[实用新型]磁悬浮圆柱形直线运动导轨副

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种精密机床和高速加工用的导轨副，特别是一种工业应用型磁悬浮圆柱形直线运动导轨副。

背景技术

现代制造技术正朝着高速化、精密化和模块化方向发展，制造业对加工设备的性能提出了越来越高的要求，这种需求促进了机床工业，尤其是数控机床的发展。但与数控机床配套的功能部件的产业化规模和产品水平，远远满足不了数控机床的发展要求。进给单元是数控机床的重要功能部件，被加工工件的最后坐标和轮廓精度都受到进给单元运动的传动精度、灵敏度和稳定性的影响，因此其必须具备摩擦阻力小、传动精度高、响应速度快、刚度大等特点。

导轨副是进给单元的重要组成部件，其表面粗糙度、直线度及平行度直接影响零件的加工精度，圆柱形导轨副具有制造方便、不易积存较大铁屑的优点，但由于磨损后很难调整和补偿间隙的问题，使得其在众多导轨中应用最少。随着磁悬浮支承技术的出现，圆柱导轨副的磨损问题可得到解决，通过磁场力悬浮动导轨，即可消除传统机床静导轨与动导轨因接触而产生的摩擦，将动导轨套装在圆柱形支承导轨上，并在动导轨两端安装隔磁环，在结构上实现动导轨之间磁场的解耦，可简化了控制策略。该导轨副可成对的安装在机床床身上，工作台安装在其动导轨上，当需要更换不同尺寸规格的工作台时，只需调整导轨副或动导轨块之间距离，与其他磁悬浮导轨相比，实现了磁悬浮导轨与工作台的分离，更利于进给单元的模块化及产业化，满足现代制造业高速化、精密化和模块化的发展要求。

目前，磁悬浮导轨大多采用矩形导轨副及三角形导轨副，且动导轨与工作台制成一体。如上海大学在申请号为200310107944.0的专利文献中提出了一种工业应用型主动磁悬浮机床导轨直线电机进给平台，从其说明书附图中可看出其导轨副未提及采用圆柱形形式，且将工作台与动导轨制成一体；

大连交通大学在申请号为200820013968.8的专利文献中提出一种数控机床用斥力型磁悬浮直线进给系统，根据其叙述可知，其导轨副未提及采用圆柱形形式，且将工作台与动导轨制成一体；

大连交通大学在申请号为200610161995.5的专利文献中提出一种新型数控机床磁悬浮直线进给系统，根据其叙述可知，其导轨副未提及采用圆柱形形式，且将工作台与动导轨制成一体；

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所在申请号为02132839.0的专利文献中提出一种超精密微位移导轨磁悬浮方法及装置，根据其叙述可知，其采用的是V形导轨副形式，未采用圆柱形形式，且将工作台与动导轨制成一体；

南通大学在申请号为200710026069.1的专利文献中提出一种智能型磁悬浮直线进给单元，根据其叙述及说明书附图可知，其导轨副未提及采用圆柱形形式，且将工作台与动导轨制成一体；

南通大学在申请号为201010017657.0的专利文献中提出一种直接驱动型磁悬浮直线进给单元的磁场解耦结构，根据其叙述及说明书附图可知，其导轨副采用的是矩形形式，且将工作台与动导轨制成一体；

沈阳工业大学在申请号为201020134416.X的专利文献中提出的一种数控机床直线同步电动机磁悬浮进给平台，根据其叙述可知，其导轨副未提及采用圆柱形形式，且将工作台与动导轨制成一体。

中南大学硕士论文《两级磁悬浮平台动力学特性研究》第11页中提及到磁轴承式结构的定位平台，与本专利相比，存在以下缺点：

(1)未在动导轨及支承导轨外周分别套装隔磁罩及风琴式防护罩，无法实现动导轨之间磁场的解耦，无法防止切削加工时所产生的铁屑在磁力作用吸附到支承导轨上，正常的加工过程得不到保障；

(2)未提及定位平台不工作时的支承情况，本专利中，工作台不工作时由机座进行支承，并保证动导轨与静导轨无直接接触，避免了动导轨由于接触而产生磨损；

(3)未提及可通过调节动导轨块之间距离以满足安装不同长度尺寸的工作台的需求；

(4)未提及将每根轴杆(支承导轨)与安装在其上的两个或若干个动导轨块形成一独立的功能部件，可通过调节两个导轨副之间距离以满足安装不同宽度尺寸工作台的需求。

导轨副制成独立的功能部件，将两根轴杆的轴杆支撑安装在同一底座上，底座尺寸根据机床床身尺寸的改变而改变，浪费了材料较严重，无法实现导轨副的模块化。

由上述分析可知，目前国内未见有关于磁悬浮圆柱形直线运动导轨副的专利及文献报道。

实用新型内容

本实用新型的目的就是要提供一种结构合理、加工方便、无接触磨损、磁场结构解耦方便、利于模块化并适用于高速、高精密加工场合的工业应用型磁悬浮圆柱形直线运动导轨副。