[发明专利]一种摩擦杆驱动式气体静压导轨

说明书

技术领域

本发明属于机床设备单元部件技术领域，涉及光学元件超精密研拋加工机床，具体为一种摩擦杆驱动式气体静压导轨。

背景技术

随着科学技术的快速发展，不仅在航空航天等尖端科技领域，在民用领域对零件的加工精度也提出越来越高的要求，特别是零件的面形精度和表面粗糙度。抛光作为零件加工的重要工序，提高抛光加工的精度和效率对于超精密加工技术发展具有十分重大的意义。

由于抛光加工实际上是一种面形复制过程，抛光盘的面形精度和表面粗糙度决定着加工工件的精度，因此保持抛光盘的高精度面形十分必要。目前抛光盘面形修整多采用传统的校正盘修整方式，即把大的校正盘和工件同时放置在抛光盘上，依靠校正盘与抛光盘之间的摩擦特性进行修整去除，其修整精度具有不确定性，且对经验依赖性高，操作也不方便。为实现高精度面形修整，需要具有高直线运动精度的导轨系统来满足其使用要求。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种摩擦杆驱动式气体静压导轨，具有高精度、高效率、便于操作等特点，能够实现不同材质抛光盘面形的精密修整。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种摩擦杆驱动式气体静压导轨，包括气浮导轨定子和气浮导轨动子，以及摩擦杆驱动机构；

所述的气浮导轨定子由下横梁与上横梁通过设置在两端的等高垫块固定连接构成；

所述的气浮导轨动子呈矩形结构，气浮导轨动子套设在下横梁上；气浮导轨动子与上横梁的下表面和下横梁的四个相邻表面均通过气膜支撑滑动连接；

所述的摩擦杆驱动机构包括摩擦杆，X轴溜板，驱动电机，摩擦轮，预紧摩擦轮和预紧机构；X轴溜板呈龙门结构，底部固定在气浮导轨动子上，顶部固定驱动电机；摩擦杆的一侧和摩擦轮构成摩擦副，另一侧安装预紧摩擦轮，摩擦杆通过支撑座固定于上横梁的上表面，摩擦轮由电机直接驱动旋转，预紧摩擦轮通过设置在X轴溜板上的预紧机构压紧在摩擦杆上。

优选的，所述的预紧机构包括预紧摩擦轮安装轴，顶紧螺栓，顶紧螺栓盖，预紧摩擦轮安装套和预紧弹簧；预紧弹簧安装于预紧摩擦轮安装套和预紧摩擦轮安装轴构成的腔体内，并通过顶紧螺栓调整预紧弹簧伸缩量；预紧摩擦轮安装套固定在X轴溜板上，外端固定连接顶紧螺栓盖；顶紧螺栓经螺纹连接穿过顶紧螺栓盖与预紧摩擦轮安装轴的一端顶紧；预紧摩擦轮安装轴的另一端设置径向轴孔且穿过预紧摩擦轮安装套的内端设置，预紧摩擦轮与径向轴孔转动连接。

优选的，预紧摩擦轮通过轮轴上设置的轴承与径向轴孔转动连接，轴承由套设在轮轴上的内顶紧套和端盖顶紧设置，并由与轮轴螺纹连接的锁紧螺母固定锁紧。

优选的，所述的气浮导轨动子包括通过螺栓连接成一体矩形结构的上溜板、下溜板、第一侧溜板和第二侧溜板；上溜板的上下表面的凹槽内分别镶嵌有第四多孔质节流器和第三多孔质节流器，第一侧溜板和第二侧溜板的内表面的凹槽内分别镶嵌第二多孔质节流器和第一多孔质节流器，且多孔质节流器高出凹槽所在平面至少2mm；当对各气浮导轨动子的各溜板上的气孔进行通气，气体经过多孔质节流器向外扩散，并在表面形成用于支撑和滑动的气膜。

优选的，支撑座的两端分别设置调整块，调整块上贯穿设置有与支撑座顶紧的旋转螺栓。

优选的，所述的上横梁和下横梁均采用花岗岩制成。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明一种摩擦杆驱动式气体静压导轨，采用上横梁和下横梁组成双横梁结构；矩形气体静压导轨运动精度高，无摩擦，无污染，采用背压结构设计，利用气浮导轨动子套设在下横梁上，使得气浮导轨动子上表面与上横梁形成气浮背压区，提升气浮导轨的承载刚度；通过采用摩擦杆驱动结构，具有高精度、微进给、传动无间隙的优点，与直线电机或滚珠丝杠等驱动方式相比经济实用。

进一步的，气体静压导轨的气浮导轨动子采用多孔质节流材料，刚度高、承载大、精度高，满足背压要求的同时能够保证良好的滑动效果。

进一步的，通过包括顶紧螺栓和预紧弹簧的预紧机构对预紧摩擦轮进行预紧，不仅操作方便、预紧效果好，而且能够实现预紧力的无级调节。

进一步的，采用旋转螺栓调节摩擦杆支撑座的位置，使得摩擦轮与摩擦杆之间的间隙能够实现调整，便于装配。

附图说明

图1是本发明实例中所述导轨的等轴侧视图。

图2是图1中X轴溜板的结构放大图。

图3是本发明实例中所述导轨的右视剖面图。

图4是本发明实例中所述导轨的矩形气浮导轨动子结构示意图。