精密数控机床闭式静压导轨结构设计及油腔流场研究.pdf

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1、2014年8月机床与液压Aug．2014第42卷第15期MACHINET00L&HYDRAULICSV01．42No．15DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．15．021精密数控机床闭式静压导轨结构设计及油腔流场研究李松，宋锦春，王长周，任广安(东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳110819)摘要：针对精密数控机床对导轨精度的要求，设计一种基于薄膜反馈节流器的闭式静压导轨系统，并根据无穷大刚度原则计算了导轨的结构参数。利用三维软件SolidWorks建立静压导轨油腔的三维模型，导入流体力学软件FLUENT的前处理器Gamb

2、it进行网格划分；在设定一定进口压力条件下，给定导轨在静止状态和移动状态下的静压腔流场与温度场的变化规律。通过FLUENT的数值分析得到：在相对静止状态下，静压腔的流场成对称分布；相对速度变大时，静压腔流场在边缘区域压力成不规则的下降，温度在此区域急剧上升，容易出现“气穴”现象，致使油液发热，从而导致导轨运动精度降低。关键词：闭式静压导轨；FLUENT；压力场；流场；温度场中图分类号：TG580．23+2文献标识码：A文章编号：StructuralDesignandResearchonOilChamberFlowFieldforClosedHydrostat

3、icGuidewayofPrecisionCNCMachineLISong，SONGJinchun，WANGChangzhou，RENGuangan(SchoolofMechanicalEngineering&Automation，NortheasternUniversity，ShenyangLiaoningl10819，China)Abstract：TofulfilltheaccuracyrequirementofprecisionNCmachinetools，akindofclosedhydrostaticguidewaysystemwasdesigne

4、dbasedonthinfilmfeedbackthrottler，andthestructuralparametersoftheguidewaywerecalculatedaccordingtotheinfinitestiffnessprinciple．Three—dimensionalsoftwareSolidWorksandGambitwereusedtOestablishoilchambermodelofhydrostaticguide—wayandgeneratemeshrespectively．Underthesameinletpressure，

5、thedistributionlawsofflowfieldinstaticpressurechamberandtemperaturefieldwereobtainedrespectivelyduringtheguidewaystoppingandmoving．Itisconcludedthat，thedistributionofflowfieldinstaticpressurechamberissymmetrical，andwhenrelativevelocityincreases，thepressurenearedgezoneofflowfieldins

6、taticpres—surechamberdecreasesunregularly，andthetemperatureofthezonerisesincreasingly，whichwillcausecavitation，oilemittingheatandthekinematicaccuracyofguidewayreducing．Keywords：Closedhydrostaticguideway；FLUENT；Pressurefield；Flowfield；Temperaturefield精密加工设备是实现精密加工技术的必需手段，压原理图如图1所示。而

7、精密机床的性能取决于其关键部件的性能。导轨是1一空气滤清器2～吸油过滤器精密机床的关键部件之一，直接影响精密加工的精3一油泵度⋯。液体静压润滑具有摩擦阻力小、使用寿命长、4一电动机抗震性能好、精度高、适应性好等特点。采用液体5一单向阀6一溢流阀静压支撑能够使机床实现高精度、低损耗的加工。7D截止阀静压导轨是静压支承的一种应用形式。静压导轨8一压力表9一管路过滤器按结构可分为开式静压导轨和闭式静压导轨两种形10---强磁过滤器式。由于闭式静压导轨的特殊结构，它可以承受不均ll一蓄能器匀载荷和因偏载引起的较大的倾覆力矩。因此闭式静12-压力变送器13一双面薄膜节

8、流器压导轨常用在精密机床或机械设备上。文中研究的静压