理论教育 液体静压导轨的工程原理及其应用技术

液体静压导轨的工程原理及其应用技术

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:根据液体静压导轨的工作环境和所承受载荷的情况不同,其结构形式上有开式和闭式之分,如图2-8所示。目前静压导轨的驱动有两种:直线电机直接驱动和伺服电机通过滚珠丝杠的间接驱动。除此之外,以半闭式静压导轨结构将砂轮架的滑座支撑在大理石横梁上,实现机床的Z轴运动;砂轮架结构中,以闭式静压导轨将体壳支撑在滑座上,实现机床的Y轴运动。表2-2机床主要技术规格参数

液体静压导轨的工程原理及其应用技术

根据液体静压导轨的工作环境和所承受载荷的情况不同,其结构形式上有开式和闭式之分,如图2-8所示。开式导轨依靠运动件自重和外载荷来保持运动件不从床身上分离,显而易见,开式导轨只能承受单向载荷,承受偏载和倾覆力矩的能力差。相反,闭式导轨不仅仅依靠运动件的自重和外载荷,同时其自身封闭的结构形式也可以保证运动件不从床身上分离,通过在上、下导轨面开设油腔承受双向外载荷,承受偏载和倾覆力矩的能力明显提高。目前静压导轨的驱动有两种:直线电机直接驱动和伺服电机通过滚珠丝杠的间接驱动。直线电机直接驱动具有运动惯量小、动态响应快等特点,其主要问题是电机发热问题。伺服电机间接驱动由于受滚珠丝杠动态响应的影响,性能难以提升太多。这两种驱动形式各有各的优点,结构设计时都要考虑,对于动态响应要求高的地方,优先选用直线电机。

图2-8 开式和闭式静压导轨原理图

1—液压泵;2—溢流阀;3—滤油器;4—节流阀;5—工作台;6—床身导轨

超精密大尺寸光学玻璃的磨削主要是上下两个平面的加工,专用磨床采用龙门式卧轴矩台的结构布局方式,其结构如图2-9所示。工作台实现X轴的运动,龙门式双立柱横梁实现砂轮架Y轴和Z轴运动,砂轮架底部挂有静压电主轴系统,实现主轴主运动。

与铸铁相比,花岗岩在尺寸稳定性、热膨胀系数、振动衰减能力、硬度、耐磨性和抗腐蚀性等方面的性能优越,床身、工作台面和横梁选用了整体花岗岩结构。为了实现工作台在床身上大行程、平稳、可靠的X轴往复运动,在传统闭式静压导轨的基础上开发了高刚性、高精度的直线电机直接驱动的大平面闭式静压导轨。除此之外,以半闭式静压导轨结构将砂轮架的滑座支撑在大理石横梁上,实现机床的Z轴运动;砂轮架结构中,以闭式静压导轨将体壳支撑在滑座上,实现机床的Y轴运动。(www.daowen.com)

图2-9 超精密大尺寸光学玻璃平面磨床结构

机床采用了在线电解修整(electrolytic in-process dressing,ELID)技术,以实现光学玻璃等硬脆材料的塑性域磨削。同时机床配备了激光干涉仪作为加工精度的在位测量系统,通过机床台面运动和测量拖板横向运动,使激光干涉仪的镜头可以扫描所有加工面积。当机床进行磨削加工时,测量横梁可以运动到加工范围以外。机床主要技术规格参数见表2-2。

表2-2 机床主要技术规格参数

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