第十二章机床导轨的设计.ppt

第十二章 机床导轨的设计 第一节 概述 机床上两相对运动部件的配合面 组成一对导轨副，运动一方为动导轨，不动的一方为支承导轨 一、功用和分类 1、功用：导向和承载 2、分类： ⑴按摩擦性质分 滑动导轨 滚动导轨 滑动导轨：动压滑动导轨 静压滑动导轨 普通滑动导轨 滚动导轨：滚珠导轨 滚柱导轨 滚针导轨 ⑵按受力状况分 开式导轨 闭式导轨 二、导轨应满足的要求 1、导向精度 ⑴几何精度 直线度 水平平面 竖直平面 平行度 ⑵接触精度 按 JB2278规定 25x25 mm2 接触点数 磨削和刮研 2、刚度高、承载能力大 包括自身刚度和接触刚度 3、精度保持性好 主要由耐磨性决定 导轨的磨损有：磨粒磨损 粘接磨损（咬合） 接触疲劳 4、低速运动平稳性 导轨低速运动或微量位移时，不产生爬行 平稳性与导轨的结构、材料、润滑、动、静摩擦系数差值、传动链刚度有关 5、结构简单、工艺性好 第二节 普通滑动导轨 一、直线运动导轨 1、直线导轨的截面形状 主要有四种： 矩形、三角形、燕尾形和圆柱形 每种导轨副中还有凹、凸之分 它们可互相组合（见图） ⑴矩形导轨： 承载能力大、刚度高、制造简单、检验和维修方便等优点。适于载荷较大而导向精度要求略低的机床 ⑵三角形导轨： 磨损时自动补偿磨损量，不产生间隙，导向精度高。 导轨顶角越小，导向性越好，但摩擦力也越大。 小顶角用于轻载荷精密机械，大顶角用于大型或重型机床。 三角形导轨结构有对称式和不对称式两种 ⑶燕尾形导轨： 承载较大的颠覆力矩，导轨的高度较小，结构紧凑，间隙调整方便。但刚度性较差，加工检验维修都不大方便。 适于受力小、层次多、要求间隙调整方便的部位 ⑷圆柱形导轨： 制造方便，工艺性好，但磨损后较难调整和补偿间隙。主要用于受轴向负荷的轨，应用较少 2、导轨的组合形式 （1）双三角形导轨：不需要鑲条调整间隙，接触刚度好，导向性和精度保持性好，但工艺性差，加工、检验和维修都不方便 （2）双矩形导轨： 承载能力大、制造简单。导向方式有两种——宽式组合和窄式组合 （3）矩形和三角形导轨的组合： 导向性好，刚性高，制造方便，应用最广 （4）矩形和燕尾形导轨的组合： 能承受较大力矩,调整方便，多用在横梁、立柱、摇臂导轨中 ⑸双圆柱导轨组合： 常用于拉床、机械手上 二、圆周运动导轨 回转运动导轨的截面形状有三种： 平面环形、锥面环形和双锥面环形导轨。 （1）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，因而必须与主轴联合使用，由主轴来承受经向载荷 （2）锥面环形导轨： 除能承受轴向载荷外，还能承受一定的径向载荷，但不能承受较大的颠覆力矩。导向性比平面环形好，但制造较困难，锥面与轴心线的同轴度不容易保证 （3）双锥面导轨： 能承受较大的径向力，轴向力和一定的颠覆力矩，制造研磨均较困难，同轴度不容易保证，当床身与工作台热变形不同时，两导轨面不同时接触 三、导轨间隙的调整 导轨面的间隙对机床工作性能有直接影响，如果间隙过大，影响运动精度和平稳性；间隙过小，运动阻力大，导轨的磨损加快。因此必须保证导轨具有合理间隙，磨损后又能方便地调整 常用压板、鑲条来调整导轨的间隙 （1）压板：用来调整导轨面的间隙和承受颠覆力矩 压板调整导轨面的间隙有三种结构： （2）鑲条：调整矩形导轨和燕尾形导轨的侧向间隙。常用的鑲条有平鑲条和斜鑲条(楔形)两种 平鑲条： 斜鑲条：（厚度的变化） 斜度为 1︰100～1︰40 第三节 导轨的材料 对导轨材料的要求： 耐磨性高、工艺性好、成本低 主要材料有： 铸铁、钢、有色金属、塑料 一、铸铁 铸铁具有良好的减振性和耐磨性，易于铸造和切削加工，成本低 铸铁导轨：良好的抗振性，工艺性和耐磨性 常用铸铁： 灰铸铁 HT200 用于次要导轨、移置导轨 孕育铸铁 HT300 加入孕育剂，耐磨性好