的难度，同时，由于该导轨及底座均采用花岗岩 材料，其热稳定性较好，从而保证了导轨的精度。该闭式静压导轨的的直线度误差可达 0. Ιμπι/lOOmm，导轨的水平方向和竖直方向的刚度均大于10000N/μ m。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。参见图1，本发明包括底座3以及设置在底座3上的滑块4，底座3的上表面自下 而上依次设置有水平支撑导轨2和竖直支撑导轨1，滑块4镶嵌在由底座3、水平支撑导轨2 和竖直支撑导轨1形成的凹槽内，且滑块4的上表面与竖直支撑导轨1的下表面间设置静 压油腔6，滑块4的下表面与底座3的上表面间设置静压油腔5，滑块4的侧表面与水平支 撑导轨2的侧表面间设置静压油腔7 ；所述的竖直支撑导轨1、水平支撑导轨2和底座3均 采用花岗岩材料制成。本发明所述的闭式静压导轨中主要涉及的精度面有底座3的上表面、滑块4的上 表面、滑块4的下表面、滑块4的侧表面、水平支撑导轨2的侧表面、水平支撑导轨2的上表 面、水平支撑导轨2的下表面、竖直支撑导轨1的下表面，这些精度面均可通过修研来保证 导轨所需的各项精度。
本发明所述的闭式静压导轨采用20 30 μ m的油膜厚度。本发明所述的闭式静压导轨的直线度误差可达0. Ιμπι/lOOmm。若采用20 μ m为 油膜间隙，油腔工作压力为3MPa，节流比为2，油腔投影面尺寸为25X300mm，竖直方向设置 8个油腔，水平方向设置4个油腔，采用32号轴承润滑油，计算可得该闭式静压导轨水平方 向刚度可达约11000N/ μ m,竖直方向刚度可达约22000N/ μ m。本发明特别适用于各类超精密机床中。
权利要求
一种闭式静压导轨，包括底座(3)以及设置在底座(3)上的滑块(4)，其特征在于底座(3)的上表面自下而上依次设置有水平支撑导轨(2)和竖直支撑导轨(1)，滑块(4)镶嵌在由底座(3)、水平支撑导轨(2)和竖直支撑导轨(1)形成的凹槽内，且滑块(4)的上表面与竖直支撑导轨(1)的下表面间设置静压油腔(6)，滑块(4)的下表面与底座(3)的上表面间设置静压油腔(5)，滑块(4)的侧表面与水平支撑导轨(2)的侧表面间设置静压油腔(7)。
2.根据权利要求1所述的闭式静压导轨，其特征在于，所述的竖直支撑导轨(1)、水平 支撑导轨(2)和底座(3)均采用花岗岩材料制成。
全文摘要
一种闭式静压导轨，包括底座以及设置在底座上的滑块，底座的上表面自下而上依次设置有水平支撑导轨和竖直支撑导轨，滑块镶嵌在由底座、水平支撑导轨和竖直支撑导轨形成的凹槽内，且滑块的上表面与竖直支撑导轨的下表面间设置静压油腔，滑块的下表面与底座的上表面间设置静压油腔，滑块的侧表面与水平支撑导轨的侧表面间设置静压油腔。本发明闭式静压导轨避免了具有一定深宽比的沟槽结构，各主要精度面均为平面结构，可进行修研，从而降低了导轨加工的难度，同时，由于该导轨及底座均采用花岗岩材料，其热稳定性较好，从而保证了导轨的精度。该闭式静压导轨的直线度误差可达0.1μm/100mm，导轨的水平方向和竖直方向的刚度均大于10000N/μm。
文档编号B23Q1/01GK101829904SQ20101010206
公开日2010年9月15日 申请日期2010年1月26日 优先权日2010年1月26日
发明者位文明, 何仲赟, 卢秉恒, 薛飞, 赵万华, 陈耀龙 申请人:西安交通大学;西安瑞特快速制造工程研究有限公司