高精密无心磨负压导轨的制作方法

本发明涉及机床领域，具体的涉及一种负压导轨技术在高精密无心磨床上的应用。

背景技术：

高精密无心磨在加工0级及ⅰ级滚子的时候，对滑架的进给精度有着很高的要求。现有技术中多使用液体静压导轨。液体静压导轨的工作原理是将具有一定压力的润滑油，经节流器输入到导轨面上的油腔，即可形成承载油膜，使导轨面之间处于纯液体摩擦状态。磨床工作时，压力油经节流器进入导轨的各个油腔，使运动部件浮起，导轨面被油膜隔开，油腔中的油不断通过油封边而流回油箱。当滑架受到外载荷作用向下产生一个位移时，导轨间隙变小，增加了回油阻力，使油腔中的油压升高，以平衡外载荷。但当导轨的进刀量较大时，载荷变量较大，油膜波动较大，即静压导轨存在油膜刚度不足的缺陷。为此本行业技术人员通常通过在轨道的进油通道中增加弹性体，以抵抗载荷变化带来的油膜刚度不足，如cn105108500a、cn105108498a。上述设计结构复杂，对增强油膜刚度的作用不理想。同时油膜厚度不易掌握，调整困难。

技术实现要素：

为克服现有技术中的不足，本发明提供一种承载能力强，且可以显著提高油膜刚度，增强导轨刚性，促使滑架机构平稳进给的高精密无心磨负压导轨。

本发明所采用的技术方案如下：一种高精密无心磨负压导轨，它包括滑架、导轨和供油系统，其要点在于供油系统包括油泵、油箱、负压发生器，滑架位于磨床导轨的上端，导轨两端有静压腔，静压腔中设置有进油口，导轨中间有负压腔，负压腔内设置有吸油口，负压发生器与油泵相连接，负压发生器的流量控制器与进油口相通，为其提供正压油，负压发生器的吸油装置与吸油口连接，使负压腔中产生稳定负压。在滑架与导轨之间有厚度稳定的承载油膜，导轨之间为纯液体摩擦。

本发明是在现有的液体静压导轨基础上进行改进，通过对导轨及供油系统进行改进，使导轨两端的静压（正压）腔形成静压油膜，对滑架产生向上的支撑，起承载作用，导轨中间部分形成相对“真空”，起吸附作用，增加滑架的稳定性。由于本发明在导轨中间部分形成的相对“真空”，利用大气的压强，增加滑架的重量（即真空预载），减少载荷变化对油膜的影响，进而减小导轨运行的不平稳性，增加进给精度，同时也使得油膜厚度维持在相对均匀且薄的状态，增加导轨刚性,促使滑架机构平稳进给。

在导轨的进油口和吸油口连接有负压发生器。负压发生器的吸油装置部分所设定的压力为0.1-0.08bar。负压发生器的进油压力为20-25bar。负压发生器的流量控制装置部分与导轨进油口连接，流量控制装置根据反馈情况控制进油量，负压发生器的吸油装置部分连接吸油口，吸油装置根据反馈情况在导轨中间部分形成“真空”，并吸走多余油量，流回油箱。油膜的厚度为0.01-0.03mm。由于负压发生器的真空预载，油膜受负载变化影响小，油膜厚度稳定，刚度强。

在负压油腔的四周有封油环，封油环为一圈凹槽，封油环中有辅助封油进油口与进油管连接，使封油环内布满油液，防止外部空气进入导轨中间，使油膜压力稳定，油膜刚性好。辅助封油进油口的进油压力为1.2-1.5bar。

本发明通过负压发生器在导轨中间部分形成的相对“真空”，利用大气的压强，增加滑架的重量，减少载荷变化对油膜的影响，进而减小导轨运行的不平稳性，增加进给精度，同时也使得油膜厚度维持在相对均匀且薄的状态，增加导轨刚性,促使滑架机构平稳进给。

附图说明

图1为本发明的工作原理示意图

图2为本发明的导轨的油路示意图

图3为a-a（进油口）剖面图

图4为b-b（吸油口）剖面图

图5为c-c（辅助封油进油口）剖面图

其中：1静压腔11进油口13堵头2负压腔21吸油口22封油环23辅助封油进油口24通油道25辅助封油进油口通油道3滑架4导轨5油膜6负压发生器61流量控制器62吸油装置7油泵8油箱。

具体实施方式

下面结合视图对本发明进行详细的描述，所列举的实施例可以使本专业的技术人员更理解本发明，但不以任何形式限制本发明。

如图1-5所示，一种高精密无心磨负压导轨，是在现有的液体静压导轨基础上进行改进，通过对导轨及供油系统进行改进，它包括滑架3、导轨4和供油系统，供油系统包括油泵7、油箱8、负压发生器6，滑架为倒u字型，骑在磨床导轨4的上端，磨床两侧导轨平行布置有静压（正压）腔1、负压腔2，静压（正压）腔1位于导轨的两端，共有四个静压腔1，每个静压（正压）腔1中设置有进油口11，负压腔2位于导轨中间，共有两个，每个负压腔2内设置有吸油口21。负压发生器6与油泵相连接，负压发生器的流量控制器61分别与4个进油口11连接，为其提供正压油，流量控制器61根据反馈情况控制各个进油口11的进油量；吸油口21下方有贯通的通油道24，负压发生器的吸油装置62与通油道的一端相通，从而与吸油口21连接,吸油装置62根据反馈情况在导轨中间部分形成“真空”，并吸走多余油量，流回油箱8，通油道24的另一端用堵头13密封。负压发生器的吸油装置部分所设定的压力为0.1-0.08bar，最优选择为0.08bar，负压发生器的进油压力为20-25bar，图中标注为25bar。

两端的静压（正压）腔1形成静压油膜5，对滑架3产生向上的静压支撑，起承载作用，导轨4中间部分形成相对“真空”，起吸附作用（其原理如图1所示），呈现向下的负压吸附，增加滑架3的稳定性。由于本发明在导轨4中间部分形成的相对“真空”，利用大气的压强，增加滑架3的重量，减少载荷变化对油膜5的影响，进而减小导轨运行的不平稳性，增加进给精度。同时通过真空压缩，也使得油膜厚度维持在相对均匀且薄的状态，增加导轨刚性,促使滑架机构平稳进给。在滑架3与导轨4之间有厚度稳定的承载油膜5，油膜的厚度控制在0.01-0.03mm之间，导轨之间为纯液体摩擦。在负压油腔的四周有封油环22，封油环为一圈凹槽，凹槽中间设计有辅助封油进油口23，同样辅助封油进油口23下方也有贯通的辅助封油进油口的通油道25，辅助封油进油口的通油道25另外连接进油管路，通油道的另一端也是用堵头13密封，辅助封油进油口的进油压力为1.2-1.5bar，使封油环内布满油液，防止外部空气进入导轨中间。不同的通油道相互间不干涉，可设计在与导轨面不同高度的断面上。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

技术特征：

技术总结
一种高精密无心磨负压导轨，它包括滑架、导轨和供油系统，其要点在于供油系统包括油泵、油箱、负压发生器。滑架位于磨床导轨的上端，导轨两端有静压腔，静压腔中设置有进油口，导轨中间有负压腔，负压腔内设置有吸油口，负压发生器与油泵相连接，负压发生器的流量控制器与进油口相通，为其提供正压油，负压发生器的吸油装置与吸油口连接，使负压腔中产生稳定负压。在滑架与导轨之间有厚度稳定的承载油膜，导轨之间为纯液体摩擦。本发明通过负压发生器在导轨中间部分形成的相对“真空”，利用大气的压强，增加滑架的重量，减少载荷变化对油膜的影响，增加进给精度，油膜厚度维持在相对均匀且薄的状态，增加导轨刚性,促使滑架机构平稳进给。

技术研发人员：陈伟;叶琦楠;徐祖贤;张静婷;洪斌
受保护的技术使用者：福建达宇重型数控机床有限公司
技术研发日：2017.11.16
技术公布日：2018.03.02