[实用新型]超精密气浮丝杠结构

说明书

技术领域

本实用新型内容属于传动装置技术领域，涉及一种高精度数控机床及三坐标测量机用直线运动轴传动装置，具体涉及一种超精密气浮丝杠结构。

背景技术

在超精密机床和坐标测量机中，一般采用CO级滚珠丝杠传动机构或者直接采用直线电机进行驱动。超精密滚珠丝杠由于采用精密配合和预紧的方法，相对普通滚珠丝杠能有效减小传动间隙，可保证其定位精度和分辨率，但是这种结构滚珠丝杠的磨损问题却很难避免，同时，由于接触式传动的本质使其工作过程中会产生一定的热变形，还需要通过冷却或补偿等方法才能控制。直线电机避免了回转运动到直线运动的转化环节，因此具有几乎零间隙和大加速度的优点，但其发热问题相对超精密滚珠丝杠却更为突出。相对上述两种装置，静压丝杠具有无磨擦、无爬行、发热较小的特点，能有效保证传动的精度和分辨率，同时能减小丝杠的磨损，提高其寿命和精度保持性；气浮丝杠由于采用压缩空气做为支撑介质，比液体静压丝杠更具有环保和容易集成的特点。现有文献报道的气浮丝杠通常采用小孔节流或者多孔质材料节流的方法，都是将节流部件集成到螺母中，采用一体化设计，这种设计虽然减小了节流元件到气囊的距离，但由于节流孔本身的具有的微尺度特性无疑增加了气浮螺母的加工难度，而且其调整具有一定难度，这也正是目前气浮丝杠技术多数还仅限于研究阶段而难以产品化的原因之一，此外，螺母支撑刚度较低则是该技术难以产品化的另一个原因。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述缺点，提供了一种结构先进、磨损小、易于加工调整、能有效保证传动的精度和分辨率的超精密气浮丝杠结构。

为实现以上发明目的而设计的超精密气浮丝杠结构包括丝杠、套装在丝杠上的左、右侧螺母以及调整垫块，其中：左侧螺母通过螺钉紧固安装在调整垫块的左侧，其外部为四棱柱形状，在左侧螺母的内部设置有承载螺纹圈数为2n的梯形螺纹(n＝1，2，3，…)，在梯形螺纹的每一圈承载螺纹面上均设置两个气囊，在螺母四棱柱的四个角上分别设置一个倒角，每个倒角上设置n个节流器安装孔，每个节流器安装孔各与一个气囊相通，在每个节流器安装孔内安装有一个节流器，在左侧螺母上四个倒角中心面位置还分别设置一个进气孔，每个进气孔分别与一组对应的节流器安装孔相通；右侧螺母与左侧螺母的结构相同，并通过螺钉对称紧固安装在调整垫块的右侧；调整垫块安装在左侧螺母和右侧螺母之间，在调整垫块上按上、中、下位分别设置有依次相互连通的三个进气孔，在调整垫块两侧分别设置有与下进气孔相通的左分气环和右分气环，下进气孔通过左分气环和右分气环与左侧螺母上的进气孔以及右侧螺母上的进气孔连通。

本实用新型的技术解决方案还在于：从近调整垫块侧往外，左侧螺母的奇数圈承载螺纹面上设置的两个气囊分别与四棱柱的上、下方倒角上的各一个节流器安装孔相通，而偶数圈承载螺纹面上设置的两个气囊分别与四棱柱的两侧方倒角上的各一个节流器安装孔相通；右侧螺母上气囊与四棱柱上节流器安装孔的连通结构与左侧螺母相同。

本实用新型的技术解决方案还在于：所述的节流器安装孔由相互连通的上端螺纹孔、中间节流器配合孔与下端小直径通孔组成，在上端螺纹孔入口处安装有一个密封堵头，节流器设置在中间节流器配合孔位置处，在中间节流器配合孔与节流器之间装有O型密封圈。

本实用新型的技术解决方案还在于：所述的节流器为一个下壁上设有节流薄壁的构件，在节流薄壁上设置有贯穿节流薄壁的规则微缝隙阵列。

本实用新型的技术解决方案还在于：调整垫块与左侧螺母之间在左分气环内外两侧分别设置有O型密封圈，调整垫块与右侧螺母之间在右分气环内外两侧分别设置有O型密封圈。

与现有技术相比，本实用新型的有益创新点在于采用了独立节流器设计，具有结构先进、磨损小、易于加工调整等特点，同时，本实用新型提出了一种具有规则微缝隙阵列的气浮丝杠节流器形式，可通过优化微特征尺度和阵列形式来改善节流比，以提高螺母支撑刚度，该节流方式还具有不易堵塞的特点。

附图说明

图1为本实用新型一个具体实施例结构的轴向剖视图；

图2为本实用新型超精密气浮丝杠结构的右视图；

图3为气囊部分的局部放大视图；

图4为调整垫块的右视图；

图5为节流器的轴向剖视图；

图6为节流器的俯视图；

图7为节流器的节流薄壁区的微缝隙整列示意图。