导轨设计

第七章导轨设计第一节导轨概述一、导轨功能～承载、导向。二、对导轨的基本要求：1.表面具有高的导向精度，直线度或真圆度。2.足够的刚度。3.导轨与导轨或导轨与其他部件之间的位置精度。4.优良的耐磨性。5.低速运动的平稳性。三、导轨的种类1.按运动形式～直线导轨、圆导轨。2.按摩擦性质～滑动导轨、滚动导轨、静压导轨、气浮导轨。3.按导轨材料～铸铁导轨、钢导轨、塑料导轨。4.按工作性质～主运动导轨、进给运动导轨、调整运动导轨。5.按受力情况～开式导轨、闭式导轨。第二节滑动导轨滑动导轨是机床导轨中使用最广泛的类型，也是其他类型导轨的基础。一、滑动导轨的结构（一）导轨截形1.直线滑动导轨（1）矩形导轨承载能力大，制造方便。但磨损后不能自动补偿间隙。必须设置间隙调整装置。（2）三角形导轨具有自动补偿磨损的能力，故其导向性好，但制造较麻烦。顶角一般为90度，小于90度可提高导向精度，110～120度时可提高承载能力。设计时两斜面的比压要基本相等。（3）燕尾形导轨结构紧凑，高度较小，常用于多层次移动部件中（如车床刀架）。但制造较麻烦。不能自动补偿间隙。必须有消除间隙装置。（4）圆形导轨制造方便。但磨损后间隙调整困难，故常用于受轴向力为主的场合，如拉床、钻床的主轴和导向套组成的导轨副。2.圆周运动导轨用于圆工作台、转盘等旋转运动部件。（1）平面圆环导轨必须配有工作台心轴轴承，用得较多。（2）锥形圆环导轨能承受轴向和径向载荷，但制造较困难。（3）V形圆环导轨制造复杂。不管是直线还是圆环导轨，还可分为凸形导轨副与凹形导轨副（按固定导轨的凹凸情况）。凸形导轨副～不易积存切屑，但也不易存油，故常用于低速移动的场合。凹形导轨副～能存油，润滑条件好，用于速度较大的场合，但必须有充分的防护措施。（二）导轨的组合除圆柱导轨有时能单根使用外，导轨需两根（或两根以上）组合使用。重型机床常采用双矩形导轨。中、小型车床床身采用山形、矩形导轨组合。要求导向精度高的，采用双三角形导轨组合。要求结构紧凑，高度小，调整方便的采用燕尾导轨。从制造工艺性来看，矩形、圆形导轨好，三角形、燕尾形差。二、导轨的间隙调整矩形、燕尾形导轨必须具有间隙调整装置。常用结构：1.压板2.镶条三、导轨结构尺寸的选择导轨的跨距、导轨长度、导轨截面的宽度与厚度等尺寸的选择，设计时查阅《机床设计手册》。四、提高导轨耐磨性的措施1.合理选择材料及热处理导轨副中，固定导轨的材料应较硬，运动导轨的材料应较软。常用材料组合铸铁——表面淬火铸铁铸铁——淬硬钢铸铁——贴塑铸铁热处理：高频淬火，电接触淬火。2.导轨的卸荷载荷的传递6－7－5－4－3－2使1处载荷减小。液压卸荷导轨，运动导轨面上开油腔（其面积比静压导轨小），压力油作用于油腔面，起到了卸荷作用。此外还有速度卸荷等。3.导轨的防护4.导轨的润滑（1）人工定期直接加油或用油杯滴油。用于低速，不重要的导轨。（2）压力油强制润滑。第三节滚动导轨简述两个导轨面之间放入多个滚动体（滚珠、滚柱、滚针、滚锥等）。优点：摩擦系数小定位精度高移动轻便使用寿命长多数为油脂润滑，也有用油雾润滑。缺点：抗振性差制造困难，成本较高。一、滚动导轨的结构形式：分直线运动导轨和圆周运动导轨两种。1.直线运动导轨2.圆周运动导轨二、滚动导轨的预紧三、滚动块图示为滚柱式滚动块；此外还有滚珠导轨块。导轨块使用方便，已经标准化，价格低，广泛应用于数控机床。