CN113547341A - 一种超精密圆柱形静压数控机床导轨副 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种超精密圆柱形静压数控机床导轨副，涉及导轨机构，包括轨道和滑动座；所述滑动座上开设有连接孔，所述轨道穿过所述连接孔，且所述轨道与所述滑动座之间设有滑动间隙；所述滑动座的所述连接孔内壁上设有载油腔；所述载油腔围绕所述连接孔的轴线布设；所述滑动座上开设有使所述载油腔与外部油源连通的进油通道；所述滑动座的两端处均设有风幕件，风幕件用于在滑动间隙处形成风幕，风幕用于对通过滑动间隙外溢的油液进行阻挡。本申请具有可以提高机床上静压导轨油液密封性，并通过在滑动座上设置油压补偿机构使机床上使用静压导轨的各个部件在使用的过程中更为稳定的优点。

Description

一种超精密圆柱形静压数控机床导轨副

技术领域

本申请涉及导轨机构，尤其是涉及一种超精密圆柱形静压数控机床导轨副。

背景技术

超精密圆柱型静压导轨副是一些数控机床上的必要轨道机构，静压导轨副是机床上的进给运动和低速运动导轨。

参照图1和图2，为相关技术中的一种超精密圆柱形静压数控机床导轨副，包括截面为圆形的轨道1和滑动座2。滑动座2上开设有截面为圆形的连接孔21，轨道1穿过连接孔21，轨道1与滑动座2之前设有滑动间隙3，轨道1与滑动座2之间的滑动间隙3一般不大于0.04㎜。滑动座2上的连接孔21内开设有截面为圆形的载油腔22，且载油腔22的直径大于连接孔21。载油腔22两端处的滑动座2内均同轴开设有回油腔26。

滑动座2外周面与载油腔22之间开设有进油通道23，且滑动座2表面固接有与进油通道23连通的油管24。滑动座2的外周面上还开设有两个回油通道27，两个回油通道27分别与两个回油腔26一一对应；滑动座2的外表面固接有两根回油管24，两根回油管24分别与两个回油通道27一一对应连通。

通过油管24和回油通道27可以向载油腔22内注油，使载油腔22与连接孔21同轴，且滑动座2与轨道1之间形成一层油垫，以减少滑动座2在轨道1上滑动时的阻力，同时载油腔22两端处的油液会通过滑动座2与轨道1之间的缝隙进入到回油腔26内，而后通过回油通道27被收集。

针对上述中的相关技术，发明人发现在实际的使用过程中，由于轨道1与滑动座2之间存在间隙，而载油腔22内外溢的油液经常会出现穿过回油腔26后于滑动座2的两端外溢的情况。

发明内容

为了改善相关技术中机床上的静压导轨装置油液密封性不好的问题，本申请提供一种超精密圆柱形静压数控机床导轨副。

本申请提供的一种超精密圆柱形静压数控机床导轨副，采用如下的技术方案：

一种超精密圆柱形静压数控机床导轨副，包括轨道和滑动座；

所述滑动座上开设有连接孔，所述轨道穿过所述连接孔，且所述轨道与所述滑动座之间设有滑动间隙；

所述滑动座的所述连接孔内壁上设有载油腔；所述载油腔围绕所述连接孔的轴线布设；

所述滑动座上开设有使所述载油腔与外部油源连通的进油通道；

所述滑动座的两端处均设有风幕件，风幕件用于在滑动座与轨道之间的间隙处形成风幕，风幕用于对通过滑动间隙外溢的油液进行阻挡。

通过采用上述技术方案，滑动座的两端均设置风幕件，风幕件在滑动座端部的间隙处形成风幕，风幕可以对滑动座端部的滑动间隙进行阻挡，尽可能的减少油液通过滑动间隙外溢的情况发生，减少机床在使用过程中的油液损耗。

可选的，所述风幕件为环状结构；

所述风幕件套设于所述轨道，所述风幕件与所述轨道之间设有通风间隙，所述风幕件安装至所述滑动座；

所述风幕件上设有与通风间隙连通的导风通道，所述导风通道与外部的气源连通。

通过采用上述技术方案，外部的高压气源通过导风通道可以将气流送入到通风间隙内，并在通风间隙内扩散，使气流扩散至整个通风间隙，这样可以尽可能的减少外部高压气源的数量，以节省能源。

可选的，所述导风通道包括主通道、分流腔和多个支通道；

所述分流腔为设置于所述风幕件内部，且围绕所述轨道布置的环形腔；

所述主通道用于将所述分流腔与外部高压气源连通；多个所述支通道都位于所述分流腔与所述通风间隙之间，所述支通道使所述分流腔与所述通风间隙连通。

通过采用上述技术方案，使导风通道具有分流效果，使高压气源送入到通风间隙内的气流更为均匀。

可选的，所述风幕件内开设有环形的集流槽，所述集流槽围绕所述轨道布置；多个所述支通道都与所述集流槽连通。

通过采用上述技术方案，高压气源吹向通风间隙的气流在进入到集流槽后，会向集流槽扩散，这样能够进一步的使吹向通风间隙的气流更加均匀。

可选的，所述集流槽的开口朝向所述滑动座的一侧倾斜。

通过采用上述技术方案，支通道箱集流槽吹出气流后，在集流槽的导向作用下会吹向滑动间隙，这样能够使得气流在滑动间隙内形成的风幕对油液的阻挡效果更好。

可选的，所述滑动座上的所述连接孔内壁上开设有两个环形的回油腔，所述回油腔围绕所述轨道布设；

所述载油腔位于两个回油腔之间；

所述滑动座上设有两个回油通道，两个回油通道分别与两个所述回油腔一一对应且连通，所述回油通道用于将所述回油腔内的油液导入外部收集容器。

通过采用上述技术方案，载油腔通过滑动间隙外溢的油液会首先经过回油腔被收集，这样回油腔配合风幕件在滑动座端部形成的风幕，会使得滑动座与轨道之间油液外溢的情况被进一步改善。

可选的，所述风幕件朝向所述滑动座的一侧一体设置有螺纹管，所述螺纹管与所述连接孔同轴；

对应的所述连接孔端部处的滑动座上设有与螺纹管适配的螺纹孔，螺纹管通过螺纹孔与滑动座螺纹连接；所述螺纹管与所述轨道之间设有间隙。

通过采用上述技术方案，实现了风幕件与滑动座之间的可拆卸连接，便于对风幕件和滑动座的类别生产，同时风幕件和滑动座运输的时候也更为便捷。同时由于风幕件与滑动座之间的螺纹连接，这样使得风幕件与滑动座之间的密封性更好。

可选的，所述载油腔设置有多个，多个所述载油腔内均设有压力监测器；所述滑动座上设置有若干组压力补偿通道，每组所述压力补偿通道均包括多个所述压力补偿通道；

同一组内的多个所述压力补偿通道都与外部的气源连通，且同一组内的多个所述压力补偿通道分别与多个所述载油腔一一对应；

当所述滑动座上负载不均时，所述载油腔内的所述压力监测器感应到油液的压力变化，并传递至控制中心，控制中心控制外部气源向对应的所述压力补偿通道内送入高压气体，高压气体吹向轨道，对载油腔内的油压进行压力补偿。

通过采用上述技术方案，当所述滑动座上负载不均时，所述载油腔内的所述压力监测器感应到油液的压力变化，并传递至控制中心，控制中心控制外部气源向对应的所述压力补偿通道内送入高压气体，高压气体吹向轨道，对载油腔内的油压进行压力补偿。这样能够使机床上使用到静压导轨在工作的过程中更为稳定，进而使机床在使用的过程中更为稳定。

可选的，所述压力补偿通道设置有两组，两组所述压力补偿通道分别设置于所述载油腔的两端位置。

通过采用上述技术方案，两组压力补偿通道可以从载油腔的两端处对载油腔进行压力补偿，使得滑动座的稳定性进一步的提高。

可选的，两组所述压力补偿通道都位于两个所述回油腔之间，且在所述压力补偿通道不需要对载油腔内的油压进行压力补偿时，所述压力补偿通道内持续通入气体。

通过采用上述技术方案，这样在压力补偿通道不需要进行压力补偿时，压力补偿通道内持续通入少量的气体，可以增加滑动间隙的密封性，同时还可以尽可能的避免滑动间隙内的油液进入到滑动间隙内，进一步的，减少了机床在工作时静压导轨上的油液损耗，减少了油液的损耗，使得机床对于油液的使用率更高。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过在滑动座的两端处设置风幕件，风幕件可以在滑动座端部的滑动间隙处制作出对油液滑动间隙内油液进行阻挡的风幕，风幕能够尽可能的减少滑动间隙内的油液外溢，减少了机床在工作时静压导轨上的油液损耗，减少了油液的损耗，使得机床对于油液的使用率更高；

2.通过在风幕件上设置用于分流的进气通道和集流槽，使得风幕件吹出的气流对于滑动间隙内油液的阻挡效果更好；

3.通过在滑动座内设置回油腔，使得油液外溢的情况被进一步的改善。另外通过在滑动座内设置压力补偿通道，滑动座在负载不均的情况下，可以对载油腔内的油压进行补偿，以提高滑动座的稳定性。

附图说明

图1是相关技术中静压导轨的外形结构示意图。

图2是相关技术中静压导轨的截面图。

图3是本申请实施例中静压导轨的外形结构示意图。

图4是本申请实施例中凸显载油腔在滑动座上布设结构的示意图。

图5是本申请实施例中凸显滑动座与风幕件配合结构的示意图。

图6是图5中A部分的局部放大示意图。

附图标记说明：1、轨道；2、滑动座；21、连接孔；22、载油腔；221、压力监测器；23、进油通道；231、通道一；232、通道二；233、通道三；24、油管；25、螺纹孔；26、回油腔；27、回油通道；28、压力补偿通道；29、注气管；3、滑动间隙；4、风幕件；41、导风通道；411、主通道；412、分流腔；413、支通道；42、导气管；43、螺纹管；44、集流槽；45、通风间隙。

具体实施方式

以下结合附图3-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种超精密圆柱形静压数控机床导轨副。参照图3，导轨装置包括轨道1和滑动座2，轨道1是截面为圆形的杆状结构。滑动座2上开设有连接孔21，轨道1穿过连接孔21，且轨道1与滑动座2之间设有滑动间隙3。滑动间隙3一般小于0.04mm。

参照图4，滑动座2上的连接孔21内开设有多个载油腔22，载油腔22朝向连接孔21轴线的一面为弧形面。多个载油腔22围绕连接孔21的轴线均匀设置。

滑动座2的外周面与多个载油腔22之间设置有进油通道23。滑动座2的表面固接有与进油通道23连通的油管24，油管24与外部的恒压油泵连通。恒压油泵能够将油液通过油管24和进油通道23注入到多个载油腔22内，并使多个载油腔22内的油液具有一定的压力。

进油通道23可以是在滑动座2的外周面与多个载油腔22中的某一个载油腔22连通的油孔。

参照图4，在本实施例中，为了使油管24内的油液能够更为均匀的同步进入到多个载油腔22内。进油通道23包括通道一231、通道二232和多个通道三233。通道二232为与连接孔21同轴的环形腔，通道二232围绕在多个载油腔22的***。通道一231设置于通道二232与滑动座2的外表面之间，通道一231使通道二232与油管24连通。多个通道三233分别与多个载油腔22一一对应，通道三233使载油腔22与通道二232连通。通道一231与通道三233错位。

参照图3，滑动座2的两端处均设置有风幕件4，风幕件4设置的目的是在滑动座2端部的滑动间隙3处形成对于滑动间隙3外溢的油液进行阻挡的风幕，以尽可能的避免载油腔22内的油液通过滑动间隙3外溢。

风幕件4可以是由多个高压气嘴组成，高压气嘴与外部的气源连通，多个高压气嘴均朝向滑动间隙3。多个高压气嘴喷出的高压气体会在滑动座2端部的滑动间隙3处形成风幕。

参照图5，在本实施例中，风幕件4为环状结构，风幕件4套设于轨道1***，风幕件4的内壁与风幕件4的外周面之间设置有导风通道41。风幕件4的外周面固接有与外部高压气源连通的导气管42。风幕件4与滑动座2的端面相贴，风幕件4安装至滑动座2。风幕件4与轨道1之间设有通风间隙45。

外部油源通过油管24、进油通道23向多个载油腔22内注入油液，在多个载油腔22内油液的作用下，轨道1与连接孔21同轴，并在滑动间隙3处形成围绕轨道1的油垫，以减少滑动座2在轨道1上运动时的摩擦力。在上述过程中，外部的高压气源通过导气管42和导风通道41向通风间隙45内注入高压气体，通风间隙45的高压气体能够对滑动间隙3处外溢的油液进行阻挡，尽可能的避免滑动间隙3内的油液外溢，使得机床在使用的过程中能够尽可能的减少对于油液的损耗。

参照图6，为了便于风幕件4与滑动座2的分类别生产，以及风幕件4与滑动座2的分类别运输。风幕件4与滑动座2之间设置为可拆卸连接。

风幕件4与滑动座2之间可以通过螺钉实现可拆卸连接，即螺钉由风幕件4远离滑动座2的一侧依次穿过风幕件4和滑动座2。

在本实施例中，风幕件4朝向滑动座2的一侧一体设置有螺纹管43，螺纹管43套设于轨道1***，对应的滑动座2上设置有与螺纹管43适配的螺纹孔25，螺纹管43通过螺纹孔25与滑动座2螺纹连接，且当螺纹管43螺纹连接至滑动座2后，螺纹管43的内壁与连接孔21的内壁平齐。

风幕件4通过螺纹管43与滑动座2连接，可以尽可能的增加风幕件4与滑动座2之间的密封性。

导风通道41可以是开设在风幕件4外周面与风幕件4内壁之间的直孔。

参照图6，在本实施例中，为了使导风管可以更加均匀的将高压气体送入到通风间隙45内。导风通道41包括主通道411、分流腔412和多个支通道413。分流腔412设置于风幕件4内，分流腔412为与风幕件4同轴的环形腔；主通道411使分流腔412与导气管42连通，支通道413使分流腔412与通风间隙45连通，多个支通道413围绕风幕件4的轴线均匀设置。主通道411与支通道413错位。

导风管送入导风通道41的高压气体通过分流腔412和多个支通道413的分流作用，可以更加均匀的送入到通风间隙45内。

风幕件4内壁上开设有环状的集流槽44，集流槽44围绕风幕件4的轴线布置，多个支通道413均与集流槽44连通。

在支通道413吹出气流后，气流会首先进入到集流槽44内，气流会向集流槽44内扩散，这样能够进一步的使吹向通风间隙45的气流更加均匀。

集流槽44的开口朝向滑动座2。支通道413箱集流槽44吹出气流后，在集流槽44的导向作用下会吹向滑动间隙3，这样能够使得气流在滑动间隙3内形成的风幕对油液的阻挡效果更好。

参照图5，进一步的，连接孔21内的滑动座2上开设有两个环形的回油腔26，回油腔26围绕连接孔21的轴线布置，多个载油腔22都设置于两个回油腔26之间。

滑动座2的表面开设有两个回油通道27，两个回油通道27分别与两个回油腔26一一对应，回油通道27使回油腔26与外部连通，且为了使回油腔26内的油液更容易排出，回油通道27竖直设置于回油腔26的底部。回油通道27与外部的油液收集箱连通。

载油腔22通过滑动间隙3外溢的油液能够进入到回油腔26内，而后被收集在外部油液收集箱内。同时回油腔26与滑动座2端部处的风幕配合，能够进一步的减少滑动座2滑动过程中的油液外溢。

参照图5，更进一步的，载油腔22内设置有压力监测器221，滑动座2上设置有若干组压力补偿通道28，每组压力补偿通道28均包括多个压力补偿通道28。同一组内的多个压力补偿通道28分别与多个载油腔22一一对应。每个压力补偿通道28与外部的高压气源连通。

当滑动座2上的负载不均时，载油腔22内的压力监测器221能够监测到载油腔22内油压的变化，并将油压信号反馈至外部控制中心，外部控制中心控制外部的高压气源向对应的压力补偿通道28内通入高压气体，以对载油腔22内的油压进行补偿，使得机床上使用到静压导轨的部件在工作过程中更为稳定。

压力补偿通道28设置有两组，两组压力补偿通道28分别设置于载油腔22的两端，且两组压力补偿通道28都位于两个回油腔26之间。在载油腔22不需要压力补偿时，压力补偿通道28内持续通入少量的气体。

这样在压力补偿通道28不需要进行压力补偿时，压力补偿通道28内持续通入少量的气体，可以增加滑动间隙3的密封性，同时还可以尽可能的避免滑动间隙3内的油液进入到滑动间隙3内，提高机床上静压导轨的油液密封性。

本申请实施例一种超精密圆柱形静压数控机床导轨副的实施原理为：外部的气源吹出的气流通过两个风幕件4在滑动座2的两端持续形成风幕，载油腔22内的油液在经过滑动间隙3向外扩散的过程中，会首先进入到回油腔26内，并被收集在油液收集箱内，风幕件4在滑动座2端部的滑动间隙3形成的风幕和回油腔26的配合可以尽可能的避免油液外溢。同时在滑动座2上的负载不均匀时，压力补偿通道28可以对载油腔22内的油压进行补偿。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超精密圆柱形静压数控机床导轨副，其特征在于：包括轨道(1)和滑动座(2)；

所述滑动座(2)上开设有连接孔(21)，所述轨道(1)穿过所述连接孔(21)，且所述轨道(1)与所述滑动座(2)之间设有滑动间隙(3)；

所述滑动座(2)的所述连接孔(21)内壁上设有若干载油腔(22)；若干所述载油腔(22)围绕所述连接孔(21)的轴线布设；

所述滑动座(2)上开设有使所述载油腔(22)与外部油源连通的进油通道(23)；

所述滑动座(2)的两端处均设有风幕件(4)，风幕件(4)用于在滑动间隙(3)处形成风幕，风幕用于对通过滑动间隙(3)外溢的油液进行阻挡。

2.根据权利要求1所述的一种超精密圆柱形静压数控机床导轨副，其特征在于：所述风幕件(4)为环状结构；

所述风幕件(4)套设于所述轨道(1)，所述风幕件(4)与所述轨道(1)之间设有通风间隙（45），所述风幕件(4)安装至所述滑动座(2)；

所述风幕件(4)上设有与通风间隙（45）连通的导风通道(41)，所述导风通道(41)与外部的气源连通。

3.根据权利要求2所述的一种超精密圆柱形静压数控机床导轨副，其特征在于：所述导风通道(41)包括主通道(411)、分流腔(412)和多个支通道(413)；

所述分流腔(412)为设置于所述风幕件(4)内部，且围绕所述轨道(1)布置的环形腔；

所述主通道(411)用于将所述分流腔(412)与外部高压气源连通；多个所述支通道(413)都位于所述分流腔(412)与所述通风间隙（45）之间，所述支通道(413)使所述分流腔(412)与所述通风间隙（45）连通。

4.根据权利要求3所述的一种超精密圆柱形静压数控机床导轨副，其特征在于：所述风幕件(4)内开设有环形的集流槽(44)，所述集流槽(44)围绕所述轨道(1)布置；多个所述支通道(413)都与所述集流槽(44)连通。

5.根据权利要求4所述的一种超精密圆柱形静压数控机床导轨副，其特征在于：所述集流槽(44)的开口朝向所述滑动座(2)的一侧倾斜。

6.根据权利要求1所述的一种超精密圆柱形静压数控机床导轨副，其特征在于：所述滑动座(2)的所述连接孔(21)内壁上开设有两个环形的回油腔(26)，所述回油腔(26)围绕所述轨道(1)布设；

所述载油腔(22)位于两个回油腔(26)之间；

所述滑动座(2)上设有两个回油通道(27)，两个回油通道(27)分别与两个所述回油腔(26)一一对应且连通，所述回油通道(27)用于将所述回油腔(26)内的油液导入外部收集容器。

7.根据权利要求2所述的一种超精密圆柱形静压数控机床导轨副，其特征在于：所述风幕件(4)朝向所述滑动座(2)的一侧一体设置有螺纹管(43)，所述螺纹管(43)与所述连接孔(21)同轴；

对应的所述连接孔(21)端部处的滑动座(2)上设有与螺纹管(43)适配的螺纹孔(25)，螺纹管(43)通过螺纹孔(25)与滑动座(2)螺纹连接；所述螺纹管(43)与所述轨道(1)之间设有间隙。

8.根据权利要求6所述的一种超精密圆柱形静压数控机床导轨副，其特征在于：所述载油腔(22)设置有多个，多个所述载油腔(22)内均设有压力监测器(221)；所述滑动座(2)上设置有若干组压力补偿通道(28)，每组所述压力补偿通道(28)均包括多个所述压力补偿通道(28)；

同一组内的多个所述压力补偿通道(28)都与外部的气源连通，且同一组内的多个所述压力补偿通道(28)分别与多个所述载油腔(22)一一对应；

当所述滑动座(2)上负载不均时，所述载油腔(22)内的所述压力监测器(221)感应到油液的压力变化，并传递至控制中心，控制中心控制外部气源向对应的所述压力补偿通道(28)内送入高压气体，高压气体吹向轨道(1)，对载油腔(22)内的油压进行压力补偿。

9.根据权利要求8所述的一种超精密圆柱形静压数控机床导轨副，其特征在于：所述压力补偿通道(28)设置有两组，所述载油腔(22)位于两组所述压力补偿通道(28)之间。

10.根据权利要求9所述的一种超精密圆柱形静压数控机床导轨副，其特征在于：两组所述压力补偿通道(28)都位于两个所述回油腔(26)之间，且在所述压力补偿通道(28)不需要对载油腔(22)内的油压进行压力补偿时，所述压力补偿通道(28)内持续通入气体。

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