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静压导轨技术专利技术综述

首页 > 新闻中心 > 技术资料    发布时间:2018/5/7 14:25:13 点击量:

 摘 要:静压导轨技术是机床的关键部件之一,其性能对加工质量有很大的影响。本文基于导轨技术的发展路线出发,重点梳理我国的静压导轨技术发展脉络。

  关键词:静压导轨;专利分布;技术分支;技术路线
  1 引言
  导轨系统作为基础的重要组成部分,是机床成形运动的最终执行部件之一,其功用是保证工件或刀具运动轨迹的精度和支撑。因此导轨系统的精度对机床直线成形运动影响巨大,从而在机床研发中使不可忽视的重要内容和机床项目。导轨技术发展经历了滑动导轨、滚动导轨、液体/气体静压导轨、复合导轨和磁浮导轨等阶段。这些导轨技术的发展并不是简单的一种技术取代另一种技术的发展,而是在相当长的时间内并存并相互推动。同时随着新材料科学以及电子与控制技术科学的发展,不断出现新型的导轨形式及控制,例如静压导轨,在两个相对运动的导轨面间形成静压或动压油膜,由此平衡外载荷,使得导轨运动时不直接接触。
  2 静压导轨技术发展历程
  2.1中国静压导轨技术发展状况
  中国在静压导轨技术研究方面并不比其他国家落后,而且发展速度也非常迅速。为制造精密磨床,上海机床厂于1958年首次开展该技术的研究,1962年组建静压研究室,有力推动了静压技术的研究与应用。与此同时无锡机床厂等其他磨床厂也开始对静压轴承进行试验,此项技术得到磨床制造也普遍重视。1973年广州召开了全国静压技术会议,从而带动了全国各大研究机构对静压轴承技术的研究及推广应用的热潮。为满足国内对大型、重载磨床的需求,上海机床厂于2004年开发出MC1363/H,采用了液体静压导轨。北京航空精密机械研究所生产处“Nanosys300非球面曲面复合加工系统”,它是一种超精密金刚石数控机床,其回转和直线运动部件均采用了液体静压技术。在高等院校、研究院和企业的共同努力下,我国液体静压技术的发展经历了原理验证、生产性试验、重点理论研究与大量推广、静压技术应用的扩大与产品化这四个阶段。在国内,液体静压导轨在各种机床中的应用也越来越普遍。
  图1可以看出占我国静压导轨申请量最多的是潘旭华,此人为数控机床的专家,其多次担任国家“863”项目负责人,他在2004-2006年,制造出高精度的静压导轨,发展成数控外圆磨床,为我国的超精密加工装备核心技术的发展以及推动机床工业的发展和提升制造业整体水平做出重要贡献。在2006-2008年间,我国的静压导轨技术申请量开始增加时,潘旭华个人在此三年内申请量就达到近70件之多。由此可见,潘旭华是我国静压导轨技术重要的申请人代表。
  静压导轨按照导轨结构形式可以分为开式静压导轨和闭式静压导轨,按照供油情况可分为恒流式静压导轨和恒压式静压导轨。静压导轨中油膜的厚度直接影响静压导轨的刚度,不同类型的静压导轨存在着不同的优缺点,所以静压导轨技术演进路线和机床导轨技术的发展类似,并不是一种技术完全替代了一种技术的发展,而是在较长时间内并存且相互交叉存在。图2是我国静压导轨技术演进路线。从图中可以看出,静压导轨的各个类型的发展是相互交错存在的,而且在发展的过程中也是相互并存。1985年中国关于静压导轨技术研究的第一份专利申请开始,各类型静压导轨的申请量慢慢得到提高,从1989开始,“闭式静压导轨”和“恒流式静压导轨”技术的研究,但是从2005年开始,中国在静压导轨技术方面的研究成果才开始全面化、规模化,研究范围开始不断扩展,“开式静压导轨”和“恒压式静压导轨”相关的专利申请开始出现。但是相对于我国实际开始研究的时间可以看出,我国在静压导轨技术方面研究还存在着申请量较为迟缓,各项研究技术分布区域比较集中等问题。这些问题有很多都是跟申请专利保护核心技术意识有很大关系。所以我国在鼓励发明创造和保护专利权人合法权益方面需提出更有力的措施,以此鼓励发明创造,提高创新能力,推动发明创造的应用,达到促进科学技术进步和经济社会发展的目的。
  随着加工要求越来越精细化,且生产过程的节能无污染要求的提高,不断促进着科研工作者对静压导轨技术的研究的热情。中国在静压导轨技术方面的研究一直都不落后于欧美国家,但是还缺乏对重要研究技术成果申请专利以得到保护的积极性。
  3 结语
  综合分析国内专利申请量的分布,分析静压导轨的发展路线。静压导轨技术作为高性能机床的关键部件之一,其使用寿命长、减振吸振效果好、摩擦系数小、精度和刚度都很高,应用十分广泛。但为了实现节能环保机床的设计,科研工作者开始对水液压支承技术的研究,这将会对降低能源消耗、实现可持续发展产生更为广泛和深远的影响。
上篇:导轨直线度精度提升的工艺方法研究   下篇:没有了!