专利名称：一种卧式使用的π型气体静压导轨的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气体静压导轨，尤其是涉及一种卧式使用的Π型气体静压导轨。
背景技术：
随着装备制造业的大力发展，微电子设备、超精密机床和仪器技术已成为国际商 业竞争的核心技术，是目前各科研机构争相研究的重点和热点问题。其中导轨更是超精密 测量领域的基础核心技术之一，而由于气体静压润滑具有摩擦力小、运动平稳、精度高和几 乎无热变形等优点，成为超精密加工和测量领域的重要研究对象。传统的气体静压导轨设计主要有方形、梯形、三角形等形式，其中方形导轨采用框 架结构，对外框和导轨的直角性要求极高，大幅增加了加工和装配难度。此外，采用方形、梯 形、三角形等形式导轨气浮力会有多余约束，为超静定方式，易引入附加力矩而产生干扰。 而卧式使用的π型气体静压导轨在导轨左、右及上方三个工作面上分别设置两块对称的气 浮块，靠自重形成力的平衡，可以将因节流孔而形成的误差源对导轨运动精度的影响减弱 到最低程度，同时限制导轨运动自由度，降低气膜建立初期导轨的阻尼自激振动，水平放置 便于安装，且不会产生附加力矩，在同等条件下气膜振动最小，精度高，能够有效地提高测 量精度。
发明内容
为了克服传统空气静压导轨精度低、安装不方便等问题，本发明的目的在于提供 一种卧式使用的Π型气体静压导轨。本发明包括两个支架、工作台、六块气浮块、导轨固定台和滚珠丝杠；导轨固定台 分别安装在两端的支架中，六块气浮块三个一组分别对称固定于工作台的上端、左端和右 端，气浮块分别与导轨固定台的上表面、左面和右面形成配合，构成卧式使用的Π型气体静 压导轨，导轨固定台下表面中心位置安装光栅尺，滚珠丝杠的一端通过联轴器与装在一个 支架上的电机相连，滚珠丝杠的另一端与另一个支架连接，工作台和滚珠丝杠通过两组两 个为一组的金属软连接连接。所述的气浮块为圆柱形，其工作面为凹圆锥面或单叶双曲面。所述的工作面上还开设有阿基米德螺线形均压槽。所述的三个为一组的气浮块中心的延长线与导轨固定台的中心重合。本发明具有的有益效果是1、本发明的Π型气体静压导轨运动精度高、摩擦与振动小，适用于超精密测量领 域2、本发明的Π型气体静压导轨左、右及上方三个工作面上分别设置两块对称的气 浮块，靠自重形成力的平衡，可以将因节流孔而形成的误差源对导轨运动精度的影响减弱 到最低程度本发明适用于超精密气体静压导轨。
图1是本发明的一种卧式使用的Π型导轨的主视图。图2是图1的Π型导轨的左视图。图3是图1的Π型导轨的俯视图。图4是气浮块俯视图。图5是开设阿基米德螺线形均压槽的工作面示意图。图中1、支架，2、螺母，3、球头螺栓，4、锥形固定套，5、工作台，6、气浮块，7、导轨固 定台，8、电机，9、联轴器，10、滚珠丝杠，11、连接板，12、金属软连接，13、光栅尺，14、节流孔， 15、均压槽。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。如附图1、图2、图3所示，包括两个支架1、工作台5、六块气浮块6、导轨固定台7 和滚珠丝杠10 ；导轨固定台7分别安装在两端的支架1中，六块气浮块6三个一组分别对 称通过螺母2、锥形固定套3、球头螺栓4固定于Π型工作台5上端、左端和右端，气浮块分 别与导轨固定台7的上表面、左面和右面形成配合，构成卧式使用的Π型气体静压导轨，导 轨固定台7下表面中心位置安装光栅尺13，滚珠丝杠10的一端通过联轴器9与装在一个支 架上的电机8相连，滚珠丝杠10的另一端与另一个支架1连接，通过两组两个为一组的金 属软连接12连接导轨工作台5和装有连接板11的滚珠丝杠10。如附图4所示，所述的气浮块6为圆柱形，其工作面为凹圆锥面或单叶双曲面，气 浮块6制造材料选用锻铝6061，表面需要经过阳极氧化处理。如附图5所示，所述的工作面上还开设有阿基米德螺线形均压槽，开设阿基米德 螺线形均压槽有利于气体在气浮块工作面均勻分布，减小气膜振动，提高导轨的工作精度。所述的三个为一组的气浮块6中心的延长线与导轨固定台的中心重合。工作时，将压力为0. 4Mpa 0. 6Mpa的气体通过节流孔14送入各气浮块6与其工 作面之间的间隙，气浮块6借助空气静压悬浮起来，工作台5下端安装有定位装置光栅尺 13，能够实现导轨运动的准确定位。当驱动电机回转时，通过联轴器9驱动滚珠丝杠10将 回转运动转化为直线运动，从而带动工作台5实现纯空气摩擦的直线运动。
权利要求
一种卧式使用的∏型气体静压导轨，其特征在于包括两个支架(1)、工作台(5)、六块气浮块(6)、导轨固定台(7)和滚珠丝杠(10)；导轨固定台(7)分别安装在两端的支架(1)中，六块气浮块(6)三个一组分别对称固定于工作台(5)的上端、左端和右端，气浮块分别与导轨固定台(7)的上表面、左面和右面形成配合，构成卧式使用的∏型气体静压导轨，导轨固定台(7)下表面中心位置安装光栅尺(13)，滚珠丝杠(10)的一端通过联轴器(9)与装在一个支架上的电机(8)相连，滚珠丝杠(10)的另一端与另一个支架(1)连接，工作台(5)和滚珠丝杠(10)通过两组两个为一组的金属软连接(12)连接。
2.根据权利要求1所述的一种卧式使用的Π型气体静压导轨，其特征在于所述的气 浮块(6)为圆柱形，其工作面为凹圆锥面或单叶双曲面。
3.根据权利要求2所述的一种卧式使用的Π型气体静压导轨，其特征在于所述的工 作面上还开设有阿基米德螺线形均压槽。
4.根据权利要求1所述的一种卧式使用的Π型气体静压导轨，其特征在于所述的三 个为一组的气浮块(6)中心的延长线与导轨固定台的中心重合。
全文摘要
本发明公开了一种卧式使用的∏型气体静压导轨。导轨固定台分别安装在两端的支架，六块气浮块三个一组分别对称固定于∏型工作台的上端、左端和右端，气浮块分别与导轨固定台的上表面、左面和右面形成配合，构成卧式使用的∏型气体静压导轨，导轨固定台下表面中心位置安装光栅尺，滚珠丝杠的一端通过联轴器与装在一个支架上的电机相连，滚珠丝杠的另一端与另一个支架连接，导轨工作台和滚珠丝杠通过两组两个为一组金属软连接连接。本发明设计的∏型气体静压导轨运动精度高，振动小，便于加工和安装，适用于超精密气体静压导轨领域。
文档编号F16C32/06GK101956762SQ20091015660
公开日2011年1月26日 申请日期2009年12月29日 优先权日2009年12月29日
发明者孔明, 李东升, 禹静, 郭琳 申请人:中国计量学院