光波超精密——光柵空氣靜壓導(dǎo)軌

導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度和幾何精度是衡量直線導(dǎo)軌精度的重要指標(biāo)。

在這些參數(shù)中，導(dǎo)軌間的豎直度平行度以及導(dǎo)軌在平面上的直線度，直接決定了導(dǎo)軌的幾何精度；而導(dǎo)軌的導(dǎo)軌精度又比較復(fù)雜，其物理特性、組成結(jié)構(gòu)及工藝材料等都將影響其導(dǎo)軌精度。

直線導(dǎo)軌的直線度一般情況下，導(dǎo)軌直線度的標(biāo)準(zhǔn)用誤差數(shù)值表示，即測(cè)量單元與理想單元之間的偏差。對(duì)理想單位的選擇是非常嚴(yán)格的，需要根據(jù)規(guī)定的zui小條件進(jìn)行選擇。

光波超精密氣浮導(dǎo)軌廠家——光柵空氣靜壓導(dǎo)軌

直線導(dǎo)軌的剛度在機(jī)床高速運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，導(dǎo)軌因受力而產(chǎn)生變形，導(dǎo)軌會(huì)直接發(fā)生摩擦與碰撞。因此導(dǎo)軌的平面平整度，導(dǎo)軌的載重能力，導(dǎo)軌材料的選擇及結(jié)構(gòu)布置等均嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行。

直線導(dǎo)軌表面粗糙度導(dǎo)向器表面粗糙度一般是由導(dǎo)向器的硬度和材質(zhì)所決定的，選擇導(dǎo)向器時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的、適用性較強(qiáng)的制造材料，減少影響導(dǎo)向器精度的可能性。

直線導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)型式。導(dǎo)向架的安裝布局和導(dǎo)向架本身的結(jié)構(gòu)外形直接影響到機(jī)床的各項(xiàng)精度指標(biāo)。對(duì)機(jī)床定位和重復(fù)定位影響zui直接。

氣浮導(dǎo)軌的作用：是保證機(jī)器運(yùn)行平穩(wěn)、精度高的關(guān)鍵。

氣浮導(dǎo)軌類(lèi)型：

一、氣浮導(dǎo)軌

二、直線球?qū)к?

三、行狀氣浮導(dǎo)軌：1)矩形導(dǎo)軌2)三角形導(dǎo)軌3)燕尾式導(dǎo)軌

氣浮導(dǎo)軌工作原理：氣浮導(dǎo)軌以氣浮軸承為核心。采用氣體軸承小孔r1節(jié)流形成高壓氣體腔體P0，在導(dǎo)軌與氣體軸承之間形成具有一定承載能力的剛性薄膜。

氣體軸承的性能要求：承載能力，承載剛性(承載力變化時(shí)承載力每改變一微米)，氣體消耗，抗氣振能力。對(duì)于超高精度測(cè)量機(jī)來(lái)說(shuō)，氣浮間隙和氣腔壓力的穩(wěn)定至關(guān)重要。

氣浮導(dǎo)軌的優(yōu)點(diǎn)：具有不磨、不磨的特點(diǎn)，由于勻差作用，局部運(yùn)動(dòng)直線度小，角擺動(dòng)能小，測(cè)量機(jī)一般采用氣浮導(dǎo)軌。

氣浮導(dǎo)軌表面可以描述為平板表面，在平板上橫置微溝槽以建立減阻分析模型。為防止微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)氣浮支座造成破壞，應(yīng)將減阻微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在2毫米的氣孔直徑范圍內(nèi)，不應(yīng)小于116-191。從加工成本和導(dǎo)軌寬度兩個(gè)方面考慮，將微結(jié)構(gòu)布局區(qū)長(zhǎng)度設(shè)置在5 mm，微結(jié)構(gòu)布局區(qū)后，仍保持原有的光滑表面。以流速入口為入口邊界條件，根據(jù)氣浮導(dǎo)軌氣體出口為大氣的實(shí)際情況，選擇壓力出口為出口邊界條件。研究結(jié)果表明，導(dǎo)軌單側(cè)寬度為9 mm，前后緩沖過(guò)渡段均設(shè)2 mm長(zhǎng)度；計(jì)算域大小2 mm×9 mm，用于整個(gè)物理模型。微細(xì)結(jié)構(gòu)的布局區(qū)域可以設(shè)置不同的構(gòu)型(如圖1所示)，微細(xì)結(jié)構(gòu)的尺寸、形狀、位置和分布密度對(duì)微細(xì)結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)進(jìn)行減阻特性研究。

光波超精密空氣導(dǎo)軌——光柵空氣靜壓導(dǎo)軌

減阻是一個(gè)備受關(guān)注的科學(xué)問(wèn)題，許多學(xué)者對(duì)減阻本身及其應(yīng)用進(jìn)行了大量的研究。在這些因素中，微結(jié)構(gòu)功能表面減阻是研究的熱點(diǎn)。非平滑表面具有一些特殊功能的微小拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)被稱(chēng)為微結(jié)構(gòu)功能面8]，例如微溝槽/肋板陣列[”1，微凹坑/凸包陣列，微金字塔陣列結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)的特征尺寸一般為1~100微米，量級(jí)亞毫米級(jí)，能改善機(jī)械產(chǎn)品/部件的某些特性。一般情況下，這些微結(jié)構(gòu)功能表面分布在10~1000毫米大小的跨尺度機(jī)械表面上，可通過(guò)改變零件的界面效應(yīng)，改變摩擦[0]、潤(rùn)滑、粘著、耐磨和流體力學(xué)性能等物理特性，使機(jī)械產(chǎn)品和零部件的功能特性顯著提高12個(gè)百分點(diǎn)，例如：工作噪音、能耗、密封、潤(rùn)滑、使用壽命等。在航天器中，微結(jié)構(gòu)表面已被廣泛應(yīng)用[13，仿生結(jié)構(gòu)4，船舶工程{5]。

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氣浮導(dǎo)軌氣膜的厚度大于兩個(gè)摩擦面的幾何不規(guī)則度，在氣膜中形成純流體摩擦其摩擦阻力完全為氣體的粘性所致.由于氣浮導(dǎo)軌無(wú)固體摩擦，因而具有可靠、長(zhǎng)壽命、以及摩擦系數(shù)極i小等特點(diǎn)，其傳動(dòng)效率i高，速度適應(yīng)性好，且由于氣體的可壓縮性和流動(dòng)性，因而具有誤差均化作用，能保持一定的精度.氣浮導(dǎo)軌的承載能力、氣腔內(nèi)壓力分布及承載面積與氣腔內(nèi)壓力有關(guān)。

測(cè)量機(jī)的氣浮導(dǎo)軌(氣墊)按其作用可分為承載式氣墊、導(dǎo)向式氣墊和壓向式氣墊.圖3為 X向?qū)к墯鈮|分布(俯視圖). X向?qū)к墴o(wú)驅(qū)動(dòng)側(cè)有4個(gè)氣墊，上下各2個(gè).驅(qū)動(dòng)側(cè)有6個(gè)氣墊，其中①、②、③是承載式氣墊，依靠它們來(lái)承受整個(gè)移動(dòng)橋的重量，并保持一定的工作間隙.當(dāng)移動(dòng)橋沿 X向移動(dòng)時(shí)，它們使橋框平行于 XY平面運(yùn)動(dòng)，即限制了 Z向直線運(yùn)動(dòng)和繞 X、 Y軸轉(zhuǎn)動(dòng).④、⑤是引導(dǎo)式氣墊，限制了橋框繞 Z軸的直線度運(yùn)動(dòng)誤差和旋轉(zhuǎn).⑥是預(yù)緊性氣墊，使氣墊④、⑤在導(dǎo)軌間有一定的預(yù)緊力.

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直線氣浮導(dǎo)軌提供了一種非接觸式空氣軸承，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的軸承式滑動(dòng)。由于采用了一體化的系統(tǒng)封裝，線性空氣滑軌由鋁多孔碳軸承(“平臺(tái)”)和精密鋁導(dǎo)軌組成。

線型氣動(dòng)滑塊具有已獲專(zhuān)利的氣動(dòng)軸承設(shè)計(jì)，即多孔介質(zhì)技術(shù)?，可以通過(guò)在軸承表面形成薄而堅(jiān)硬的氣層來(lái)消除摩擦。碳素的自然滲透能力保證了空氣的均勻流動(dòng)。這一獨(dú)特的設(shè)計(jì)提高了精度和操作效率，并在氣源失靈時(shí)提供了堅(jiān)固、抗碰撞的設(shè)計(jì)。