[发明专利]一种磁液双悬浮支承导轨系统

说明书

技术领域

本发明涉及机床导轨，尤其涉及重型数控精密加工机床导轨，适用于重型数控机床精密化加工的高刚度、大承载能力的导轨系统。

背景技术

重型数控机床是“工业航母”，是制造机器的机器。随着航空航天、国防军工、海洋工程等下游装备制造业的蓬勃发展，给重型数控机床带来了巨大的市场机遇；同时下游制造业的装备水平及制造精度不断提高，也给重型数控机床带来了挑战，促使其逐步向高端精密化方向发展。

液体静压导轨由于其本身具有速度范围宽、承载能力强、工作寿命长等诸多优点而得到广泛的应用。静压导轨的油膜刚度和承载能力作为液体静压导轨两个主要性能指标，其值直接影响到液体静压导轨的工作性能。

导轨是重型数控机床中起支承及导向作用的部件，其承载能力及刚度是最重要的两个指标，直接影响着重型数控机床的加工精度。目前，重型数控机床均采用液体静压导轨，其油膜刚度一般在10-30kN/μm范围内，切削载荷为60kN左右，油膜厚度基本在几个微米范围内变化，导致重型数控机床的加工精度在10μm范围内。导轨系统的承载能力及刚度不足已经成为制约重型数控机床精密化发展的瓶颈。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明旨在提供一种结构简单、精度高、承载能力强的磁液双悬浮支承的导轨系统。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：一种磁液双悬浮支承导轨系统，主要由静止导轨、静压导板、电磁铁、永磁铁组成静压支承系统和电磁悬浮支承系统，实现导轨系统的双悬浮支承；所述静压导板采用闭式对置结构，分别设置在静止导轨的四周,所述电磁铁安装在静压导板内，所述永磁铁布置在静止导轨内，其位置与电磁铁相对应，其磁极与电磁铁相同；输入高压油使静压导板与静止导轨之间形成静压油膜，使静压导板与静止导轨分离，调节高压油的输入可调节静压支承系统，实现导轨系统的粗调；电磁铁通电后，与永磁铁产生互斥的电磁力，辅助支撑静压导板，调节电磁铁的输入电压可调节电磁悬浮支承系统，实现导轨系统的精调。

所述闭式对置结构的静压导板包括上、下静压导板和左、右侧静压导板，所述上、下静压导板内布置有回字形油腔结构，回字形油腔中间实体部分掏空设置有凹槽，所述电磁铁安装在凹槽内，所述回字形油腔的进、出油口设置在左、右侧静压导板上；所述左、右侧静压导板为平面结构，液压油管路接头及电磁铁电缆线接头均安装在其上。

所述回字形油腔设置窄封油边可提高油腔承载能力。

所述液压油管路接头及电磁铁电缆线接头采用密封圈实现完全密封。

所述电磁悬浮支承系统的支承压力为静压支承系统的0.8～1.5倍。

本发明的静压导板采用闭式对置结构，使得静压导轨的结构更加合理化，限制了静压导板从静止轨道上分离，提高了静压导轨系统的承载能力及静刚度，提升重型数控机床的加工精度；静压导板采用回字形油腔结构，极大限度提高静压导板的有效承载面积，其进、出油口设置在左、右侧静压导板上，方便导轨系统的承载及管路更换。

本发明充分利用了液体静压支承和磁悬浮支承的特点，采用液体静压支承粗调、电磁悬浮支承精调的方式双重调节其承载能力及刚度，静压支承起吸振作用，保证了工作台的平稳性；电磁悬浮支承微调保证了导轨的进给准确度，提高工件的加工精度。本发明大大改善了现有机床设备加工精度不好的问题，能使静压支承和磁悬浮结合使用在加工设备中发挥更好的作用。

本发明适用于重型数控机床精密化加工的高刚度、大承载能力的新式导轨系统。

与现有技术相比，本发明的磁液双重支承导轨系统，能够增加导轨系统的承载能力、静刚度及调整精度，提高工件的加工精度及稳定性。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图。

图2为本发明的总体结构主视剖视图。

图3为本发明的侧静压导板结构主视图。

图4为本发明的上、下静压导板结构主视图。

图5为本发明的上、下静压导板结构右视图。

图6为本发明的静止导轨结构俯视图。

图7为本发明的静止导轨结构主视图。