一种滑轨装置的制作方法

本发明属于机械领域，具体涉及一种滑轨装置。

背景技术：

随着加工的超精密、纳米化、高速化的需要，对机床的工作特性提出了更高的要求。作为机床的主要部件的导轨，其动静态特性直接影响机床的工作特性。

传统的液体静压导轨采用单层油腔。为抵抗外负载的变化，进入油腔的油液通过随负载变化而变化的平行平板缝隙液阻使油腔的压力发生变化以适应外负载的要求，当作用在滑块上的负载发生变化时，尤其是在大负荷偏载下工作时，传统的液体静压导轨已严重影响了机床精度。

根据气体(空气)或液体(油液)动、静压技术基本原理，液体或气体介质，分别进入到滑轨滑行面的多个腔室中，采用气体或液体动、静压技术与导轨结合的滑轨装置，能够弥补单一的液体静压技术的不足，是目前提高导轨的动静态特性有效的途径之一。

但该滑轨的滑行面及腔室的加工精度要求高，加工成本大。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种对滑轨的滑行面及腔室的加工精度要求不高，能降低加工成本的同时具有动压和静压技术的滑轨装置。

本发明提供了一种滑轨装置，具有这样的特征，包括：滑道组件，包括具有滑行表面和滑道外表面的滑道、多个静压衬套以及多个动压衬套，以及滑动件，设置在滑行表面上，沿滑道往复移动，其中，滑道具有多个用于通过流体的静压通道和动压通道，静压通道和动压通道分别设置在滑道的内壁中且贯通滑行表面和滑道外表面，静压通道包括设置在滑行表面上向内凹的第一凹腔和连通第一凹腔和滑道外表面的静压孔道，动压通道包括设置在滑行表面上向内凹的第二凹腔和连通第二凹腔和滑道外表面的动压孔道，静压衬套具有静压凹腔，静压衬套设置在第一凹腔的开口处且静压凹腔开口朝向滑行表面，静压凹腔的底部与第一凹腔相连通，动压衬套具有动压凹腔，动压衬套设置在第二凹腔的开口处且动压凹腔的的开口朝向滑行表面，动压凹腔的底部与第二凹腔相连通，动压凹腔的横截面从底部至开口是逐渐扩大的。

在本发明提供的滑轨装置中，还可以具有这样的特征：其中，滑道为直线型滑道、圆弧型滑道以及波浪型滑道中的任意一种,滑道为封闭式滑道或开放式滑道，封闭式滑道的横截面为圆形、椭圆形或方形中的任意一种，开放式滑道的横截面为半圆形、v型或u形中的任意一种。

另外，在本发明提供的滑轨装置中，还可以具有这样的特征：其中，滑道还包括多个泄流单元，均匀地设置在滑道的底部，泄流单元包括泄流孔和节流阀，泄流孔设置在滑道的内壁中且连通滑行表面与滑道外表面，节流阀设置在泄流孔中，用于控制泄流孔中的流体流动的速度。

另外，在本发明提供的滑轨装置中，还可以具有这样的特征：其中，滑道为直线型的开放式滑道，滑道的横截面呈半圆形状，滑动件的长度小于滑道的长度，静压衬套的顶端面为与滑道的内圆柱面吻合的弧形面且与滑道的内圆柱面面吻合，动压衬套的顶端面为与滑道的内圆柱面吻合的弧形面且与滑道的内圆柱面吻合。

另外，在本发明提供的滑轨装置中，还可以具有这样的特征：其中，静压衬套的顶端面高于滑道的内圆柱面,动压衬套的顶端面高于滑道的内圆柱面。

另外，在本发明提供的滑轨装置中，还可以具有这样的特征：其中，静压凹腔呈圆柱状，腔口的形状为圆形、椭圆形、正方形、矩形以及梯形中的任意一种，动压凹腔腔口的形状为圆形、椭圆形、正方形、矩形以及梯形中的任意一种。

另外，在本发明提供的滑轨装置中，还可以具有这样的特征：其中，第一凹腔和第二凹腔均匀交替设置在滑行表面上。

另外，在本发明提供的滑轨装置中，还可以具有这样的特征：其中，滑动件具有与滑道表面相匹配的外圆柱面，动压凹腔沿滑道的横截面呈月牙形或沿滑道的横截面的两端呈楔形，间隙比为2－2.5,间隙比的表达式为h2/h1，h2为动压凹腔的底部与外圆柱面的距离，h1为动压衬套的顶端面与外圆柱面的距离。

另外，在本发明提供的滑轨装置中，还可以具有这样的特征：其中，静压衬套与滑道为固定连接或可拆卸连接，动压衬套与滑道为固定连接或可拆卸连接。

另外，在本发明提供的滑轨装置中，还可以具有这样的特征：其中，静压凹腔的内凹的深度为0.5－5mm，静压凹腔总表面积占内凹圆柱面总表面积的20－60％，动压凹腔的内凹的深度为4－8mm，动压凹腔总表面积占内凹圆柱面总表面积的20－60％。

本发明还提供了一种滑轨装置，具有这样的特征，包括滑道，具有滑道滑行面，以及滑动组件，设置在滑道滑行面上，沿滑道往复移动，其中，滑动组件包括具有滑动表面和滑动件外侧面的滑动件、多个静压衬套以及多个动压衬套，滑动表面与滑道滑行面相匹配，滑动件具有多个用于通过流体的静压通道和动压通道，静压通道和动压通道分别设置在滑动件的内壁中且贯通滑动表面和滑动件外侧面，静压通道包括设置在滑动表面上向内凹的第三凹腔和连通第三凹腔和滑动件外侧面的静压孔道，动压通道包括设置在滑动表面上向内凹的第四凹腔和连通第四凹腔和滑动件外侧面的动压孔道，静压衬套具有静压凹腔，静压衬套设置在第三凹腔的开口处且静压凹腔开口朝向滑动表面，静压凹腔的底部与第三凹腔相连通，动压衬套具有动压凹腔，动压衬套设置在第四凹腔的开口处且动压凹腔的的开口朝向滑动表面，动压凹腔的底部与第四凹腔相连通，动压凹腔的横截面从底部至开口是逐渐扩大的,其中，滑道为直线型的开放式滑道，滑动件的长度小于滑道的长度，静压衬套的顶端面凸出于滑动表面,动压衬套的顶端面凸出于滑动表面，静压凹腔呈圆柱状，腔口的形状为圆形、椭圆形、正方形、矩形以及梯形中的任意一种，动压凹腔腔口的形状为圆形、椭圆形、正方形、矩形以及梯形中的任意一种，静压凹腔的内凹的深度为0.5－5mm，动压凹腔的内凹的深度为4－8mm，静压衬套与滑动件为固定连接或可拆卸连接，动压衬套与滑动件为固定连接或可拆卸连接。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的滑轨装置，工作状态时，滑动件滑动时与滑道面互不接触，始终处在气体或液体摩擦状态，这样，滑动件滑动时的跳动量与滑道面的制造误差没有直接关系，相对于静压气体或液体滑轨，采用气体或液体动静压技术能提高滑轨装置上滑动件的动态运行精度，达到直线度每米0.05-1.0μm。

外部设置的油箱分两路供油，分别通过节流器控制油液压力和流量后进入静压油腔和动压油室，这两个功能根据需要选用，如要求承受高速及承载大的精密设备，应同时采用液体静压和动压滑轨，对低速及承载大的设备采用静压滑轨，高速轻载设备采用动压滑轨。能够实现一机多用，从而节省生产成本。

另外，由于动压衬套和静压衬套是后设置在滑道面上的，动压凹腔和静压凹腔的加工可以单独加工，因此加工难度大大降低，从而提高了动压凹腔和静压凹腔加工的工作效率，降低了加工成本。

附图说明

图1是本发明的实施例中滑轨装置横截面的剖面示意图；

图2是本发明的实施例中滑轨的剖面示意图；

图3是图1中局部a的放大示意图；以及

图4是图1中局部b的放大示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明滑轨装置作具体阐述。

实施例1

如图1所示，滑轨装置100包括滑道组件10和滑动件20。

滑道组件10包括滑道11、多个静压衬套12以及多个动压衬套13。

本实施例中，滑道11为直线型的开放式滑道，滑道11具有内凹的空腔，其横截面呈半圆形状。

如图2所示，滑道11具有滑行表面111、滑道外表面112、多个静压通道113以及多个动压通道114。

静压通道113设置在滑道11的内壁中且贯通滑行表面111和滑道外表面112，静压通道113包括设置在滑行表面111上向内凹的第一凹腔113a和连通第一凹腔113a和滑道外表面112的静压孔道113b，静压通道113用于通过流体，外部的高压流体通过外表面的静压孔道113b进入滑行表面111。本实施例中，该流体为液体油。

动压通道114设置在滑道11的内壁中且贯通滑行表面111和滑道外表面112，动压通道114包括设置在滑行表面111上向内凹的第二凹腔114a和连通第二凹腔114a和滑道外表面112的动压孔道114b，动压通道114用于通过流体，外部的流体通过外表面的动压孔道114b进入滑行表面111。本实施例中，该流体为液体油。

如图4所示，静压衬套12具有呈柱形的静压凹腔121，静压衬套12设置在第一凹腔113a的开口处且静压凹腔121的开口朝向滑行表面111，静压凹腔121的底部与第一凹腔113a相连通，实施例中，第一凹腔113a呈圆柱形，静压衬套12采用金属制成。

如图3所示，动压衬套13具有动压凹腔131，动压衬套13设置在第二凹腔114a的开口处且动压凹腔131的开口朝向滑行表面111，动压凹腔131的底部与第二凹腔114a相连通，动压凹腔131的横截面从底部至开口是逐渐扩大的，实施例中，第二凹腔114a呈圆柱形，动压衬套13采用金属制成。

如图1所示，多个静压衬套12和多个动压衬套13沿滑道11的横截面设置在滑行表面111上，实施例中，一个横截面上设置3个静压衬套12和3个动压衬套13，在一条滑道11上设置有多个具有静压衬套12和动压衬套13的横截面。

如图3、图4所示，静压衬套12的顶端面为与滑道11的内圆柱面吻合的弧形面且与滑道11的内圆柱面面吻合，动压衬套13的顶端面为与滑道11的内圆柱面吻合的弧形面且与滑道11的内圆柱面吻合。

如图1所示，滑动件20呈直线条状，具有外凸半圆柱面21，滑动件20的外凸半圆柱面21与滑行表面111相配，外凸半圆柱面21与滑行表面111之间有一定的间隙，滑动件20滑动时与滑行表面111互不接触，当外部的液体油通过外表面的静压孔道113b、动压孔道114b进入滑行表面111时，滑动件20浮起，滑动件20滑动时与滑道11处于非接触状态。

滑动件20设置在滑行表面111上，沿滑道11往复移动，滑动件20的长度小于滑道11的长度。

实施例2

本实施例其它结构与实施例1相同，不同的是滑道组件10还包括多个泄流单元14，均匀地设置在滑道11的底部，泄流单元14包括泄流通道115和节流阀141，如图1所示，泄流通道115设置在滑道11底部的内壁中且连通滑行表面111与滑道外表面112，节流阀141设置在泄流通道115中，用于控制泄流通道115中的液压油流动的速度。

实施例3

本实施例其它结构与实施例2相同，不同的是静压衬套12的顶端面高于滑道11的滑行表面111,动压衬套13的顶端面高于滑道11的滑行表面111。

本实施例中，静压衬套12和动压衬套13的顶端面与滑行表面111的距离均为0.5mm。

实施例4

本实施例其它结构与实施例2相同，不同的是静压凹腔121腔口的形状为圆形、椭圆形、正方形、矩形以及梯形中的任意一种，动压凹腔131腔口的形状为圆形、椭圆形、正方形、矩形以及梯形中的任意一种。

沿滑道11运动方向，动压衬套13轴向剖面中动压凹腔131呈月牙形或该剖面中的动压凹腔131两端呈楔形。

实施例4中静压凹腔121腔口的形状为椭圆形，动压凹腔131腔口的形状为梯形，沿滑道11运动方向，动压衬套13轴向剖面中动压凹腔131呈月牙形。

实施例5

本实施例其它结构与实施例4相同，不同的是第一凹腔113和第二凹腔114是均匀交替地设置在滑行表面111上。

实施例6

本实施例的其它结构与实施例4相同，不同的是静压凹腔121的向内凹的深度为0.5－5mm，静压凹腔121总表面积占滑行表面111总表面积的20－60％，动压凹腔131的向内凹的深度为4－8mm，动压凹腔131总表面积占滑行表面111总表面积的20－60％，间隙比为2－2.5,间隙比的表达式为h2/h1，h2为动压凹腔131的底部与外圆柱面21的距离，h1为动压衬套13的顶端面与外圆柱面21的距离。当间隙比为2.2时,承载能力最大。它根据滑动件速度、衬套大小、滑动件与衬套间隙、油的粘度、外载荷等因素决定。

实施例9中静压凹腔121和动压凹腔131的向内凹的深度均为4.5mm，静压凹腔121总表面积占内凹半球面11总表面积的22％，动压凹腔131总表面积占内凹半球面11总表面积的22％，间隙比为2.1。

实施例7

本实施例的其它结构与实施例4相同，不同的是静压衬套12与第一凹腔113a为固定连接，动压衬套13与第二凹腔114a为固定连接，静压衬套12与第一凹腔113a的连接方式采用粘接或过盈配合，动压衬套13与第二凹腔114a连接方式采用粘接或过盈配合，实施例7中静压衬套12与第一凹腔113a的连接方式采用粘接，动压衬套13与第二凹腔114a连接方式采用粘接。

实施例8

本实施例的其它结构与实施例4相同，不同的是静压衬套12与第一凹腔113a为可拆卸连接，动压衬套13与第二凹腔114a为可拆卸连接。

实施例七中静压衬套12与第一凹腔113a的连接方式采用螺钉连接，动压衬套13与114a的连接方式采用螺钉连接。

实施例9

本实施例的其它结构与实施例4相同，不同的是开放式滑道的横截面为圆弧形、v型或u形中的任意一种。

本实施例中开放式滑道的横截面为u形。

实施例10

本实施例的其它结构与实施例4相同，不同的是开放式滑道也可以是圆弧型滑道或波浪型滑道。

本实施例中开放式滑道是圆弧型滑道。

实施例11

本实施例的其它结构与实施例4相同，不同的是滑道11可以为封闭式滑道。

封闭式滑道的横截面为圆形、椭圆形或方形中的任意一种，

本实施例中封闭式滑道的横截面为圆形。

实施例12

本实施例中，滑轨装置包括滑道和滑动组件。

滑动组件包括具有滑动表面和滑动件外侧面的滑动件、多个静压衬套以及多个动压衬套。

滑道具有滑道滑行面，滑动表面与滑道滑行面相匹配，

滑动组件设置在滑道滑行面上，沿滑道往复移动。

本实施例中，滑道为直线型的开放式滑道，滑道具有内凹的空腔，其横截面呈v形。

滑动件具有多个用于通过流体的静压通道和动压通道，静压通道和动压通道分别设置在滑动件的内壁中且贯通滑动表面和滑动件外侧面。

滑动件具有滑动表面、滑动件外侧面、多个静压通道以及多个动压通道。

滑动件具有多个用于通过流体的静压通道和动压通道，静压通道和动压通道分别设置在滑动件的内壁中且贯通滑动表面和滑动件外侧面。

静压通道包括设置在滑动表面上向内凹的第三凹腔和连通第三凹腔和滑动件外侧面的静压孔道。

静压通道设置在滑动件的内壁中且贯通滑动表面和滑动件外侧面，静压通道包括设置在上向内凹的第三凹腔和连通第三凹腔和滑动件外侧面的静压孔道，静压通道用于通过流体，外部的高压流体通过外表面的静压孔道进入滑道滑行面。本实施例中，该流体为液体油。

动压通道设置在滑动件的内壁中且贯通滑动表面和滑动件外侧面，动压通道包括设置在上向内凹的第四凹腔和连通第四凹腔和滑动件外侧面的动压孔道，动压通道用于通过流体，外部的流体通过外表面的动压孔道进入滑道滑行面。本实施例中，该流体为液体油。

静压衬套具有呈柱形的静压凹腔，静压衬套设置在第三凹腔的开口处且静压凹腔的开口朝向滑动表面，静压凹腔的底部与第三凹腔相连通，实施例中，第三凹腔呈圆柱形，静压衬套采用金属制成。

动压衬套具有动压凹腔，动压衬套设置在第四凹腔的开口处且动压凹腔的开口朝向滑动表面，动压凹腔的底部与第四凹腔相连通，动压凹腔的横截面从底部至开口是逐渐扩大的，实施例中，第四凹腔呈圆柱形，动压衬套采用金属制成。

多个静压衬套和多个动压衬套沿滑动件的横截面设置在滑动表面上，本实施例中，一个横截面上设置3个静压衬套和3个动压衬套，在一个滑动件上设置有多个具有静压衬套和动压衬套的横截面。

静压衬套的顶端面凸出于滑动表面,动压衬套的顶端面凸出于滑动表面。

静压凹腔呈圆柱状，腔口的形状为圆形、椭圆形、正方形、矩形以及梯形中的任意一种，动压凹腔腔口的形状为圆形、椭圆形、正方形、矩形以及梯形中的任意一种，

实施例中静压凹腔腔口的形状为椭圆形，动压凹腔腔口的形状为梯形。沿滑道的运动方向，动压衬套轴向剖面中动压凹腔呈月牙形。

静压凹腔的内凹的深度为0.5－5mm，动压凹腔的内凹的深度为4－8mm，实施例中，静压凹腔的内凹的深度为4mm，动压凹腔的内凹的深度为4mm。

静压衬套与滑动件为固定连接，动压衬套与滑动件为固定连接。

滑动件设置在滑道滑行面上，沿滑道往复移动，滑动件的长度小于滑道的长度。滑动件呈直线条状，横截面呈v形，与滑道的滑道滑行面相配，滑动件的滑动表面与滑道滑行面之间有一定的间隙，滑动件滑动时与滑道滑行面互不接触，当外部的液体油通过静压孔道、动压孔道进入滑道滑行面时，滑动件浮起，滑动件滑动时与滑道处于非接触状态。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的滑轨装置，工作状态时，滑动件滑动时与滑道面互不接触，始终处在气体或液体摩擦状态，这样，滑动件滑动时的跳动量与滑道面的制造误差没有直接关系，相对于静压气体或液体滑轨，采用气体或液体动静压技术能提高滑轨装置上滑动件的动态运行精度，达到0.1-1.0μm。

另外，由于动压衬套和静压衬套是后设置在滑道面上的，动压凹腔和静压凹腔的加工可以单独加工，因此加工难度大大降低，从而提高了动压凹腔和静压凹腔加工的工作效率，降低了加工成本。

进一步地，静压衬套、动压衬套的顶端均高于滑行表面，滑行表面的加工精度要求不高，具有提高工作效率，降低滑行表面加工成本的作用。

进一步地，静压衬套、动压衬套与滑道均为粘结固定连接，具有加工方便的特点。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。