本发明涉及导向机构技术领域,特别涉及一种基于超声减摩的v型滑轨装置。
背景技术:
导轨是机床的重要组成部件之一,主要起着支承和引导运动构件沿着一定轨迹运动的作用;导轨的种类很多,在各种不同类型的导轨中,滑动导轨因具有结构简单、制造方便、刚度好、抗振性高等优点在各类机床上得到了广泛的应用。
在众多滑动导轨里面v型导轨应用最为广泛,常见的车床尾座就是利用v型导轨来进行导向的;虽然v型滑动导轨副有着很好的导向精度,但也存在着摩擦系数大、容易冷焊和抱死等一系列问题,为解决这些问题人们想出了几种方法:
1、使用润滑剂,然而润滑剂的润滑效果十分有限;
2、在接触面上安装固态减摩材料,然而固态减摩材料的刚度通常较弱,影响导向精度;
3、使用静压或动压形式导轨,然而静压导轨需要配备一套专门的供压系统,动压导轨的低速减摩效果不明显。
技术实现要素:
本发明主要解决的技术问题是提供一种基于超声减摩的v型滑轨装置,其通过在上导轨的两侧对称连接超声波振子,由超声波驱动电源驱动超声波振子工作,对称且同时对上导轨的两侧施加超声振动,从而使得上导轨在下导轨上振动均匀同步,有效地降低上下导轨间的摩擦系数,降低运动阻力,使其运动更加顺畅,避免冷焊、抱死等现象的发生。
为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种基于超声减摩的v型滑轨装置,其中,包括上导轨、下导轨及对称连接在所述上导轨上的两个超声波振子,所述下导轨呈倒v型,所述上导轨的底部上设置有v型滑槽,所述上导轨通过所述v型滑槽卡在所述下导轨,所述上导轨可在所述下导轨上滑动;两个所述超声波振子对称连接在所述上导轨的两侧,两个所述超声波振子均通过导线与超声波驱动电源电性连接。
作为本发明的一种改进,所述上导轨呈倒“凹”型。
作为本发明的进一步改进,所述上导轨的上部呈等腰梯形,两个所述超声波振子分别连接在所述上导轨的上部的斜面上。
作为本发明的更进一步改进,所述超声波振子的轴线与所述上导轨和所述下导轨的接触面垂直。
作为本发明的更进一步改进,所述上导轨的上部的斜面与所述上导轨和所述下导轨的接触面平行。
作为本发明的更进一步改进,所述上导轨的顶部设置为水平台。
作为本发明的更进一步改进,所述下导轨的顶部设置为顶部平面,所述v型滑槽的内部设置有对应所述顶部平面的滑动通槽,所述v型滑槽卡在所述下导轨上时,所述滑动通槽与所述顶部平面之间有间隙。
作为本发明的更进一步改进,所述下导轨的底部连接有安装台。
作为本发明的更进一步改进,所述安装台与所述下导轨为一体成型且两者之间呈台阶型。
作为本发明的更进一步改进,所述安装台的底部设置有安装通槽。本发明的有益效果是:与现有技术相比,本发明通过在上导轨的两侧对称连接超声波振子,由超声波驱动电源驱动超声波振子工作,对称且同时对上导轨的两侧施加超声振动,从而使得上导轨在下导轨上振动均匀同步,有效地降低上下导轨间的摩擦系数,降低运动阻力,使其运动更加顺畅,避免冷焊、抱死等现象的发生。
附图说明
图1为本发明的连接示意图一;
图2为本发明的连接示意图二;
图3为图2的主视图;
图4为图2的侧视图;
图5为本发明的上导轨的结构示意图;
图6为图5的主视图;
图7为本发明的下导轨的结构示意图;
图8为图7的主视图;
图9为本发明的超声波振子的外形结构图;
附图标记:1-上导轨,11-v型滑槽,12-斜面,13-水平台,14-滑动通槽,2-下导轨,21-顶部平面,22-安装台,23-安装通槽,24-间隙,3-超声波振子。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1至图9所示,本发明提供一种基于超声减摩的v型滑轨装置,包括上导轨1、下导轨2及对称连接在上导轨1上的两个超声波振子3,下导轨2呈倒v型,上导轨1的底部上设置有v型滑槽11,上导轨1通过v型滑槽11卡在下导轨2,上导轨1可在下导轨2上滑动。
在本发明内,两个超声波振子3对称连接在上导轨1的两侧,两个超声波振子1均通过导线与超声波驱动电源电性连接,由超声波驱动电源通过导线驱动超声波振子1进行超声振动。
在本发明内,如图1、图2、图3和图4所示,通过在上导轨1的两侧对称连接超声波振子3,由超声波驱动电源驱动超声波振子3工作,对称且同时对上导轨1的两侧施加超声振动,从而使得上导轨1在下导轨2上振动均匀同步,有效地降低上下导轨间的摩擦系数,降低运动阻力,使其运动更加顺畅,避免冷焊、抱死等现象的发生。
在本发明内,必须在上导轨1的两侧对称连接超声波振子3,如果不对称设置的话,会使得上导轨1向一侧偏移,从而使得上导轨1卡死在下导轨2上,发生抱死现象。
在本发明内,超声波振子3在高频电信号的激励下会产生超声振动,振动的频率和振幅取决于超声波驱动电源的驱动信号的电压和频率,将超声波振子3固定在上导轨1的外轮廓上后,超声波振子3可将超声振动传导到上下导轨接触的部位,基于超声减摩原理可有效降低上下导轨间的摩擦系数,降低运动阻力,使其运动更加顺畅,对改善以v型滑动导轨副为导向机构传动系统的运动特性有很大帮助。
在本发明内,如图5和图6所示,上导轨1呈倒“凹”型,便于上导轨1在下导轨2滑动顺畅,且使得接触面的面积更大,也使得超声波振子3传导的超声振动至接触面上,使得有效地降低上下导轨间的摩擦系数。
进一步,上导轨1的上部呈等腰梯形,两个超声波振子3分别连接在上导轨1的上部的斜面上,便于安装超声波振子3的安装连接,同时也便于超声波振子3传导的超声振动可以更好地传导至接触面上。
更进一步,如图1和图9所示,为了更好地超声波振子3传导的超声振动可以更好地传导至接触面上,同时保证上导轨1的两侧的超声振动均匀和对称,使得上导轨1的两侧振动力相等,使振动合力在上下导轨之间,超声波振子2的轴线与上导轨1和下导轨2的接触面垂直。
为了省去超声波振子3的定位安装,使之便安装超声波振子3同时保证使超声波振子3的轴线与上导轨1和下导轨2的接触面垂直,则直接在生产上导轨1时,使上导轨1的上部的斜面12与上导轨1和下导轨2的接触面平行,在上导轨1的两侧安装超声波振子1,即可使得超声波振子3的轴线与上导轨1和下导轨2的接触面垂直。
在本发明内,为便于上导轨1的应用,在上导轨1的顶部设置为水平台13,使得设备连接在水平台13上,即可由本发明带动移动。
在本发明内,如图1和图4所示,为了便于上导轨1在下导轨2上滑动顺畅,下导轨2的顶部设置有顶部平面21,v型滑槽11的内部设置有对应顶部平面21的滑动通槽14,使得上导轨1不会卡死在下导轨2上,而且使得下导轨2不易操作上导轨1的v型滑槽11,由顶部平面21与滑动通槽14的滑动配合代替尖部配合。
为了便于本发明的安装,如图7和图8所示,下导轨2的底部连接有安装台22,进一步,安装台22与下导轨2为一体成型且两者之间呈台阶型,为了安装后在设备上可进行移动,则在安装台22的底部设置有安装通槽23,方便下导轨2的移动定位。
本发明提供一个实施例,该实施例由上导轨1、下导轨2、两个超声波振子3以及与超声波振子3匹配的超声驱动电源共同组成。两个超声波振子3必须对称的分布在上导轨1两侧,超声波振子3超声发射面固定在上导轨1的两个侧面上,超声波振子3的轴线与上导轨1和下导轨2的接触面垂直,超声波振子3与超声驱动电源之间通过导线连接;当上导轨1需要移动时,超声驱动电源给超声波振子3发出高频超声驱动信号,超声波振子3产生超声振动,穿透上导轨1传导到上导轨1与下导轨2接处的部位,根据超声减摩理论可知在超声波的作用下上导轨1与下导轨2之间的摩擦系数会大幅减小。
本发明在不对原有v型导轨副布局方式进行大规模修改的同时可有效降低摩擦系数,在保证刚度的前提下可以避免冷焊、抱死等现象的发生,具有很高的使用价值。
以上所述仅为本发明的实施方式,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。