液体静压丝杠驱动的超精密运动系统设计与实验研究

本文设计了液体静压丝杠驱动的超精密直线运动系统,完成了机械结构、控制系统装配与搭建;通过实验表明液体静压丝杠驱动的运动系统能够达到10nm运动分辨率(反馈分辨率5nm),具有良好的刚度特性、稳态特性以及动态跟踪特性,适合作为超精密加工设备的驱动装置。

滚珠丝杠的静压结构改造及其流场数值模拟分析

为了提高废旧机床的加工精度,提出在现有丝杠的基础上利用注塑成型技术实现静压丝杠副的成型方法。基于液体静压向心轴承的设计理论,设计了静压螺母的关键结构参数。运用Pro/E三维成型技术建立了静压丝杠副三维模型,并采用FloEFD流体分析软件对静压丝杠螺母的内部流场进行仿真分析,得出了不同负载压力下静压腔、封油边和回油槽内液体压力分布以及丝杠受到的液压作用力。分析表明:静压腔内液体压力分布均匀;在负载作用下,液体静压螺母内部上方静压腔内液体压力大于下方静压腔内液体的压力;丝杠表面受到均匀的液体作用力、丝杠与螺母之间通过均匀的油膜间接接触。因此,应用油膜的均化误差效应可以降低丝杠表面精度的要求。