光波超精密——气浮飞刀

气浮轴承（平面空气静压i轴承、止推空气轴承）广泛应用于高精度设备中，比如集成电路生产设备、平面显示器生产设备、半导体生产设备、电子生产设备、太阳能电池生产设备、新型元器件生产设备、检验和测量设备以及高精度机床等。气浮轴承是静压气浮运动平台的重要组成部件，在工作过程中起承载和导向之作用，它决定了气浮装备的精度和性能，因此在设计时气浮轴承的选择是十分关键的。

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选择气浮轴承时，主要应考虑下述因素：

1）承载能力

足够的承载能力可确保气浮轴承将系统“浮”起来，这是***基本的要求。选择时应注意比较不同厂商气浮轴承在同样条件下（规格、气隙、供气压力）的承载能力。

2）刚度（static stiffness 和 tilt stiffness）

足够的刚度是保证气浮系统在设计条件下稳定工作的必要条件。选择时一般考虑静刚度（static stiffness ），但有些情况下也必须考虑倾侧刚度（tilt stiffness），否则系统可能也无法达到设计性能指标要求。选择时应注意比较不同厂商气浮轴承在同样条件下（规格、气隙、供气压力）的刚度。

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气浮轴承广泛运用于航天、精密制造领域的超精密机械及测量装备上，利用多孔材料制成的气浮轴承与其他类型的气体静压i轴承相比能够提供更高的承载力和刚度，因而多孔质气浮轴承受到了广泛的关注。本文对多孔材料的渗透率计算进行了理论分析，同时对渗透率不同的多孔材料制成的多孔质气浮轴承进行了大量的实验并对多孔气浮轴承的特性进行研究，主要完成的工作和结果如下:

多孔材料的渗透率是多孔质气浮轴承的关键参数，因此对渗透率的计算尤为重要，针对本课题所使用的多孔材料，研究利用分形理论计算多孔材料渗透率的可行性，表面三维形貌为研究多孔材料的结构参数提供了基础，本文理论计算了该材料的分形维数和孔隙通道的迂曲维数以及材料的渗透率，利用多孔材料渗透率的实际测量值对理论分析结果进行验证。

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为研究多孔材料的微结构，本文提出了一种针对性的算法，由于本文的多孔材料是由大量直径成正态分布的铜颗粒倒入圆柱形的容器内再经过施加巨大的载荷压缩而成，因此可利用计算机软件 Matlab对铜颗粒的堆叠状态进行三维模拟，钻石刀具气浮飞刀，在该过程中考虑了铜颗粒堆叠的边界条件及平衡条件，对模拟结果分析进一步得到了多孔材料的结构信息。

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目前世界气浮轴承市场我国大约10%左右，空气气浮飞刀，销量占据世界第三。但与世界气浮轴承强国相比，我国气浮轴承还存在很大差距。主要表现就是高技术、高精度、高附加值的产品比列低，新乡气浮飞刀，产品的离散度差，稳定性还需要进一步提高与改进。

国产气浮轴承虽然和进口气浮轴承有着很多的差距，但经过国内广大科技人员以及气浮轴承装备制造企业、气浮轴承生产企业的共同努力下，这一落后局面一定能够改变。

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气浮轴承工作原理：

气浮轴承亦称气动箔轴承(或气膜轴承)，它是滑动轴承的一种，铝镜气浮飞刀，是各主要零件的加工精度、表面粗糙度以及各种相关参数的匹配都非常理想的滑动轴承。工作时在轴与轴承的工作区域形成一个完整的压力气膜，使金属脱离接触，形成纯气体摩擦。气浮轴承按形成机理分为动压箔轴承、静压箔轴承、动静压混合轴承、压膜轴承等。

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