导轨设计简介

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导轨设计的基本要求

导轨设计的基本要求

导轨设计的基本要求导轨是一种常见的机械元件,用于支撑和引导运动部件的运动。

在机械设备中,导轨往往承受着重要的载荷和精度要求。

因此,导轨的设计需要满足一些基本要求,以保证其正常运行和长期使用。

1.稳定性和刚度在机械运动中,导轨需要承受各种载荷和运动状态的变化。

为了确保导轨的稳定性和刚度,设计时应该考虑其结构的稳定性和材料的强度。

同时,导轨的尺寸和形状也需要根据实际情况进行优化,以提高其刚度和抗弯扭能力。

2.精度和重复性导轨的精度是指其能够保持的直线度、平行度和垂直度等参数。

在机械设备中,导轨的精度直接影响整个系统的运动精度和重复性。

因此,导轨的设计需要根据所需精度要求进行优化,并采用高精度的加工工艺和精密的测量方法来保证其质量。

3.耐磨性和寿命由于导轨在运动中会受到摩擦和磨损的影响,因此设计时需要考虑其耐磨性和使用寿命。

通常情况下,导轨的材料应选择高强度、耐磨和耐腐蚀的材料,如钢材、不锈钢和硬质合金等。

同时,导轨的表面处理和润滑也是保证其寿命的重要因素。

4.安全性和可靠性导轨作为机械设备的重要组成部分,其安全性和可靠性也是设计时需要考虑的因素之一。

设计时需要充分考虑导轨的使用环境和工作条件,合理地选择材料和结构,并采用可靠的连接方式和安装方法,以确保导轨的安全性和可靠性。

5.易于维护和更换在机械设备中,导轨的维护和更换也是不可避免的。

因此,设计时需要考虑导轨的拆卸和组装方便性,以及易于更换的设计。

此外,导轨的润滑和清洗也应该方便快捷,以保证其正常运行和使用寿命。

导轨的设计需要考虑多方面的因素,以满足机械设备的实际需求。

在设计时,应尽可能地考虑导轨的稳定性、精度、耐磨性、安全性和易于维护等方面,以确保其正常运行和长期使用。

导轨的结构设计

导轨的结构设计

直线导轨的结构设计(含转动导轨)1 导轨的作用和设计要求当运动件沿着承导件作直线运动时,承导件上的导轨起支承和导向的作用,即支承运动件和保证运动件在外力(载荷及运动件本身的重量)的作用下,沿给定的方向进行直线运动。

对导轨的要求如下:1.一定的导向精度。

导向精度是指运动件沿导轨移动的直线性,以及它与有关基面间的相互位置的正确性。

2.运动轻便平稳。

工作时,应轻便省力,速度均匀,低速时应无爬行现象。

3.良好的耐磨性。

导轨的耐磨性是指导轨长期使用后,能保持一定的使用精度。

导轨在使用过程中要磨损,但应使磨损量小,且磨损后能自动补偿或便于调整。

4.足够的刚度。

运动件所受的外力,是由导轨面承受的,故导轨应有足够的接触刚度。

为此,常用加大导轨面宽度,以降低导轨面比压;设置辅助导轨,以承受外载。

5.温度变化影响小。

应保证导轨在工作温度变化的条件下,仍能正常工作。

6.结构工艺性好。

在保证导轨其它要求的条件下,应使导轨结构简单,便于加工、丈量、装配和调整,降低本钱。

不同设备的导轨,必须作具体分析,对其提出相应的设计要求。

必须指出,上述六点要求是相互影响的。

2 导轨设计的主要内容设计导轨应包括下列几方面内容:1.根据工作条件,选择合适的导轨类型。

2.选择导轨的截面外形,以保证导向精度。

3.选择适当的导轨结构及尺寸,使其在给定的载荷及工作温度范围内,有足够的刚度,良好的耐磨性,以及运动轻便和平稳。

4.选择导轨的补偿及调整装置,经长期使用后,通过调整能保持需要的导向精度。

5.选择公道的润滑方法和防护装置,使导轨有良好的工作条件,以减少摩擦和磨损。

6.制订保证导轨所必须的技术条件,如选择适当的材料,以及热处理、精加工和丈量方法等。

3 导轨的结构设计1. 滑动导轨(1) 基本形式(见图21-10)三角形导轨:该导轨磨损后能自动补偿,故导向精度高。

它的截面角度由载荷大小及导向要求而定,一般为90°。

为增加承载面积,减小比压,在导轨高度不变的条件下,采用较大的顶角(110°~120°);为进步导向性,采用较小的顶角(60°)。

导轨的设计与选择

导轨的设计与选择

一、导轨的设计与选择。

1、对导轨的要求1)导轨精度高导轨精度是指机床的运动部件沿导轨移动时的直线和它与有关基面之间的相互位置的准确性。

无论在空载或切削工件时导轨都应有足够的导轨精度,这是对导轨的基本要求。

2)耐磨性能好导轨的耐磨性是指导轨在长期使用过程中保持一定导向精度的能力。

因导轨在工作过程中难免磨损,所以应力求减少磨损量,并在磨损后能自动补偿或便于调整。

3)足够的刚度导轨受力变形会影响部件之间的导向精度和相对位置,因此要求轨道应有足够的刚度。

4)低速运动平稳性要使导轨的摩擦阻力小,运动轻便,低速运动时无爬行现象。

5)结构简单、工艺性好导轨的制造和维修要方便,在使用时便于调整和维护。

2、对导轨的技术要求1)导轨的精度要求滑动导轨,不管是V-平型还是平-平型,导轨面的平面度通常取0.01〜0.015mm,长度方面的直线度通常取0.005〜0.01mm;侧导向面的直线度取0.01~0.015mm, 侧导向面之间的平行度取0.01〜0.015mm,侧导向面对导轨地面的垂直度取0.005〜0.01mm。

2)导轨的热处理数控机床的开动率普遍都很高,这就要求导轨具有较高的耐磨性,以提高其精度保持性。

为此,导轨大多需要淬火处理。

导轨淬火的方式有中频淬火、超音频淬火、火焰淬火等,其中用的较多的是前两种方式。

二、导轨的种类和特点导轨按运动轨迹可分为直线运动导轨和圆运动导轨;按工作性质可分为主运动导轨、进给运动导轨和调整导轨;按接触面的摩擦性质可分为滑动导轨、滚动导轨和静压导轨等三大类。

1)滑动导轨:是一种做滑动摩擦的普通导轨。

滑动导轨的优点是结构简单,使用维护方便,缺点是未形成完全液体摩擦时低速易爬行,磨损大,寿命短,运动精度不稳定。

滑动导轨一般用于普通机床和冶金设备上。

2)滚动导轨的特点是:摩擦阻力小,运动轻便灵活;磨损小,能长期保持精度;动、静摩擦系数差别小,低速时不易出现"爬行"现象,故运动均匀平稳。

机床导轨设计资料

机床导轨设计资料

修不便
处,多用于横梁、立柱、
摇臂导轨
导轨常用防护罩
(4)按受力状况分:
开式导轨:在部件自重和外载作用下,导轨面在 全长上可以始终贴合的导轨。
闭式导轨:在较大的倾覆力矩时,部件自重不能 使导轨面贴合,必须用压板作为辅助 导轨面保证主导轨面贴合的导轨。
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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。
斜镶条调整
调整容易、受力均匀,但制造较难。
第二节 普通滑动导轨
一、直线运动滑动导轨 1.直线运动导轨的截面形状 直线运动导轨截面的基本形状主要有四种:三角形、矩形、燕尾形和圆柱
形,每种之中还有凸凹之分。
上述四种截面的导轨尺寸已经标准化了,可参看有关机床标准。
2. 直线运动导轨的组合
机床直线运动导轨通常由两条导轨组合而成,如图。
双矩形导 轨有宽式和窄 式组合,如图。
二、回转运动滑动导轨 回转运动导轨的截面形状有平面、锥面和V形面三种,如图。
平面环形导轨如图a具有承载能力大、工作精度高、结构简单、制造方便的
优点。
锥面环形导轨如图b的母线倾角常取30º,可以承受一定的径向载荷。 V形面环形导轨如图c、d、e可以承受较大的径向载荷和一定的颠覆力矩。
➢燕尾形导轨 – 制造较复杂,磨损不能补偿, 尺寸紧凑,调整(间隙)方便。

车间导轨方案

车间导轨方案

车间导轨方案引言车间导轨是现代制造业中不可或缺的设备,它可以用于运输和定位机械设备、工件以及材料。

它的设计和实施对于提高车间的生产效率和平安性起着重要的作用。

本文将介绍车间导轨的根本概念和常见的设计方案。

车间导轨的作用车间导轨是指在制造车间中用于支撑、导向和移动设备的一种装置。

它的主要作用有以下几个方面:1.定位和定向:通过导轨的设计和布置,可以准确地定位和定向设备和工件,确保其在运输和加工过程中的稳定性和准确性。

2.运输和搬运:导轨可以支持机械设备和工件的运输和搬运,使得车间内的物料流动更加高效和顺畅。

3.节省空间:合理的导轨方案可以使得车间的空间利用率到达最正确状态,节省了生产区域的占用面积,提高了车间的生产能力。

4.平安保障:导轨的设计需要考虑工作环境和人员的平安要求,保证设备和工件在运输和定位过程中的平安性。

常见的车间导轨方案直线导轨直线导轨是最简单和常见的导轨形式。

它由两根平行的导轨构成,上面装有可滑动的导轨块。

直线导轨适用于单向直线运输或定位,具有安装简便、稳定性好、移动顺畅等优点。

它常常应用于装配线、运输线等场景。

曲线导轨曲线导轨是由多个半圆形的导轨节拼接而成。

它可以实现设备或工件沿着特定的曲线轨迹运动和定位。

曲线导轨的设计需要考虑导轨节的半径、角度以及拼接方式等因素。

它适用于需要沿着弯曲或复杂轨迹运动的场景,如机器人操作、加工装置等。

立柱导轨立柱导轨由垂直立柱和横梁组成,通过导轨块在立柱上的上下滑动,实现设备或工件的垂直运输和定位。

立柱导轨适用于车间中有高度要求的场景,例如在装配线中需要垂直提升或下降设备或工件。

多轴导轨多轴导轨是指由多个导轨组成的复合导轨系统。

它可以实现设备在多个方向上的运动和定位,适用于复杂的生产工艺和多工位的生产线。

多轴导轨常常应用于自动化生产线中,可以提高生产效率和产品的一致性。

导轨选择的要点在选择适宜的导轨方案时,需要考虑以下几个要点:1.负载能力:导轨系统需要能够承受所要运送或定位设备和工件的重量,并保证其稳定性和平安性。

导轨设计

导轨设计
为保证导轨具有合理间隙,磨 损后又能方便地调整。
1、压板 压板用来调整辅助导轨面的间隙, 承受颠覆力矩,用配刮垫片来调整间隙
2、镶条
镶条用来调整矩形导轨和燕尾 形导轨的侧向间隙,镶条应放在导 轨受力较小的一侧。
常用的镶条有平镶条和斜镶条二 种:①平镶条截面为矩形或平行四 边形,厚度均匀相等,由螺钉调整 间隙 易变形、刚度低,目前少用。 图3-106
缺点;刚性差,受力后产生变 形,对精度要求高的机床有影响。
粘贴塑料软带一般粘贴在较短 的动导轨上,表面开直线形或三字 形油槽,配对金属导轨面的粗糙度 要求在0.4~0.8μm,硬度在25HRC以 上。
比压<0.6~1×106帕
(厚度在0.1~10mm环氧树脂室温24小 时,厚的用埋头螺钉固定)
2、金属塑料复合导轨
卸荷导轨用来降低轨面的压力, 减小摩擦阻力,提高导轨的耐磨性 和低速运动平稳性。
1、机械卸荷
图3-115是常用的机械卸荷装置, 导轨上的一部分载荷由支承在辅助 导轨面a上的滚动轴承承受,卸荷力 的大小通过螺钉和碟形弹簧调节, 卸荷点的数目由动导轨上的载荷和 载荷系数决定。
卸荷系数 H表H示导轨FFH卸w 荷量的大小 式(中N)F—w—导轨上一个支承所承受的载荷
F 力(N)H—— 导轨上一个支座的卸荷
H =0.7大、重型机床 H ≤0.5高精度机床
2、液压卸荷导轨 图3-116(略) 3、自动调节气压卸荷导轨 图3-117(略)
(四)滚动导轨
在静、动导轨面之间放置滚动 体如滚珠、滚柱、滚针滚动导轨块 组成滚动导轨。图3-118
优点:摩擦因数小,动、静摩 擦因数很接近,摩擦力小,启动轻 便,运动灵敏,不易爬行,磨损小, 精度保持性好、寿命长,有较高的 重复定位精度,运动平稳,可采用 油脂润滑,润滑系统简单。

导轨的结构设计

导轨的结构设计

直线导轨的结构设计(含转动导轨)1 导轨的作用和设计要求当运动件沿着承导件作直线运动时,承导件上的导轨起支承和导向的作用,即支承运动件和保证运动件在外力(载荷及运动件本身的重量)的作用下,沿给定的方向进行直线运动。

对导轨的要求如下:1.一定的导向精度。

导向精度是指运动件沿导轨移动的直线性,以及它与有关基面间的相互位置的正确性。

2.运动轻便平稳。

工作时,应轻便省力,速度均匀,低速时应无爬行现象。

3.良好的耐磨性。

导轨的耐磨性是指导轨长期使用后,能保持一定的使用精度。

导轨在使用过程中要磨损,但应使磨损量小,且磨损后能自动补偿或便于调整。

4.足够的刚度。

运动件所受的外力,是由导轨面承受的,故导轨应有足够的接触刚度。

为此,常用加大导轨面宽度,以降低导轨面比压;设置辅助导轨,以承受外载。

5.温度变化影响小。

应保证导轨在工作温度变化的条件下,仍能正常工作。

6.结构工艺性好。

在保证导轨其它要求的条件下,应使导轨结构简单,便于加工、丈量、装配和调整,降低本钱。

不同设备的导轨,必须作具体分析,对其提出相应的设计要求。

必须指出,上述六点要相互影响的。

2 导轨设计的主要容设计导轨应包括下列几方面容:1.根据工作条件,选择合适的导轨类型。

2.选择导轨的截面外形,以保证导向精度。

3.选择适当的导轨结构及尺寸,使其在给定的载荷及工作温度围,有足够的刚度,良好的耐磨性,以及运动轻便和平稳。

4.选择导轨的补偿及调整装置,经长期使用后,通过调整能保持需要的导向精度。

5.选择公道的润滑方法和防护装置,使导轨有良好的工作条件,以减少摩擦和磨损。

6.制订保证导轨所必须的技术条件,如选择适当的材料,以及热处理、精加工和丈量方法等。

3 导轨的结构设计1. 滑动导轨(1) 基本形式(见图21-10)三角形导轨:该导轨磨损后能自动补偿,故导向精度高。

它的截面角度由载荷大小及导向要求而定,一般为90°。

为增加承载面积,减小比压,在导轨高度不变的条件下,采用较大的顶角(110°~120°);为进步导向性,采用较小的顶角(60°)。

滑动导轨设计和使用注意事项

滑动导轨设计和使用注意事项

滑动导轨设计和使用注意事项
滑动导轨是一种常见的机械元件,广泛应用于各种机械设备中。

它的主要作用是支撑和引导运动部件的运动,使其能够平稳地运动。

在设计和使用滑动导轨时,需要注意以下几点。

一、滑动导轨的设计
1. 材料选择:滑动导轨的材料应该具有高强度、高硬度、高耐磨性和高耐腐蚀性等特点。

常用的材料有钢、铜、铝、塑料等。

2. 尺寸设计:滑动导轨的尺寸应该根据具体的使用要求进行设计。

一般来说,导轨的长度应该足够长,以保证运动部件的平稳运动。

3. 表面处理:为了减少摩擦阻力和磨损,滑动导轨的表面应该进行适当的处理。

常用的处理方法有镀铬、喷涂、抛光等。

二、滑动导轨的使用
1. 安装:在安装滑动导轨时,应该保证导轨的安装位置正确,并且安装牢固。

同时,还应该注意导轨的平行度和垂直度,以保证运动部件的平稳运动。

2. 润滑:为了减少摩擦阻力和磨损,滑动导轨应该进行适当的润滑。

常用的润滑方式有油润滑、脂润滑、干润滑等。

在润滑时,应该注意润滑剂的种类和用量,以保证导轨的正常运行。

3. 清洁:为了保证滑动导轨的正常运行,应该定期清洁导轨的表面和内部。

在清洁时,应该使用适当的清洁剂和工具,以避免对导轨造成损伤。

4. 维护:在使用滑动导轨时,应该定期检查导轨的状态,以及润滑剂的使用情况。

如果发现导轨出现磨损或者润滑剂不足,应该及时进行维护和更换。

总之,滑动导轨是一种重要的机械元件,其设计和使用都需要注意一些细节。

只有在正确的使用和维护下,才能保证导轨的正常运行,从而保证机械设备的正常工作。

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导轨设计1.1导轨的功用、分类和基本要求1.1.1导轨的功用和分类导轨的功用是支承并引导运动部件,使之沿着一定的轨迹准确运动。

在导轨副中,运动的一方叫做动导轨,固定不动的叫做支承导轨。

动导轨相对于支承导轨的运动,通常是直线运动或回转运动。

导轨可按下列性质进行分类:(1)运动性质1)主运动导轨动导轨作主运动,与支承导轨间相对运动的速度较高。

2)进给运动导轨动导轨作进给运动,与支承导轨间的相对运动速度较低。

机床中大多数导轨属于进给运动导轨。

3)移置导轨这种导轨只用于调整部件之间的相对位置,在加工时没有相对运动。

(2)摩擦性质1)滑动导轨两导轨面间的摩擦性质是滑动摩擦,按其摩擦状态又可分为:液体静压导轨两导轨面间具有一层静压油膜,相当于静压滑动轴承,摩擦性质属于纯液体摩擦,主运动和进给运动导轨都能应用,但用于进给运动导轨较多。

液体动压导轨当导轨面间的相对滑动速度达到一定值后,液体动压效应使导轨油囊处出现压力油楔,把两导轨面分开,从而形成液体摩擦,相当于动压滑动轴承,这种导轨只能用于高速场合,故仅用作主运动导轨。

混合摩擦导轨在导轨面间虽有一定的动压效应或静压效应,但由于速度还不够高,油楔所形成的压力油还不足以隔开导轨面,导轨面仍处于直接接触状态,大多数导轨属于这一类。

边界摩擦导轨在滑动速度很低时,导轨面间不足以产生动压效应。

2)滚动导轨在两导轨副接触面间装有球、滚子和滚针等滚动元件,具有滚动摩擦性能,广泛地应用于进给运动和旋转运动的导轨。

(3)受力情况1)开式导轨若导轨所承受的颠覆力矩不大,在部件自重和外载作用下,导轨面a和b在导轨全长上可以始终贴合的称为开式导轨,如图4. la所示。

2)闭式导轨部件上所受的颠覆力矩M较大时,就必须增加压板以形成辅助导轨面e,才能使主导轨面c和d都良好地接触,称为闭式导轨,如图4.1b所示。

1.1.2导轨的基本要求1.较高的导向精度导向精度是指动导轨运动轨迹的准确性。

它是保证导轨工作质量的前提,继而也保证了运动部件的运动准确性。

导轨在空载运动和切削条件下运动时,都应具有足够的导向精度。

影响导向精度的主要因素是导轨的结构型式、导轨的几何精度和接触精度、导轨和基础部件的刚度、导轨的油膜厚度和刚度、导轨和基础部件的热变形等。

2.良好的耐磨性导向精度的持久性主要是由导轨的耐磨性决定的,它与导轨的摩擦性质、导轨材料、工艺方法及受力情况等有关。

另外,导轨和基础部件上的残余应力,也会使导轨发生蠕变而影响导轨精度的保持性。

影响精度保持性的主要因素是磨损,提高耐磨性以保证导向精度的持久性。

3.足够的刚度足够的刚度可以保证在额定载荷作用下,导轨的变形在允许范围内。

受载后,导轨的变形是绝对的,它会影响导向精度和部件的相对位置。

因此,要求导轨应有足够的刚度。

4.良好的低速运动平稳性当导轨作低速运动或微量位移时,应保证导轨运动的平稳性,即不出现爬行现象。

低速运动的平稳性与导轨的结构和润滑、动静摩擦因数的差值以及传动导轨运动的传动系统的刚度等有关。

5.结构简单、工艺性好设计时要使导轨的制造和维护方便,刮研量小。

如果是镶装导轨,则应尽量做到更换容易。

1.2滑动导轨1.2.1导轨的材料1.对导轨材料的要求导轨的材料有铸铁、钢、非铁金属和塑料等。

对其主要要求是耐磨性好、工艺性好和成本低。

对于塑料镶装导轨的材料,还应保证:在温度升高(主运动导轨120-150℃,进给导轨60℃)和空气湿度增大时的尺寸稳定性;在静载压力达到5 MPa时,不发生蠕变;塑料的线膨胀系数应与铁接近。

2.常用导轨的材料1)铸铁铸铁成本低,有良好的减振性和耐磨性。

2)钢采用淬火钢和氮化钢的镶装钢导轨,可大幅度提高导轨的耐磨性。

但镶钢导轨工艺复杂,加工较困难,成本也较高。

3)非铁金属用于镶装导轨的非铁金属板的材料主要有锡青铜和锌合金。

4)塑料镶装塑料导轨具有摩擦因数小、耐磨性好、抗撕伤能力强、低速时不易出现爬行、加工性能和化学稳定性好、工艺简单、成本低等特点,因而在各类设备的动导轨上都有应用。

3.导轨副材料的选用在导轨副中,为了提高耐磨性和防止咬焊,动导轨和支承导轨应尽量采用不同材料。

如果采用相同材料,也应采用不同的热处理使双方具有不同的硬度。

一般说来动导轨的硬度比支承导轨的硬度约低15-45 HBS为宜。

在直线运动导轨中,长导轨用较耐磨的或硬度较高的材料制造。

这是因为:1)长导轨各处使用机会难以均等,磨损不均匀,对加工的精度影响较大。

因此,长导轨的耐磨性应高一些。

2)长导轨面不容易刮研,选用耐磨材料制造可减少维修的劳动量。

3)不能完全防护的导轨都是长导轨。

它露在外面,容易被刮伤。

在回转运动导轨副中,应将较软的材料用于动导轨。

这是因为花盘或圆工作台导轨比底座加工方便些,磨损后修理也比较方便。

导轨材料的搭配有如下几种:铸铁一铸铁、铸铁一淬火铸铁、铸铁一淬火钢、非铁金属一铸-铁、塑料一铸铁、淬火钢一淬火钢等,前者为动导轨,后者为支承导轨。

除铸铁导轨外,其他导轨均为镶装的。

1.2.2导轨的结构1.直线运动导轨直线运动导轨截面的基本形状主要有三角形、矩形、燕尾形和圆柱形四种形式,如图4.2所示。

三角形导轨的导向性随顶角a的大小而不同,a越小导向性越好。

但是当a减小时,导轨面的当量摩擦因数会加大。

通常取三角形导轨的顶角a为90°。

矩形导轨具有刚度高,加工、检验和维修都较方便的优点。

但矩形导轨由于存在侧面间隙,因此导向性差。

矩形导轨适用于载荷较大,而导向性要求略低的设备。

燕尾形导轨的优点是高度较小,间隙调整方便,可以承受颠覆力矩,而缺点是刚度较差,加工、检验和维修不方便。

β通常取55°。

这种导轨适用于受力小、层次多、要求间隙调整方便的场合。

圆柱形导轨,制造方便,不易积存较大的切屑,但磨损后很难调整和补偿间隙,应用较少。

导轨的尺寸已标准化,可参阅有关标准。

直线运动导轨通常由两条组合而成,如图4.3所示。

图4.3a所示为双三角形导轨。

它的导向性和精度保持性好,但由于过定位,加工、检验和维修都比较困难,因此多用于精度要求较高的设备,如单柱坐标镗床。

图4.3b所示为双矩形导轨。

它的承载能力较大,但导向性稍差,多用于普通精度的设备。

由一条导轨的两侧导向时,叫做窄式组合,如图4.4a所示;分别由两条导轨的外侧导向时,叫做宽式组合,如图4.4b所示。

宽式组合导向性稍差,因此双矩形导轨窄式组合比宽式用得更多一些。

图4.3c所示为三角形和矩形导轨的组合,它兼有导向性好、制造方便和刚度高的优点,应用最广,如磨床、龙门刨床等工作台导轨。

图4.3d所示为燕尾形导轨,它是闭式导轨中接触面最少的一种结构,用一根镶条就可调节各接触面的间隙,如牛头刨床的滑枕。

图4.3e所示为矩形和燕尾形导轨的组合,它具有调整方便和承受较大力矩的优点,多用于横梁、立柱等的导轨。

图4.3f所示为双圆柱导轨,常用于只受轴向力的场合,如攻丝机和机械手等。

两条导轨的中心之间的距离Ld(图4.3c)叫做导轨的跨距,它的大小根据导轨的受力情况和参考现存同类设备导轨的尺寸确定。

2.回转运动导轨回转运动导轨的截面形状有平面、锥面和V形面三种,如图4.5所示。

图4.5a所示为平面环形导轨,它具有承载能力大、结构简单、制造方便的优点。

但平面环形导轨只能承受轴向载荷,因此必须与主轴联合使用,由主轴来承受径向载荷。

这种导轨适用于由主轴定心的各种回转运动导轨的设备,如齿轮加工机床。

图4.5b所示为锥面环形导轨,母线倾角常取30°,可以承受一定的径向载荷。

图4.5c,d,e所示皆为V形环面导轨,可以承受较大的径向载荷和一定的颠覆力矩。

但它们的共同缺点是工艺性差,在与主轴联合使用时既要保证导轨面的接触,又要保证导轨面与主轴的同心是相当困难的,因此有被平面环形导轨取代的趋势。

回转运动导轨的直径,根据下述原则选取:低速运动的圆工作台,为使其运动平稳,取环形导轨的直径接近于工作台的直径。

高速转动的圆工作台.取导轨的平均直径D'与工作台外径之比为0.6-0.7。

环形导轨面的宽度B应根据许用压力来洗择.通常取,最常用的取。

3.镶装导轨采用镶装导轨的目的,主要在于提高导轨的耐磨性。

有时由于结构的原因(焊接床身),也必须采用镶装导轨。

在支承导轨上通常镶装淬硬钢块、钢板或钢带,在动导轨上镶装塑料或非铁金属板等。

镶装导轨的结构可参阅有关资料。

4.导轨间隙的调整导轨结合面配合的松紧对设备的工作性能有很大的影响。

过紧不仅操作困难,而且磨损也快;过松则影响运动精度,甚至会产生振动。

因此,必须对导轨间隙加以调整。

常用调整导轨间隙的装置有镶条和压板两种。

(1)镶条镶条用来调整矩形导轨和燕尾形导轨的侧隙,以保证导轨面的企常接触。

镶条应放在导轨受力较小的一侧。

通常有平镶条和楔形镶条两种。

平镶条如图4.6所示,它具有调整方便、制造容易等特点。

但图中所示的平镶条较薄,只在与螺钉接触的几个点受力,容易变形,刚度低。

图4.7所示为楔形镶条,镶条的两个面分别与动导轨和支承导轨均匀接触,所以比平镶条刚度高,但加工稍困难。

楔形镶条的斜度为1:100-1:40,镶条越长斜度应越小,以免两端厚度相差太大。

(2)压板压板用于调整间隙并承受颠覆力矩,如图4.8所示。

图4.8a所示为用磨或刮压板3的e和d面来调整间隙。

间隙太大,则磨刮压板3与床鞍1的结合面d;间隙太小,则磨刮压板3与床身2的下导轨结合面e。

由于d面和e面不在同一水平面,因此用空刀槽分开。

这种方式制造简单,调整复杂。

图4.8b所示为用改变压板与床鞍结合面间垫片4的厚度的办法调整间隙,垫片4是由许多薄铜片叠在一起的,调整比较方便,但调整量受垫片厚度限制,降低了结合面的接触刚度。

图4.8c所示为压板与导轨之间用平镶条5调整间隙。

这种方法调节方便,但刚性比前两种差,因此多用于经常调节间隙和受力不大的场合。

1.2.3导轨的验算导轨的设计应先参考同类型设备,初步确定导轨的结构型式和尺寸,然后再进行验算。

导轨的主要失效形式为磨损,而导轨的磨损又与导轨副表面的压强有密切关系,随着压强的增加,导轨的磨损量也增加。

验算滑动导轨,现阶段只能验算导轨的压强和压强分布。

压强大小直接影响导轨表面的耐磨性,压强的分布影响磨损的均匀性。

通过压强分布还可以判断是否应采用压板,即导轨应是开式还是闭式的。

1.验算滑动导轨的步骤1)受力分析。

导轨上所受的外力一般包括切削力、工件和夹具的重量、动导轨所在部件的重量以及牵引力。

这些外力使各导轨面产生支反力和支反力矩。

牵引力、支反力和支反力矩都是未知力,一般可用静力平衡方程式求出。

当出现超静定时,可根据接触变形的条件建立附加方程式求各力。

首先建立外力矩方程式,然后依次求牵引力、支反力和支反力矩。

2)计算导轨的压强。

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