液体静压导轨油膜结合面误差对导轨几何误差的影响机制

液体静压导轨是超精密车床的主要核心部件,其几何误差对超精密车床的加工精度起着至关重要的作用。制造装配误差以及变形误差是影响液体静压导轨几何误差的主要因素。为了提高液体静压导轨几何误差和精度保持性,该文建立液体静压导轨流固耦合仿真模型和螺栓预紧力学模型,分别讨论油压等因素作用下的静压导轨变形和螺栓预紧变形规律,提出表征制造装配误差的数学模型,建立油膜均化作用下的变形误差传递模型,分析导轨压板油膜结合面误差(即压力油膜所支承的结构表面误差)对工作台几何误差的影响机制。研究表明:液体静压导轨压力油膜的误差均化作用使得其几何误差远低于自身零部件面形误差,但压力油膜并不能完全均化油膜结合面上的误差;结合面误差增加的同时,其油膜均化能力逐渐减弱;此外,液体静压导轨直线度误差对油膜结合面误差幅值更为敏感,而角度误差受结合面误差函数的波长和相位差的影响更为明显。实验测量的导轨几何误差与模型预测结果一致。该研究为超精密车床的液体静压导轨制造、装备工艺提供了有益参考。