纳米级精度的竖直液体静压滑台设计

摘要：

为了满足航天关键件的加工精度要求,需要设计并制造满足设计要求的纳米级精度的竖直液体静压滑台.本文针对滑台结构、关键部件及公差设计方法展开了研究.首先,根据高精度竖直滑台的设计要求,采用不等流量的滑块结构及控制方法整体设计滑台结构.设计时,将所有液压油管路均设置在滑块中,以减小油压损耗,且使得滑台结构紧凑.接着,为使圆孔加工时圆度误差不受导轨刚度的影响,采用等导轨刚度的设计方法,同时给出了该方法下油膜厚度、刚度、压力的计算方法.文中还证明了上下油腔不等承载面积法能够降低竖直滑台由于倾覆力矩产生的倾角误差,提高导轨运动精度.在此基础上,提出了基于不等流量结构的几何精度设计方法,计算并证明了不等流量的结构和控制方法可以降低导轨和滑块极高的制造等级要求和制造成本.最后,根据上述设计方法设计并制造了数控纳米曲面磨床竖直滑台,并测试了该磨床竖直Z滑台的运动精度.结果显示采用不等流量结构的滑台制造公差要求由IT1降低到IT3.Z滑台精度测试结果为:定位误差为±80nm,重复定位误差为48nm.

关键词：液体静压滑台、超精密竖直滑台、不等流量结构、精度测试

所属期刊栏目：25

分类号：TH122;TH123;TH161

资助基金：国家自然科学基金资助项目51675096

在线出版日期：2017-10-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：2121-2129