搜索
第八章导轨结构设计本章基本要求与重点：1、理解导轨的分类和基本要求；2、理解直线运动导轨四种不同截面形状的特点；3、掌握导轨间隙的调整方法，以及压板和镶条的不同型式及其特点；4、了解滚动导轨的类型及结构特点。本章难点：导轨间隙的调整方法。一、定义、功用、分类及其基本要求定义：导轨面是机床上作相对运动的两个配合面，因此也称“导轨副”。运动的配合面称为动导轨，而固定的配合面称为固定导轨。功用：支承和引导运动部件沿一定的轨迹运动。导轨示意图导轨副导轨副运动件（工作台）固定件（床身）导轨的分类按运动轨迹分类按工作性质分类按摩擦性质分类按受力情况分类直线运动导轨圆周运动导轨主运动导轨进给运动导轨移置导轨滑动导轨滚动导轨开式导轨闭式导轨普通滑动导轨液体动压导轨液体静压导轨：不能承受较大颠覆力矩的作用：借助于压板使导轨能承受较大的颠覆力矩作用。开式导轨和闭式导轨（a）开式导轨（b）闭式导轨基本要求基本要求其他方面低速运动平稳性刚度耐磨性导向精度垂直面内的直线度水平面内的直线度两导轨之间平行度运动部件沿导轨运动时的准确度。在长期使用中保持其导向精度的能力。导轨在外载荷作用下抵抗变形的能力。导轨低速运动或微量位移时不出现爬行现象。结构简单、工艺性好。二、导轨的截面与组合1、直线滑动导轨的截面形状矩形三角形燕尾形圆形注：“－”为支承面，“－”为导向面，“－”为压板面类型矩形三角形燕尾形圆形特点制造简单，刚度和承载能力大；水平方向和垂直方向上的位移互不影响，安装、调整方便；导向面磨损后不能自动补偿间隙。在垂直载荷作用下，导轨磨损后能自动补偿，导向性好；压板面需有间隙调整装置；顶角增大，承载力增加，但导向精度差。磨损后不能自动补偿间隙，需用间隙调整装置；两燕尾面起压板面作用，用一根镶条就可调整水平、垂直方向的间隙；导轨制造、检验和修理较复杂摩擦阻力大。制造简单，内孔可珩磨，外圆经过磨削可达到精密配合；磨损后调整间隙困难。应用普通精度的机床或重型机床。导向精度要求高的机床一般用于要求高度小的多层移动组合部件，广泛用于仪表机床。用于同时作移动和转动的场合。如拉床、机械手等。不同截面形状导轨的特点2、回转运动导轨的截面形状平面环形导轨结构简单、制造方便，能承受较大的轴向力，但不能承受径向力。适用于由主轴定心的各种回转运动导轨的机床，如高速大载荷立式车床等。平面环形导轨锥面环形导轨能同时承受轴向力和径向力，但不能承受较大的颠覆力矩。导向性比平面环形导轨好，但制造较难。适用于承受一定径向载荷和颠覆力矩的场合。锥面环形导轨双锥面环形导轨能承受较大的径向力、轴向力和一定的颠覆力矩，但制造研磨均较困难。双锥面环形导轨三、导轨的组合形式1、双三角形导轨的组合不需要镶条调整间隙，接触刚度好；导向性和精度保持性好；双三角形组合导轨工艺性差，加工、检验和维修不方便。常用于在精度要求较高的机床中，如丝杠车床、导轨磨床、齿轮磨床等。2、双矩形导轨的组合宽式组合：两条导轨的外侧导向窄式组合：一条导轨的两侧导向承载能力大，制造简单。常用于在普通精度机床和重型机床中，如重型车床、组合机床、升降台铣床等。导向方式宽式组合窄式组合双矩形组合导轨3、矩形和三角形导轨的组合导向性好，刚度高，制造方便；应用最广，如车床、磨床、龙门铣床的床身导轨。矩形和三角形组合导轨4、矩形和燕尾形导轨的组合这类组合的导轨能承受较大力矩，调整方便；常用于横梁、立柱、摇臂导轨中。注意事项：要求较大刚度和承载能力时，采用矩形导轨；中、小型卧式车床床身是由三角形和矩形导轨的组合；而重型车床上则采用双矩形导轨、以提高承裁能力；要求导向精度高的机床采用三角形导轨。能自动补偿间隙、导向性好；矩形导轨和圆形导轨工艺性好；三角形导轨和燕尾形导轨工艺性差；要求结构紧凑、高度小、调整方便的机床采用燕尾形导轨。四、导轨间隙的调整保证导轨副的导向精度降低对导轨制造公差的要求1、目的导轨装配时导轨磨损后2、间隙调整方法镶条作用：调整矩形和燕尾形导轨的导向面间隙。种类平镶条斜镶条平镶条间隙调整装置平镶条外形：长度方向上厚度相等，横截面为矩形、平行四边形或直角梯形。调整方法：通过横向移动来调整间隙。特点：(a)、(b)：镶条制造容易，各处间隙不易调整均匀，刚件差；(c)：镶条刚性好，装配方便，但调整麻烦。斜镶条沿其长度方向有一定斜度，靠纵向位移使其两个侧面分别与动导轨和支撑导轨接触，调整导轨间隙，常用斜度在1∶100～1∶40之间。特点：在全长上两个面分别同动导轨和固定导轨均匀接触；支承面积同调整位置无关；刚度比平镶条高，但加工困难。斜镶条结构斜镶条间隙调整装置斜镶条图(a)－结构简单，但螺钉凸肩和镶条凹槽之间的间隙会引起镶条在往复运动中的窜动，影响导向精度和刚度。图(b)－对图(a)的改进，为避免窜动增加了锁紧螺母3，其结构简单，应用广泛。斜镶条图(c)－通过螺母3、4调整间隙，用螺母5锁紧。工作可靠，但结构相对复杂。图(d)－是通过分别位于镶条两端的螺钉2、3调整间隙，避免了镶条l的窜动，适于镶条较短的场合。斜镶条间隙调整装置压板间隙调整装置1－压板，2－工作台，3－支承面，4－垫片，5－镶块，6－调整螺钉压板作用：用于承受颠覆力矩和调整辅助导轨面间隙。刮研垫片镶块五、直线滚动导轨部件1、滚动导轨：在滑动导轨两导轨面之间放置滚动体而形成的导轨副。直线滚动导轨部件2、特点摩擦系数小(一般为0.0025～0.005)，而且静、动摩擦系数十分接近，运动灵活，具有很高的定位精度；滚动体和导轨的硬度高，润滑良好，具有较高的精度保持性；安装调试简便，具有很高的性能价格比。3、应用场合用于实现微量进给，如外圆磨床砂轮架的移动；用于精密定位，如坐标镗床工作台的移动；用于对运动灵敏度要求高的地方，如数控机床。4、基本组成滑块滑轨端盖钢珠保持器油嘴油管接头滚动循环系统润滑系统防尘系统双刮油片金属刮板底面防尘片滑轨螺栓盖直线滚动导轨的基本组成齿条一体化直线运动导轨圆弧运动导轨5、类型宽式直线运动导轨圆柱形直线滚动导轨6、配置单导轨配置双导轨配置Ⅰ双导轨配置Ⅱ双导轨配置Ⅲ双导轨配置Ⅴ双导轨配置Ⅳ7、安装在使用两个以上导轨条时，其中只能有一个作为基准，其他则作为从动导轨。导轨无侧向定位面的安装机床受到振动及冲击力作用且要求高刚性高精度的安装无侧向固定螺钉的安装六、提高导轨耐磨性的措施导轨的耐磨性主要体现在磨损程度上。设计思路影响磨损的因素设计工艺材料热处理使用尽量争取无磨损尽量争取少磨损尽量争取均匀磨损磨损后能够补偿