本發(fā)明屬于機床設備單元部件技術領域，涉及光學元件超精密研拋加工機床，具體為一種摩擦桿驅動式氣體靜壓導軌。

背景技術：

隨著科學技術的快速發(fā)展，不僅在航空航天等尖端科技領域，在民用領域對零件的加工精度也提出越來越高的要求，特別是零件的面形精度和表面粗糙度。拋光作為零件加工的重要工序，提高拋光加工的精度和效率對于超精密加工技術發(fā)展具有十分重大的意義。

由于拋光加工實際上是一種面形復制過程，拋光盤的面形精度和表面粗糙度決定著加工工件的精度，因此保持拋光盤的高精度面形十分必要。目前拋光盤面形修整多采用傳統(tǒng)的校正盤修整方式，即把大的校正盤和工件同時放置在拋光盤上，依靠校正盤與拋光盤之間的摩擦特性進行修整去除，其修整精度具有不確定性，且對經(jīng)驗依賴性高，操作也不方便。為實現(xiàn)高精度面形修整，需要具有高直線運動精度的導軌系統(tǒng)來滿足其使用要求。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供一種摩擦桿驅動式氣體靜壓導軌，具有高精度、高效率、便于操作等特點，能夠實現(xiàn)不同材質拋光盤面形的精密修整。

本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)：

一種摩擦桿驅動式氣體靜壓導軌，包括氣浮導軌定子和氣浮導軌動子，以及摩擦桿驅動機構；

所述的氣浮導軌定子由下橫梁與上橫梁通過設置在兩端的等高墊塊固定連接構成；

所述的氣浮導軌動子呈矩形結構，氣浮導軌動子套設在下橫梁上；氣浮導軌動子與上橫梁的下表面和下橫梁的四個相鄰表面均通過氣膜支撐滑動連接；

所述的摩擦桿驅動機構包括摩擦桿，x軸溜板，驅動電機，摩擦輪，預緊摩擦輪和預緊機構；x軸溜板呈龍門結構，底部固定在氣浮導軌動子上，頂部固定驅動電機；摩擦桿的一側和摩擦輪構成摩擦副，另一側安裝預緊摩擦輪，摩擦桿通過支撐座固定于上橫梁的上表面，摩擦輪由電機直接驅動旋轉，預緊摩擦輪通過設置在x軸溜板上的預緊機構壓緊在摩擦桿上。

優(yōu)選的，所述的預緊機構包括預緊摩擦輪安裝軸，頂緊螺栓，頂緊螺栓蓋，預緊摩擦輪安裝套和預緊彈簧；預緊彈簧安裝于預緊摩擦輪安裝套和預緊摩擦輪安裝軸構成的腔體內，并通過頂緊螺栓調整預緊彈簧伸縮量；預緊摩擦輪安裝套固定在x軸溜板上，外端固定連接頂緊螺栓蓋；頂緊螺栓經(jīng)螺紋連接穿過頂緊螺栓蓋與預緊摩擦輪安裝軸的一端頂緊；預緊摩擦輪安裝軸的另一端設置徑向軸孔且穿過預緊摩擦輪安裝套的內端設置，預緊摩擦輪與徑向軸孔轉動連接。

優(yōu)選的，預緊摩擦輪通過輪軸上設置的軸承與徑向軸孔轉動連接，軸承由套設在輪軸上的內頂緊套和端蓋頂緊設置，并由與輪軸螺紋連接的鎖緊螺母固定鎖緊。

優(yōu)選的，所述的氣浮導軌動子包括通過螺栓連接成一體矩形結構的上溜板、下溜板、第一側溜板和第二側溜板；上溜板的上下表面的凹槽內分別鑲嵌有第四多孔質節(jié)流器和第三多孔質節(jié)流器，第一側溜板和第二側溜板的內表面的凹槽內分別鑲嵌第二多孔質節(jié)流器和第一多孔質節(jié)流器，且多孔質節(jié)流器高出凹槽所在平面至少2mm；當對各氣浮導軌動子的各溜板上的氣孔進行通氣，氣體經(jīng)過多孔質節(jié)流器向外擴散，并在表面形成用于支撐和滑動的氣膜。

優(yōu)選的，支撐座的兩端分別設置調整塊，調整塊上貫穿設置有與支撐座頂緊的旋轉螺栓。

優(yōu)選的，所述的上橫梁和下橫梁均采用花崗巖制成。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益的技術效果：

本發(fā)明一種摩擦桿驅動式氣體靜壓導軌，采用上橫梁和下橫梁組成雙橫梁結構；矩形氣體靜壓導軌運動精度高，無摩擦，無污染，采用背壓結構設計，利用氣浮導軌動子套設在下橫梁上，使得氣浮導軌動子上表面與上橫梁形成氣浮背壓區(qū)，提升氣浮導軌的承載剛度；通過采用摩擦桿驅動結構，具有高精度、微進給、傳動無間隙的優(yōu)點，與直線電機或滾珠絲杠等驅動方式相比經(jīng)濟實用。

進一步的，氣體靜壓導軌的氣浮導軌動子采用多孔質節(jié)流材料，剛度高、承載大、精度高，滿足背壓要求的同時能夠保證良好的滑動效果。

進一步的，通過包括頂緊螺栓和預緊彈簧的預緊機構對預緊摩擦輪進行預緊，不僅操作方便、預緊效果好，而且能夠實現(xiàn)預緊力的無級調節(jié)。

進一步的，采用旋轉螺栓調節(jié)摩擦桿支撐座的位置，使得摩擦輪與摩擦桿之間的間隙能夠實現(xiàn)調整，便于裝配。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實例中所述導軌的等軸側視圖。

圖2是圖1中x軸溜板的結構放大圖。

圖3是本發(fā)明實例中所述導軌的右視剖面圖。

圖4是本發(fā)明實例中所述導軌的矩形氣浮導軌動子結構示意圖。

圖5是圖4另一個方向的軸測圖。

圖中：1為下橫梁，2為等高墊塊，3為上橫梁，4為摩擦桿支撐座調整塊，5為摩擦桿支撐座，6為鎖緊螺母，7為摩擦桿，8為x軸溜板，9為驅動電機，10為旋轉螺栓，11為摩擦輪，12為安裝軸，13為預緊摩擦輪，14為第一側溜板，15為下溜板，16為第二側溜板，17為上溜板，18為軸承，19為內頂緊套，20為端蓋，21為鎖緊螺母，22為頂緊螺栓，23為頂緊螺栓蓋，24為預緊摩擦輪安裝套，25為預緊彈簧，26為第一多孔質節(jié)流器，27為第二多孔質節(jié)流器，28為第三多孔質節(jié)流器，29為第四多孔質節(jié)流器。

具體實施方式

下面結合具體的實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。

本發(fā)明一種摩擦桿驅動式氣體靜壓導軌，作為適用于精密修整的氣體靜壓組件，具有精度高、精度保持性好、剛度高、修整效率高等特點，可進一步提高拋光加工的精度和效率。通過采用摩擦桿驅動與氣體靜壓導軌運動相結合的結構模式，前者具有高精度、高效率、微進給、傳動無間隙等特點，后者則具有無摩擦、無振動、無污染、高精度、誤差均化等特點，該組合機構可以實現(xiàn)修整組件的高精度運行，進而得到高面形精度、低表面粗糙度的加工表面。

參考圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，本發(fā)明包括下橫梁1，等高墊塊2，上橫梁3，摩擦桿支撐座調整4，摩擦桿支撐座5，鎖緊螺母6，摩擦桿7，x軸溜板8，驅動電機9，旋轉螺栓10，摩擦輪11，安裝軸12，預緊摩擦輪13，第一側溜板14，下溜板15，第二側溜板16，上溜板17，軸承18，內頂緊套19，端蓋20，鎖緊螺母21，頂緊螺栓22，頂緊螺栓蓋23，預緊摩擦輪安裝套24，預緊彈簧25，第一多孔質節(jié)流器26，第二多孔質節(jié)流器27，第三多孔質節(jié)流器28，第四多孔質節(jié)流器29。

其整體采用雙橫梁結構，包括上橫梁3和下橫梁1，上下橫梁通過等高墊塊2固定成一體，并構成氣浮導軌定子；

所述的上溜板17、下溜板15、第一側溜板14和第二側溜板16通過螺栓連接成一體，并呈矩形結構；所述的第四多孔質節(jié)流器29和第三多孔質節(jié)流器28分別鑲嵌在上溜板17的上下表面的凹槽內，第二多孔質節(jié)流器27和第一多孔質節(jié)流器26分別鑲嵌在第一側溜板14和第二側溜板16的內表面的凹槽內，共同構成氣浮導軌動子，且多孔質節(jié)流器高出凹槽所在平面2mm。多孔質節(jié)流器分別鑲嵌在矩形氣體靜壓導軌上溜板的上下表面和兩個側溜板的內表面，與雙橫梁形成背壓結構，其中的背壓區(qū)設置在上溜板17的上表面。

實際工作過程中利用氣浮導軌各溜板上的氣孔進行通氣，氣體經(jīng)過多孔質節(jié)流器向外擴散，并在表面形成一層薄薄的氣膜，通過調節(jié)氣膜的厚度可以提供相應的支撐力。上述的氣浮導軌定子和動子共同構成氣浮導軌運動機構。

所述的摩擦桿7和摩擦輪11構成摩擦副，摩擦桿7通過支撐座5固定于上橫梁3的上表面，并通過調整塊4上的旋轉螺栓10調整微小位移從而調節(jié)摩擦桿7的位置，便于跟摩擦輪11配合裝配，摩擦桿7的軸向與上橫梁3的長度方向平行；豎直設置的摩擦輪11由電機9直接驅動旋轉，通過調節(jié)電機9的轉速可以實現(xiàn)氣浮導軌動子移動速度的調整。

所述的預緊摩擦輪13、頂緊螺栓22和預緊彈簧25組成預緊機構，預緊摩擦輪由頂緊螺栓22和預緊彈簧25施加預緊力，預緊彈簧25安裝于預緊摩擦輪安裝套24和預緊摩擦輪安裝軸12構成的腔體內，并通過頂緊螺栓22調整預緊彈簧25伸縮量；預緊摩擦輪13與預緊摩擦輪安裝軸12端部的徑向軸孔通過軸承18相配合，利用內頂緊套19和端蓋20頂緊軸承18，并由鎖緊螺母21進行固定鎖緊；預緊摩擦輪13豎直設置，其與摩擦輪11分別對稱設置在摩擦桿7的兩側。

所述的x軸溜板8與上溜板17固定，上述的摩擦副、預緊機構和驅動電機9共同構成驅動機構，并通過x軸溜板8驅動氣浮導軌運動。