[发明专利]具有热位移约束结合部的精密进给系统的复合滑座

说明书

技术领域

本发明属于精密机床技术领域，涉及一种高精度数控机床进给系统的滑座，具体涉及一种具有热位移约束结合部的精密进给系统的复合滑座。

背景技术

目前，对零件的加工精度要求越来越高，普通机床加工难以满足要求，必须采用多轴联动、高速、高精度的高性能数控机床加工高精度零件。近年来随着机床加工精度的不断提高，超精密加工精度已进入纳米级。大型精密五轴联动机床、坐标级精密加工机床等精密、超精密数控机床成为数控机床的重要发展方向。

机床进给系统是影响机床整机性能的关键因素之一。精密、超精密数控机床的进给系统采用零传动的直线电机(直线运动)和力矩电机(回转运动)驱动，但直线电机和力矩电机的发热及安装连接是需要特别关注的问题。

环境温度、切削热、运动发热导致的机床结构件的热变形对精密、超精密数控机床的加工精度影响很大，为减小此种影响，精密、超精密数控机床的一些结构件采用热膨胀系数小、变形小的花岗岩材料制作，如三坐标测量机的结构件可以全部采用花岗岩材料，但花岗岩材料不易加工复杂形状的结构件，故具有动态变化切削载荷的多轴(如5轴)联动的精密、超精密数控机床很难全部采用花岗岩结构，只是其中的一般支承件采用花岗岩材料制作，而移动、回转工作台等执行部件则采用金属材料制成。但花岗岩材料与金属材料的热膨胀系数相差2～3倍，因而，解决花岗岩结构件与金属结构件连接结合部的热特性问题是精密、超精密数控机床的关键技术。

采用直线电机驱动的精密进给系统包括滑台、滑座、导轨组件及直线电机，导轨组件的定轨及直线电机的初级与滑座固定连接，导轨组件的动轨及直线电机的次极与滑台固定连接，若滑台和导轨组件采用金属材料结构，而滑座直接采用花岗岩材料结构，由于花岗岩与金属材料热膨胀系数相差很大，二者的热变形不同，将严重影响精密、超精密数控机床进给系统的精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有热位移约束结合部的精密进给系统的复合滑座，用于精密、超精密数控机床的精密进给系统，解决了现有进给系统连接结合部因结构件的材质热特性差异引起的热变形不同，进而影响到进给系统精度的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种具有热位移约束结合部的精密进给系统的复合滑座，包括花岗岩制成的支承滑座和铸铁制成的工作滑座，支承滑座与工作滑座之间设置有热位移约束结合部。

本发明的特征还在于，

热位移约束结合部由支承滑座和工作滑座结合部分之间分别平行设置的多个结合面组成，每个结合面沿支承滑座的长度方向设置，各结合面由多个互不相连的子结合面构成。

结合面包括至少两个平行设置的结合面A、至少两个平行设置的结合面B、至少两个平行设置的结合面C、至少两个平行设置的结合面D和至少两个平行设置的结合面E，结合面C位于支承滑座工作边顶面与工作滑座顶部内侧面之间，结合面B位于支承滑座工作边一个侧面与工作滑座相应侧壁内侧之间，结合面D与结合面B相对，位于支承滑座工作边的另一个侧面与工作滑座相应侧壁内侧之间，结合面E和结合面A位于支承滑座工作边下面与工作滑座底部内侧之间。

热位移约束结合部外载荷与热位移约束的关系为：

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