一种用于三轴数控平面磨床的气静压导轨的制作方法

本实用新型涉及平面磨床领域，具体的说是一种用于三轴数控平面磨床的气静压导轨。

背景技术：

目前，国内对精密金属零部件平面的磨削、研磨加工普遍采用的是滚珠轴承主轴，以及油润滑硬导轨或直线导轨磨床，滚珠轴承主轴中的轴承采用的是高精度的P4级角接触轴承，由于所述高精度的P4级角接触轴承精度要求极高，所以P4级轴承的精度标准限制为1um，主轴在制造加工以及装配后的综合精度一般是2～3um；因此，滚珠轴承主轴的回转精度也只能达到2～3um。磨床超精密的直线导轨也因制造精度的限制，其平行度精度最好也很难超过3um/m，也就是说国内现有磨床本身的加工精度最高只能达到2-3um/m。随着科学技术的进步和社会经济的发展，对机械加工精度的要求越来越高，越来越多的高精密产品工件的平面度要求甚至达到≤0.5um，现有滚珠轴承主轴磨床已经远远不能满足现在以及未来加工工业发展的需求。

超精密加工磨床的主轴在加工过程中直接支持工件或刀具的运动，故主轴的回转精度直接影响到工件的加工精度，因此可以说主轴是超精密加工磨床中最重要的一个部件，通过磨床主轴的精度和特性可以评价磨床本身的精度。目前，国内对精密金属零部件平面的磨削、研磨的加工设备达不到前述精度，所以只能花费了大量的外汇通过进口高精度的加工设备来满足生产要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决上述技术问题的不足，本实用新型提出一种用于三轴数控平面磨床的气静压导轨，利用气静压砂轮电主轴、X轴气静压导轨、Y轴气静压导轨并通过高精密数控系统达到三轴气浮控制，使传统的滚珠轴承电主轴、滑动和滚动导轨磨床改变为气静压电主轴、气静压导轨磨床，加工精度得到有效提高，实现了气静压磨床的高精度加工。

本实用新型为解决上述技术问题的不足而采用的技术方案是：一种用于三轴数控平面磨床的气静压导轨，所述气静压导轨包括导轨座、托板和气静压模块，所述导轨座上对称设有槽状轨道，所述托板底端设有与所述槽状轨道相匹配的导杆，所述托板通过所述导杆与所述槽状轨道滑动连接；所述托板的两侧沿着槽状轨道长度方向均匀设有多个安装孔，所述气静压模块分别设置在所述安装孔内，所述气静压模块包括轴套、节流器、气嘴、密封盖和供气机构，所述轴套一端密闭，一端开放，所述轴套壁上均匀设有进气孔，所述轴套设置在所述安装孔内，所述节流器设置在所述轴套内，所述气嘴设置在所述轴套的开放的一端，并通过所述密封盖对所述轴套进行密封，所述供气机构与所述气嘴连通。

进一步的，所述托板的侧面通过丝杠连接有伺服电机，所述伺服电机带动所述托板在所述槽状轨道上移动。

进一步的，所述供气机构包括空气压缩机、气体过滤器、调压阀、气路分配管，所述空气压缩机的输出端与所述气体过滤器的输入端连通，所述气体过滤器的输出端与所述调压阀的输入端连通，所述调压阀的输出端连接有多个气路分配管，所述气路分配管分别与所述气嘴连通。

进一步的，所述伺服电机通过电缆连接有控制系统。

进一步的，所述槽状轨道包括对称设置的方型槽轨道和V型槽轨道，所述导杆包括与所述方型槽轨道相匹配的柱状导杆和与所述V型槽相匹配的V型导杆。

本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型的气静压导轨中对称均匀设有气静压模块，包括轴套、节流器、气嘴、密封盖和供气机构，轴套壁上均匀设有进气孔，节流器设置在轴套内，气嘴设置在轴套一端，并通过密封盖对轴套进行密封，供气机构通过气嘴将压缩空气输入到轴套内，并从进气孔喷出，使导杆在导轨上移动过程中，导杆和导轨之间形成气膜，形成非接触式滑动，起动力矩小，无摩擦、无损耗、无污染，极大的减小了摩擦系数，减少了磨损率，长期使用不发生粘度变化，运动过程中无振动，平滑，稳定，将该导轨用于三轴数控平面磨床，使X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴移动机构在移动过程中具有动特性良好、精度寿命长、不产生振动等优点，同时使电主轴具有良好的振摆回转精度，提高电主轴的旋转精度高，使得磨床本身的加工精度达到≤0.1μm的技术指标；

（2）本实用新型的气静压导轨包括方型槽轨道和V型槽轨道，采用V型槽轨道配合V型导杆，V型导杆和V型槽轨道的接触属于线接触，高速接近轨道面，瞬时接触，再高速离开，可以达到很高的线速度，同时通过V型导杆的“线”不停地对轨道面进行“刮擦”，可以很好地保证导轨面的清洁，提高导轨的精度。

附图说明

图1是导轨座的结构示意图；

图2是托板的结构示意图；

图3是气静压模块的结构示意图；

图4是供气机构的结构示意图；

附图标记：1、导轨座，2、托板，201、安装孔，3、气静压模块，301、轴套，302、节流器，303、气嘴，304、密封盖，4、槽状轨道，401、方型槽轨道，402、V型槽轨道，5、导杆，501、柱状导杆，502、V型导杆，6、进气孔，7、丝杠，8、伺服电机，9、空气压缩机，10、气体过滤器，11、调压阀，12、气路分配管。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步的阐述。

具体实施方式：

一种用于三轴数控平面磨床的气静压导轨，所述气静压导轨包括导轨座1、托板2和气静压模块3，通过在导轨结构中设置气静压模块，使三轴数控平面磨床的三轴移动机构在移动过程中由于压力膜的均化作用具有动特性良好、精度寿命长、不产生振动等优点，使得磨床本身的加工精度达到≤0.1μm的技术指标，在对金属零部件的平面超精密磨削、研磨加工领域里，使传统的滚珠轴承主轴磨床加工精度从2～3um提升到0.5um以内，改变了我国没有超精密平面加工装备而难以生产出平面度0.5um以内加工精度的状况，填补了国内在超精密加工制造装备领域里的空白；

其中，所述导轨座1上对称设有槽状轨道4，所述托板2底端设有与所述槽状轨道4相匹配的导杆5，所述托板2通过所述导杆5与所述槽状轨道4滑动连接；所述托板2的侧面通过丝杠7连接有伺服电机8，所述伺服电机8通过电缆连接有控制系统，所述伺服电机8带动所述托板2在所述槽状轨道4上移动；

所述托板2的两侧沿着槽状轨道4长度方向均匀设有多个安装孔201，所述气静压模块3分别设置在所述安装孔201内，所述气静压模块3包括轴套301、节流器302、气嘴303、密封盖304和供气机构，所述轴套301一端密闭，一端开放，所述轴套301壁上均匀设有进气孔6，所述轴套301设置在所述安装孔201内，所述节流器302设置在所述轴套301内，所述气嘴303设置在所述轴套301的外端，并通过所述密封盖304对所述轴套301进行密封，所述供气机构与所述气嘴303连通；节流器302设置在轴套301内，气嘴303设置在轴套301一端，并通过密封盖304对轴套301进行密封，供气机构通过气嘴303将压缩空气输入到轴套301内，并从进气孔6喷出，使导杆5在槽状轨道4上移动过程中，导杆5和槽状轨道4之间形成气膜，形成非接触式滑动，起动力矩小，无摩擦、无损耗、无污染，极大的减小了摩擦系数，减少了磨损率，长期使用不发生粘度变化，运动过程中无振动，平滑，稳定，将该导轨用于三轴数控平面磨床，使三轴移动机构在移动过程中具有动特性良好、精度寿命长、不产生振动等优点，使得磨床本身的加工精度达到≤0.1μm的技术指标；

所述供气机构包括空气压缩机9、气体过滤器10、调压阀11、气路分配管12，所述空气压缩机9的输出端与所述气体过滤器10的输入端连通，所述气体过滤器10的输出端与所述调压阀11的输入端连通，所述调压阀11的输出端连接有多个气路分配管12，所述气路分配管12分别与所述气嘴303连通；

所述槽状轨道4包括对称设置的方型槽轨道401和V型槽轨道402，所述导杆5包括与所述方型槽轨道401相匹配的柱状导杆501和与所述V型槽轨道402相匹配的V型导杆502；采用V型槽轨道配合V型导杆，V型导杆和V型槽轨道的接触属于线接触，高速接近轨道面，瞬时接触，再高速离开，可以达到很高的线速度，同时通过V型导杆的“线”不停地对轨道面进行“刮擦”，可以很好地保证导轨面的清洁，提高导轨的精度；

本实用新型利用气静压砂轮电主轴、X轴气静压导轨、Y轴气静压导轨并通过高精密数控系统达到三轴气浮控制，使传统的滚珠轴承电主轴、滑动和滚动导轨磨床改变为气静压电主轴、气静压导轨磨床，加工精度得到有效提高，实现了气静压磨床的高精度加工。

对所公开的实施例的上述说明，仅为了使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。