專利名稱：分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微電子裝備，尤其涉及ー種分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
氣足是為精密運(yùn)動臺提供氣浮軸承支撐、以保證運(yùn)動臺在平臺(一般為大理石平臺)上作無摩擦運(yùn)動的關(guān)鍵部件，其包括氣浮結(jié)構(gòu)和真空預(yù)緊カ結(jié)構(gòu)。圖I所示為現(xiàn)有技術(shù)中氣足的氣足板2000，所述氣足板2000底部的四個角各設(shè)有ー氣浮結(jié)構(gòu)20a、20b、20c和20d，每個所述氣浮結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有四個氣浮孔20e，所述四個氣浮孔20e均與所述氣浮結(jié)構(gòu)的底面相通，且所述四個氣浮孔2’ e分別位于所述氣浮結(jié)構(gòu)的四個角，所述氣浮結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有氣道(圖I中未示)，所述氣道與所述氣浮孔2e連通。使用吋，通過所述氣道向所述氣浮孔20e輸送正壓氣體，在所述氣浮結(jié)構(gòu)的底面與平臺(一般為大 理石平臺，圖I中未示)之間形成氣膜，使所述氣足浮在所述平臺上。從所述氣浮孔20e輸出的正壓氣體會向所述氣浮結(jié)構(gòu)底面的四周擴(kuò)散，其中一部分正壓氣體向所述氣足板2000底部下方擴(kuò)散，這容易導(dǎo)致氣足在工作中產(chǎn)生氣振，影響氣足運(yùn)行的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)，避免氣足工作中產(chǎn)生氣振，提高氣足運(yùn)行的穩(wěn)定性。為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明提供ー種分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)，位于氣足板底部，其內(nèi)設(shè)有氣浮孔和氣道，所述氣浮孔與所述氣道相連通，所述氣浮孔與所述氣浮結(jié)構(gòu)的底面相連通，通過所述氣道輸送到所述氣浮孔內(nèi)的正壓氣體從所述氣浮結(jié)構(gòu)的底面輸出，所述氣浮結(jié)構(gòu)的底面上設(shè)有泄壓槽，所述瀉壓槽半包圍在所述氣浮孔外，且與所述氣浮結(jié)構(gòu)的側(cè)面相連通。上述分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)，其中，所述氣浮孔等間距排列，所述氣浮孔排列形成的圖形與所述氣浮結(jié)構(gòu)底面的邊沿形成的圖形相同。上述分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)，其中，所述氣浮孔等間距排列成矩形。上述分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)，其中，所述氣浮結(jié)構(gòu)的底面近似呈矩形，所述泄壓槽的一端與所述氣浮結(jié)構(gòu)底面的第一條邊相連通，所述泄壓槽的另一端與所述氣浮結(jié)構(gòu)底面的第二條邊相連通，所述第一條邊和第二條邊相鄰，所述泄壓槽與所述第一條邊和第二條邊形成氣浮區(qū)域，所述氣浮孔位于所述氣浮區(qū)域內(nèi)。上述分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)，其中，所述泄壓槽與所述第一條邊和第二條邊形成矩形氣浮區(qū)域。上述分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)，其中，設(shè)所述矩形氣浮區(qū)域的長度為1，所述矩形氣浮區(qū)域的寬度為n，滿足T = O. 5 ~ O. 6。
上述分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)，其中，所述氣浮孔包括外孔和內(nèi)孔，所述外孔的一端與所述氣浮結(jié)構(gòu)的底面相連通，所述外孔的另一端與所述氣道相連通，所述內(nèi)孔設(shè)置在所述外孔內(nèi)、并靠近所述氣浮結(jié)構(gòu)底面的一端。上述分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)，其中，所述氣浮孔還包括氣浮孔嵌件，所述氣浮孔嵌件設(shè)置在所述外孔內(nèi)、并靠近所述氣浮結(jié)構(gòu)底面的一端，所述氣浮孔嵌件呈環(huán)形，所述氣浮孔嵌件的中央形成內(nèi)孔。上述分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)，其中，所述外孔為圓柱形孔，所述外孔的中心線垂直于所述氣浮結(jié)構(gòu)的底面，所述氣浮孔嵌件為中空的圓柱體，所述氣浮孔嵌件中空部分形成所述內(nèi)孔。
上述分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)，其中，設(shè)相鄰兩個所述氣浮孔之間的間距為m，所述外孔的內(nèi)徑為山所述內(nèi)孔的內(nèi)徑為q，所述內(nèi)孔的長度為h，所述泄壓槽與所述氣浮
孔之間的間距為 e，滿足豆=O. 08 ~ O. I;i = I;— = O. 2 ~ O. 25;呈=O. 08 ~ O. 15;
mm Pd
4 = 0. 08 ~ O. I。h本發(fā)明分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)在氣浮結(jié)構(gòu)的底面設(shè)有泄壓槽，所述泄壓槽半包圍著氣浮孔，能阻擋從氣浮孔排出的正壓氣體向氣足板底部下方擴(kuò)散，使氣足工作時，除了氣浮結(jié)構(gòu)的底面下方外，氣足板底部下方?jīng)]有正壓氣體，能有效防止產(chǎn)生氣振，從而提高氣足運(yùn)行的穩(wěn)定性；本發(fā)明分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)的氣浮孔等間距排列，可使氣體壓カ均勻，因此，氣浮區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)的氣浮剛度趨于相等，氣浮剛度穩(wěn)定；本發(fā)明分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有多個氣浮孔，且氣浮孔等間距排列成一矩形，可提聞氣I旲厚度；本發(fā)明分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)的氣浮孔包括外孔和內(nèi)孔，內(nèi)孔設(shè)置在外孔內(nèi)，正壓氣體由內(nèi)孔排出，內(nèi)孔的內(nèi)徑比外孔的內(nèi)徑小，小孔有利于高剛度下的氣浮穩(wěn)定性，但是壓カ損失大，而大孔有利于減小壓カ損失，因此，本發(fā)明氣浮結(jié)構(gòu)氣浮穩(wěn)定且壓カ損失小。


本發(fā)明的分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及附圖給出。圖I是現(xiàn)有技術(shù)的氣足的示意圖。圖2是本發(fā)明中分體式氣足的俯視圖。圖3是本發(fā)明中分體式氣足的示意圖。圖4是本發(fā)明分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)的仰視圖。圖5是圖4中A-A階梯剖圖。圖6是圖5中氣浮孔的局部放大圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合圖2 圖6對本發(fā)明的分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)作進(jìn)一歩的詳細(xì)描述。參見圖2和圖3，ー種分體式氣足，放置于平臺(圖2中未示)上，所述分體式氣足包括氣足板200，所述氣足板200底部的四個角各設(shè)有ー氣浮結(jié)構(gòu)200a、200b、200c和200d，所述氣足板20000上設(shè)有真空預(yù)緊カ結(jié)構(gòu)I ;可選的，可通過對所述氣足板200進(jìn)行加工形成所述氣浮結(jié)構(gòu)200a、200b、200c和200d，即所述氣浮結(jié)構(gòu)2a、2b、2c和2d與所述氣足板200成一體；繼續(xù)參見圖2，所述真空預(yù)緊カ結(jié)構(gòu)I與所述氣足板200分體式連接，且所述真空預(yù)緊カ結(jié)構(gòu)I與所述氣足板200的四個連接點(diǎn)OpO2WpO4分別與所述四個氣浮結(jié)構(gòu)200a、200b、200c、200d的中心在同一條垂直于所述平臺的直線上；所述真空預(yù)緊カ結(jié)構(gòu)I在水平方向采用三個柔性簧片3a、3b、3c進(jìn)行定位，以限制所述真空預(yù)緊カ結(jié)構(gòu)I在水平方向以及繞水平向旋轉(zhuǎn)的自由度。
圖4所示為所述氣浮結(jié)構(gòu)200c的仰視圖，所述氣浮結(jié)構(gòu)200c內(nèi)設(shè)有氣浮孔210和氣道220，所述氣浮孔210與所述氣道220相連通，所述氣道220用于向所述氣浮孔210輸送正壓氣體，所述氣浮孔210與所述氣浮結(jié)構(gòu)的底面240相連通，輸送到所述氣浮孔210內(nèi)的正壓氣體可從所述氣浮結(jié)構(gòu)的底面240輸出；所述氣浮結(jié)構(gòu)的底面240上設(shè)有瀉壓槽230，所述瀉壓槽230半包圍在所述氣浮孔210タト，所述瀉壓槽230用于阻擋正壓氣體向所述氣足板200底部下方擴(kuò)散從所述氣浮孔210輸出的正壓氣體向所述氣足板200底部下方擴(kuò)散時，遇到所述瀉壓槽230，所述正壓氣體便通過所述瀉壓槽230排出所述氣足板200底部下方外，從而阻擋了正壓氣體向所述氣足板200底部下方繼續(xù)擴(kuò)散，因此，氣足工作吋，除了所述氣浮結(jié)構(gòu)的底面下方外，所述氣足板200底部下方?jīng)]有正壓氣體，能有效防止產(chǎn)生氣振，從而提高了氣足運(yùn)行的穩(wěn)定性。繼續(xù)參見圖4，所述氣浮結(jié)構(gòu)200c內(nèi)設(shè)有多個氣浮孔210，所述多個氣浮孔210等間距排列，所述多個氣浮孔210排列形成的圖形與所述氣浮結(jié)構(gòu)底面240的邊沿形成的圖形相同。參見圖5，所述氣浮孔210的一端與所述氣浮結(jié)構(gòu)的底面240相連通，其另一端與 所述氣道220相連通；參見圖6，所述氣浮孔210包括外孔211和內(nèi)孔212，所述內(nèi)孔212設(shè)置在所述外孔211內(nèi)、靠近所述氣浮結(jié)構(gòu)底面240的一端；在所述外孔211內(nèi)設(shè)置所述內(nèi)孔212，利用所述內(nèi)孔212將正壓氣體排出所述氣浮結(jié)構(gòu)200cタト，所述內(nèi)孔212的內(nèi)徑比所述外孔211的內(nèi)徑小，小孔有利于高剛度下的氣浮穩(wěn)定性，但是壓力損失大，而大孔有利于減小壓カ損失。所述氣浮結(jié)構(gòu)2a、2b和2d的結(jié)構(gòu)與所述氣浮結(jié)構(gòu)200c的結(jié)構(gòu)相同，在此不再贅述。繼續(xù)參見圖3，本發(fā)明ー較佳實(shí)施例中，所述氣足板200為ー矩形板，所述氣浮結(jié)構(gòu)200c近似為長方體，所述氣浮結(jié)構(gòu)200c的第一側(cè)面250和第二側(cè)面260是相鄰的兩個側(cè)面，所述第一側(cè)面250和第二側(cè)面260分別與所述氣足板200的兩個相鄰側(cè)面處于同一平面內(nèi)；繼續(xù)參見圖4，所述氣浮結(jié)構(gòu)的底面240近似為矩形，所述瀉壓槽230的一端與所述第一側(cè)面250相連通，在所述第一側(cè)面250的邊緣形成第一缺ロ 270，所述瀉壓槽230的另一端與所述第二側(cè)面260相連通，在所述第二側(cè)面260的邊緣形成第二缺ロ 280，所述瀉壓槽230彎折成兩段，所述第一側(cè)面250與所述氣浮結(jié)構(gòu)底面240的相交線251 (即所述氣浮結(jié)構(gòu)的底面240的第一條邊251)、所述第二側(cè)面260與所述氣浮結(jié)構(gòu)底面240的相交線261 (即所述氣浮結(jié)構(gòu)的底面240的第二條邊261)與兩段瀉壓槽230圍成一矩形氣浮區(qū)域，所述氣浮孔210位于所述矩形氣浮區(qū)域內(nèi)；所述氣浮結(jié)構(gòu)200c內(nèi)的多個氣浮孔210等間距排列成一矩形；所述氣浮孔210等間距排列在所述矩形氣浮區(qū)域內(nèi)，使氣體壓力均勻，因此，所述矩形氣浮區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)的氣浮剛度趨于相等，氣浮剛度穩(wěn)定；所述氣浮結(jié)構(gòu)200c內(nèi)設(shè)有多個氣浮孔210 (氣浮孔的個數(shù)大于4)，且所述多個氣浮孔210排列成一矩形，能提高氣膜厚度； 對應(yīng)于所述多個氣浮孔210形成的矩形的四條邊，所述氣浮結(jié)構(gòu)200c內(nèi)設(shè)有四條氣道220，同一條邊上的氣浮孔210與一條氣道220相連通，通過所述氣道220向所述條邊上的氣浮孔210輸送正壓氣體；每條所述氣道220均有一端與所述氣浮結(jié)構(gòu)200c的側(cè)面相連通，在所述氣浮結(jié)構(gòu)200c的側(cè)面形成正壓氣體進(jìn)ロ 200e，從所述正壓氣體進(jìn)ロ 200e輸入的正壓氣體通過所述氣道220輸送到所述氣浮孔210內(nèi)，并通過所述氣浮孔210輸出；繼續(xù)參見圖6，所述氣浮孔210包括外孔211和氣浮孔嵌件4，所述外孔211的一端與所述氣浮結(jié)構(gòu)200c的底面240相連通，所述外孔211的另一端與所述氣道220相連通，所述氣浮孔嵌件4設(shè)置在所述外孔211內(nèi)、靠近所述氣浮結(jié)構(gòu)底面240的一端，所述氣浮孔嵌件4呈環(huán)形，所述氣浮孔嵌件4的中央形成內(nèi)孔212 ;較佳地，所述外孔211為圓柱形孔，所述外孔211的中心線垂直于所述氣浮結(jié)構(gòu)的底面240，所述氣浮孔嵌件4為中空的圓柱體，所述氣浮孔嵌件4的中空部分形成所述內(nèi)孔212。如圖4所示，設(shè)所述氣浮結(jié)構(gòu)底面240的矩形氣浮區(qū)域的長度為1，所述矩形氣浮區(qū)域的寬度為η ；設(shè)相鄰兩個氣浮孔210之間的間距為m ；如圖5所示，設(shè)所述氣浮孔210與所述瀉壓槽230之間的間距為e，所述氣道220的內(nèi)徑為P ;如圖6所示，設(shè)所述外孔211的內(nèi)徑為d，所述內(nèi)孔212的內(nèi)徑為q，所述氣浮孔嵌件4的長度(即所述內(nèi)孔212的長度)為h ;上述參數(shù)對氣足的氣浮剛度、承載カ和氣膜厚度都有影響，通過計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)
驗(yàn)驗(yàn)證，當(dāng)上述參數(shù)滿足下述關(guān)系時，本實(shí)施例氣浮結(jié)構(gòu)的綜合性能較優(yōu)，即所述氣浮結(jié)構(gòu)
可使氣足的氣浮剛度、承載カ和氣膜厚度之間有良好的匹配關(guān)系η— = O. 5 ~ O. b; d— = O. 08 ~ O. I;m
e .—= I； m
d— = O. 2 ~ O. 25;
P
q/d= 0. 08 ~ O. 15;d/h = 0. 08 ~ O. 1。本發(fā)明的分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)可在較大的氣膜厚度下，獲得較高的氣浮剛度，提高氣足的承載能力，同時避免氣足工作中產(chǎn)生氣振，提高氣足運(yùn)行的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.ー種分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)，位于氣足板底部，其內(nèi)設(shè)有氣浮孔和氣道，所述氣浮孔與所述氣道相連通，所述氣浮孔與所述氣浮結(jié)構(gòu)的底面相連通，通過所述氣道輸送到所述氣浮孔內(nèi)的正壓氣體從所述氣浮結(jié)構(gòu)的底面輸出，其特征在于，所述氣浮結(jié)構(gòu)的底面上設(shè)有泄壓槽，所述瀉壓槽半包圍在所述氣浮孔外，且與所述氣浮結(jié)構(gòu)的側(cè)面相連通。
2.如權(quán)利要求I所述的分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述氣浮孔等間距排列，所述氣浮孔排列形成的圖形與所述氣浮結(jié)構(gòu)底面的邊沿形成的圖形相同。
3.如權(quán)利要求2所述的分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述氣浮孔等間距排列成矩形。
4.如權(quán)利要求2所述的分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述氣浮結(jié)構(gòu)的底面近似呈矩形，所述泄壓槽的一端與所述氣浮結(jié)構(gòu)底面的第一條邊相連通，所述泄壓槽的另一端與所述氣浮結(jié)構(gòu)底面的第二條邊相連通，所述第一條邊和第二條邊相鄰，所述泄壓槽與所述第一條邊和第二條邊形成氣浮區(qū)域，所述氣浮孔位于所述氣浮區(qū)域內(nèi)。
5.如權(quán)利要求4所述的分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述泄壓槽與所述第一條邊和第二條邊形成矩形氣浮區(qū)域。
6.如權(quán)利要求5所述的分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)，其特征在干，設(shè)所述矩形氣浮區(qū)域的長度為I，所述矩形氣浮區(qū)域的寬度為n，滿足
7.如權(quán)利要求2所述的分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述氣浮孔包括外孔和內(nèi)孔，所述外孔的一端與所述氣浮結(jié)構(gòu)的底面相連通，所述外孔的另一端與所述氣道相連通，所述內(nèi)孔設(shè)置在所述外孔內(nèi)、并靠近所述氣浮結(jié)構(gòu)底面的一端。
8.如權(quán)利要求7所述的分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述氣浮孔還包括氣浮孔嵌件，所述氣浮孔嵌件設(shè)置在所述外孔內(nèi)、并靠近所述氣浮結(jié)構(gòu)底面的一端，所述氣浮孔嵌件呈環(huán)形，所述氣浮孔嵌件的中央形成內(nèi)孔。
9.如權(quán)利要求8所述的分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述外孔為圓柱形孔，所述外孔的中心線垂直于所述氣浮結(jié)構(gòu)的底面，所述氣浮孔嵌件為中空的圓柱體，所述氣浮孔嵌件中空部分形成所述內(nèi)孔。
10.如權(quán)利要求7所述的分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)，其特征在干，設(shè)相鄰兩個所述氣浮孔之間的間距為m，所述外孔的內(nèi)徑為d，所述內(nèi)孔的內(nèi)徑為q，所述內(nèi)孔的長度為h，所述泄壓槽與所述氣浮孔之間的間距為e，滿足
全文摘要
本發(fā)明的分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)位于氣足板底部，其內(nèi)設(shè)有氣浮孔和氣道，所述氣浮孔與所述氣道相連通，所述氣浮孔與所述氣浮結(jié)構(gòu)的底面相連通，通過所述氣道輸送到所述氣浮孔內(nèi)的正壓氣體從所述氣浮結(jié)構(gòu)的底面輸出，所述氣浮結(jié)構(gòu)的底面上設(shè)有泄壓槽，所述瀉壓槽半包圍在所述氣浮孔外，阻擋從所述氣浮結(jié)構(gòu)底面輸出的正壓氣體向所述氣足板底部下方擴(kuò)散。本發(fā)明的分體式氣足的氣浮結(jié)構(gòu)可在較大的氣膜厚度下，獲得較高的氣浮剛度，提高氣足的承載能力，同時避免氣足工作中產(chǎn)生氣振，提高氣足運(yùn)行的穩(wěn)定性。
文檔編號F16C32/06GK102678749SQ20111006097
公開日2012年9月19日 申請日期2011年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月15日
發(fā)明者吳立偉, 夏海, 方潔, 李進(jìn)春, 鄭椰琴, 齊芊楓 申請人:上海微電子裝備有限公司