一种封油边增加微储油沟槽的数控机床油腔结构设计制造技术

本实用新型专利技术涉及一种封油边增加微储油沟槽的数控机床油腔结构设计，包括机床转台及设置在机床转台下方的静压油腔：静压油腔内部形成有油腔凹槽；油腔凹槽底面中心处设有油腔管，油腔管与静压油腔内部贯通，静压油腔上部设有封油边；封油边表面上环形地阵列有若干微储油沟槽，微储油沟槽长度为50

【技术实现步骤摘要】
一种封油边增加微储油沟槽的数控机床油腔结构设计


[0001]本技术属于机床静压支撑
，涉及一种封油边增加微储油沟槽的数控机床油腔结构设计。

技术介绍

[0002]随着机械自动化生产技术的快速发展，能够加工各种机械零部件的高档数控机床得到了广泛应用。零件加工过程中，转台振动、发热、变形以及磨损等是影响机床加工效率和精度的重要影响因素，而采用液体静压支承技术的转台具有承载能力强、抗震性能好、运转速度快、使用寿命长、稳定性能好等优点，被广泛的应用于现代大型数控机床中，成为其重要部件。在机床转台系统中，油腔的承载性能是直接决定整个转台系统性能优劣的关键因素。
[0003]目前，相关研究多关注油腔结构的宏观尺寸的改进，如设计多环形油腔结构等等以提高油腔的油膜刚度和承载能力，对封油边处液压油因摩擦导致的温升问题上缺少合理的办法。同时，也存在转台旋转使得壁面剪切力对润滑油流场作用导致的油膜坍塌问题。数控机床油腔工作时，由于液压油摩擦阻力和温黏效应导致的温度升高和润滑失效问题亟待解决。

技术实现思路

[0004]本技术提供一种封油边增加微储油沟槽的数控机床静压油腔结构，从而实现流阻减小、降低摩擦阻力，可以有效避免因摩擦导致的润滑油温度升高的问题，从而提高油腔的工作稳定性能。
[0005]本技术具体技术方案如下：一种封油边增加微储油沟槽的数控机床油腔结构设计，包括机床转台以及设置在机床转台下方的静压油腔：所述静压油腔的内部形成有油腔凹槽；所述油腔凹槽的底面的中心处设有油腔管，所述油腔管与静压油腔的内部贯通，所述静压油腔上部设有封油边；所述封油边的表面上环形地阵列有若干微储油沟槽，每一所述微储油沟槽长度为50
‑
300微米，每相邻两个所述微储油沟槽之间的间距为1
‑
2毫米。
[0006]作为进一步改进，若干所述微储油沟槽与所述机床转台的运动方向垂直。
[0007]作为进一步改进，所述微储油沟槽截面为矩形。
[0008]作为进一步改进，所述微储油沟槽截面为三角形。
[0009]作为进一步改进，所述微储油沟槽截面为梯形。
[0010]作为进一步改进，所述静压油腔包括底壁以及形成在底壁上的一圈周壁，以及形成在底壁上的一圈周壁，所述底壁与所述周壁之间形成有所述油腔凹槽。
[0011]作为进一步改进，所述底壁为圆板状结构，所述周壁为圆环状结构。
[0012]作为进一步改进，所述底壁中心处开设有油腔入口。
[0013]作为进一步改进，所述油腔管的顶端部与油腔入口的间距为2至3.5毫米，优选地，所述油腔管的顶端部与油腔入口的间距为3毫米。
[0014]作为进一步改进，所述封油边与所述机床转台的间隙为50微米。
[0015]本技术的有益效果在于，本技术提供的微储油沟槽结构的数控机床静压油腔，在保持现有油腔结构承载能力的同时，降低了转台旋转摩擦阻力，并使液压油填充更均匀，避免机床转台高速转动时带来的油膜坍塌导致的干摩擦、平台不平衡等事故，实现流阻减小、降低摩擦阻力，可以有效避免因摩擦导致的润滑油温度升高的问题，从而提高油腔的工作稳定性能。
附图说明
[0016]图1为本技术封油边增加微储油沟槽的数控机床圆形静压油腔结构的示意图；
[0017]图2为本技术封油边增加微储油沟槽的数控机床油腔结构设计俯视图及微沟槽布局；
[0018]图3为本技术的微储油沟槽涡胞流场结构图；
[0019]图4为本技术的静压油腔截面图；
[0020]图5为本技术的静压油腔剖视图；
[0021]附图标记说明：1.静压油腔2.封油边3.油腔入口4.机床转台5.微储油沟槽6.油腔凹槽7.油腔管8.底壁9.周壁。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和实施例对本技术的实施方式进行详细说明。
[0023]请参阅图1至图5所示，本技术公开的一种封油边增加微储油沟槽的数控机床静压油腔结构包括机床转台4以及设置在机床转台4下方的静压油腔1,机床转台4的直径为5
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10米。
[0024]静压油腔1的内部形成有油腔凹槽6；油腔凹槽6的底面中心处设有油腔管7，油腔管7与静压油腔1的内部贯通，静压油腔1上部设有封油边2；封油边2的表面上环形地阵列有若干微储油沟槽5，每一微储油沟槽5长度为50
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300微米，优选地，每一微储油沟槽5的长度为200微米。每相邻两个微储油沟槽5的沟槽间距为1
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2毫米，本实施例中，每相邻两个微储油沟槽5之间的间距为1.5毫米。
[0025]若干微储油沟槽5与机床转台4的运动方向垂直，微储油沟槽5的截面为矩形或三角形或梯形。优选地，本实施例中的储油沟槽5的截面为矩形。
[0026]静压油腔1包括底壁8以及形成在底壁8上的一圈周壁9，底壁8与周壁9之间形成有油腔凹槽6。底壁8为圆板状结构，周壁9为圆环状结构。底壁8的直径为180
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220毫米，优选地，本实施例中的圆板状底壁8的直径为200毫米；周壁9高度为15
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25毫米，优选地，本实施例中周壁的高度为20毫米。
[0027]底壁8的中心处开设有油腔入口3。油腔入口3的直径为9
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11毫米，优选地，本实施例中油腔入口3的直径是10毫米。油腔管7的内径为3
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4毫米，油腔管7的外径为9
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11毫米，优选地，本实施例中的油腔管7的内径为3.5毫米，油腔管7的外径为10毫米。油腔管7的顶端部与油腔入口3的间距为2至3.5毫米，优选地，本实施例中油腔管7的顶端部与油腔入口3的间距为3毫米。封油边2与机床转台4的间隙为50微米。
[0028]请参阅图3所示。工作过程中，液压油在油腔入口3压力作用和机床转台4旋转剪切力作用下填充油腔凹槽6、封油边2的缝隙和微储油沟槽5。由于流动分离作用，在微储油沟槽5内部形成涡胞流场。与传统的降低静压油腔1温度的方法相比，本技术结构简单，不仅可以减低液压油温度，而且还可以减小机床转台4剪切阻力。本技术运用微尺度流体边界滑移理论，当液压油流经封油边2处时，由于粘性剪切作用，微储油沟槽5内会产生局部的涡胞流动，充当“润滑轴承”作用，大大降低了液压油的摩擦阻力。该微储油沟槽5注入流体的壁面结构具有滑移减阻效果，避免了液压油的温度升高。微储油沟槽5内的涡还可以增加液压油与油腔壁面的传热及散热效果，也可以对封油边2间隙进行及时填充，避免了机床转台4不平衡导致的干摩擦现象。考虑机床转台4旋转壁面剪切力对润滑油流场作用导致的油膜温升及坍塌问题，运用计算流体动力学CFD仿真技术，通过数值模拟方法对新型结构静压油腔1的内部流场特性进行分析和计算，能够比较精确的得到静压油腔1及微储油沟槽5内部的流场特性，并对其减阻性能进行计算和分析，充分考虑了液压油的流动特性，让液压油流动更均匀，避免机床转台4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种封油边增加微储油沟槽的数控机床油腔结构设计，包括机床转台(4)以及设置在机床转台(4)下方的静压油腔(1)，其特征在于：所述静压油腔(1)的内部形成有油腔凹槽(6)，所述油腔凹槽(6)的底面的中心处设有油腔管(7)，所述油腔管(7)与所述静压油腔(1)的内部贯通，所述静压油腔(1)上部设有封油边(2)，所述封油边(2)的表面上环形地阵列有若干微储油沟槽(5)，每一所述微储油沟槽(5)的长度为50
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300微米，每相邻两个所述微储油沟槽(5)之间的间距为1
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2毫米。2.根据权利要求1所述的封油边增加微储油沟槽的数控机床油腔结构设计，其特征在于，若干所述微储油沟槽(5)与所述机床转台(4)的运动方向垂直。3.根据权利要求2所述的封油边增加微储油沟槽的数控机床油腔结构设计，其特征在于，若干所述微储油沟槽(5)截面为矩形。4.根据权利要求2所述的封油边增加微储油沟槽的数控机床油腔结构设计，其特征在于，若干所述微储油沟槽(5)截面...

【专利技术属性】
技术研发人员：王京，李金义，申峰，李显，孟佳玮，陈杰，
申请(专利权)人：北京电子科技职业学院，
类型：新型
国别省市：