数控机床的导轨
第八章 数控机床支承及导轨
二、导轨的基本要求 ☞导向精度高 即动导轨沿支承导轨运动的直线度或 圆度高。
☞耐磨、精度保持性好、寿命长。
☞足够的刚度 保证在载荷作用下不产生过大变形，
从而保证各部件间的动态相对位置和导向精度。
☞低速平稳性好 低速运动时动导轨容易产生爬行，
从而影响加工质量。
☞良好的工艺性 在满足要求前提下，力求结构简单，
为矩形孔。可在开孔处加盖并拧紧螺钉，将抗弯刚度恢复
到接近未开孔的程度，其抗扭刚度可恢复到原来的35%-
41%。
2.支承件连接刚度和局部刚度 抵抗支承件连接处变形的能力称为支承件连接刚度。
1）支承件连接刚度与连接处材料、几何形状、尺寸有关。 2）支承件连接刚度与连接表面粗糙度、接触面硬度、几
何精度、加工方法等有关。
☞机械加工工艺性：定位基准、夹紧、加工面。
☞吊装、运输等。
第三节 机床导轨基本要求与类型
一、导轨概念
☞导轨：支承和引导部件沿一定轨迹准确道运动，或 起夹紧定位作用的轨道。
☞动导轨：导轨副中运动的一方即动导轨。 ☞支承导轨：导轨副中静止的一方即支承导轨。 支承导轨的基本功能
为承载体的运动导向； 为承载体提供光滑的运动表面； 将机床切削加工产生的力传到地基或床身上。
支承件要有足够的刚度，即在外载荷作用下，变形量 不得超过允许值。
3. 良好的抗振性 机床在切削加工时产生振动，将会影响加工质量和刀
支承件的抗振性是指其抵抗受迫振动和自激振动的能力。
具的寿命，影响机床的生产率。
振动常常是机床噪声的主要原因，支承件应具有足够 的抗振性。
4.很好的热稳定性
较小的热变形和内应力 支承件应具有较小的热变形
相互位置和运动。
数控机床的导轨
数控机床结构与装调工艺
③燕尾形导轨。
可以看成是三角形导轨的变形。 其磨损后不能自动补偿间隙，需用镶条 调整。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。当承受垂直作用力时，它以支承 平面为主要工作面，它的刚度与矩形导 轨相近；当承受颠覆力矩时，其斜面为 主要工作面，刚度较低。燕尾形导轨一 般用于要求高度小的多层移动部件。两 个导轨面间的夹角为55。
传动导轨运动的传动链的刚度13数控机床结构与装调工艺数控技术系机制教研室导向精度精度保持性低速平稳性足够的刚度结构工艺性好导轨的刚度是机床工作质量的重要指标它表示导轨在承受动静载荷下抵抗变形的能力若刚度不足则直接影响部件之间的相对位置精度和导向精度另外还使得导轨面上的比压分布不均加重导轨的磨损因此导轨必须具有足够的刚度14数控机床结构与装调工艺数控技术系机制教研室导向精度精度保持性低速平稳性足够的刚度结构工艺性好在可能的情况下应尽量使导轨结构简单便于制造和维护
⑤平－平－三 角形组合
是用于重型龙门刨床工作台导轨的一种形式，三角形导轨主 要起导向作用，平导轨主要起承载作用，不需用镶条调整间隙。
数控机床的导轨 数控技术系机制教研室
数控机床结构与装调工艺
3）圆周运动导轨
主要用于圆形工作台、转盘和转塔头架等旋转运动部件。 ①平面圆环导轨 。 ②锥形圆环导轨 。 ③V形圆环导轨 。
数控机床的导轨 数控技术系机制教研室
数控机床结构与装调工艺
三、导轨的基本要求
导向精度 精度保持性 低速平稳性 足够的刚度 结构工艺性好
在可能的情况下，应尽量使导轨结 构简单，便于制造和维护。
对于刮研导轨，应尽量减少刮研量。 对于镶装导轨，应做到更换容易。
机床导轨的种类
机床导轨的种类
机床导轨是机床上用来支撑和引导工作台、刀架等运动部件的重要部件，它直接影响着机床的精度和稳定性。
根据不同的结构和材料，机床导轨可以分为多种类型。
一、平面导轨
平面导轨是最基本的一种导轨，它由两个相互垂直的表面组成，通常用于小型、低精度的机械设备中。
平面导轨制造成本低廉，但其使用寿命较短。
二、V型导轨
V型导轨是一种常见的金属导轨，其形状类似于字母“V”，由两个相互嵌合的表面组成。
V型导轨具有良好的刚性和稳定性，在高速运动时也能保持较高的精度。
它广泛应用于铣床、车床等大型机床中。
三、滚珠丝杠
滚珠丝杠是一种通过滚珠来传递力量和运动的装置，它通常与V型导轨配合使用。
滚珠丝杠具有高效率、高精度和长寿命等优点，在需要
高速移动和高精度加工的机床上广泛应用。
四、直线导轨
直线导轨是一种由滑块和导轨组成的直线运动部件，它具有高精度和高刚性等优点。
直线导轨广泛应用于数控机床、激光切割机等高精度设备中。
五、气体浮动导轨
气体浮动导轨是一种通过气体压缩来实现工作台或刀架运动的装置，它具有零摩擦、无磨损、无振动等优点。
气体浮动导轨广泛应用于超精密加工和光学加工等领域。
总之，不同类型的机床导轨各有特点，在选择时需要根据机床的使用环境和要求进行综合考虑，以达到最佳的加工效果。
数控机床线轨和硬导轨有什么不同？
数控机床线轨和硬导轨有什么不同？数控机床的准确性和稳定性对于加工质量至关重要，而机床的直线运动部分则是其最基础的组成。
线轨和导轨则是机床直线运动部分的两个重要组成部分，它们的运用对于机床的性能及加工效果具有极为重要的影响。
在数控机床中，常用的线轨与硬导轨，在结构上存在一些差异，本文将从以下几个方面分析它们的不同点。
1. 结构形式线轨线轨有其特殊的设计，是一种控制放射状的间隙，这种间隙可以控制滑块杆脚在一个方向上的运动，这里的滑块指组成机床运动部分的一种组件。
一般来说，数控机床线轨是将铝、镁、钛等金属放射形加工而成，其相对于其他材料具有更高的耐磨性和较小的线膨胀系数，以保证在长期使用过程中线轨不会产生变形或磨损。
硬导轨硬导轨相对于线轨而言，其结构相对简单，由运动轨面和支承面两部分组成，两者之间采用滚动动力传递，使得整个运动链条变得更加简单。
硬导轨一般采用钢铁材料加工而成，它的强度和硬度较高，而耐磨性相对较弱。
2. 功能区别线轨线轨主要是起到导向的作用，而且其特点在于能够夹紧，因此能够支持任何横向力。
这些特性使得线轨可以保证机床在高速及重负载下的稳定性。
硬导轨硬导轨的主要特点是稳定性相对较强，由于两个支承面之间采用滚动动力传递，因而可靠性相对线轨更高。
同时，硬导轨的结构比线轨更加简单，维护起来也更加容易。
3. 适用范围线轨线轨的作用主要是对于高速及重负载的机床，如龙门铣床等机床。
它可以保证机床在极高的速度下保持稳定，并且还可以保证机床在工作振动较大时的精确度。
硬导轨硬导轨在机床中的应用范围相对而言尤为广泛，它适用于各类不同功率及工作负载的机床，如龙门加工中心、转床等机床。
硬导轨性能可靠并且维护相对简单，因此在机床制造过程中的应用范围相对更广。
4. 综合选择好的数控机床设计应该能够按照机床的不同应用，综合选择使用线轨或者硬导轨。
对于中高负载的机床来说，线轨一般能够准确稳定地工作，同时在保证加工精度的同时，输出的效率也较高；对于负载相对较小的机床而言，硬导轨不仅稳定性高，并且在日常维护保养时也容易清洗和维护。
数控机床装配与调试
Ⅴ级 0.8(0.4) 1.6(0.8) 1.6(0.8) 0.4(0.2) 0.8(0.4) 1.6(0.8)
注:1.滑动速度大于0.5时,粗糙度应降低一级(括号内数值)。 2.淬硬导轨的表面粗糙度应降低一级(括号内数值)。
表6-10 磨削导轨表面的接触指标(%)
机床类型
Ⅲ级和Ⅲ级以 上
Ⅳ级 Ⅴ级
4）导轨的润滑
1、目的：减少摩擦阻力和摩擦磨损，以避免 低速爬行和降低高温时的温升。
2、 要求：润滑油黏度小，杂质少且不侵蚀机件， 要具备可靠的防护装置。 3、方式：浇油
油杯 手动润滑泵 安装润滑电磁泵
导轨防护：
①固定保护：利用导轨中移动件 俩端 的延长物保护导轨。
②刮屑板：利用毛毡或耐油橡胶制成 与导轨形状相吻合的刮条，使之刮走落在 导轨上的灰尘，切屑等。
(四)滚动直线导轨的选择程序
在设计选用滚动直线导轨时： 一．对其使用条件（工作载荷、精度要求、速度、工作行 程、预期工作寿命）进行研究； 二．对其刚度、摩擦特性及误差平均作用、阻尼特征等综 合考虑，从而达到正确合理的选用，以满足主机技术性能 的要求。
例题 已知作用在滑座上的载荷F∑＝18000N，滑座个数M＝4
选用滚动直线导轨的原因：
1）滚动直线导轨副动静摩擦力之差很小，摩擦阻力小， 随动性极好。有利于提高数控系统的响应速度和灵敏度。 驱动功率小，只相当普通机械的十分之一。
2）承载能力大，刚度高。
3）能实现高速直线运动，起瞬时速度比滑动导轨提高10 倍。
4）采用滚动直线导轨副可简化设计，制造和装配工作， 保证质量，缩短时间，降低成本。
5）注意防尘：
为了防止异物浸入和润滑油泻出，产品出厂时滑块座两 端均装有耐橡胶密封垫。
数控机床滑动导轨的磨损及维修
数控机床滑动导轨的磨损及维修滑动导轨作为数控机床的重要组成部分，承担着传动和支撑工作，对于整个机床的运行和精度有着至关重要的影响。
然而，长时间的使用和磨损不可避免地会导致导轨的损坏和性能下降。
本文将探讨数控机床滑动导轨的磨损情况及维修方法。
1. 磨损的原因数控机床滑动导轨的磨损原因有很多，主要包括以下几个方面：（1）腐蚀磨损：由于工作环境恶劣或机床长时间未使用导致表面生锈，进而导致导轨的腐蚀和磨损。
（2）疲劳磨损：长时间的工作载荷会导致导轨的疲劳磨损，表现为表面的龟裂和剥落。
（3）热磨损：在高速运动和高温环境下，滑动导轨易受热磨损影响，表面出现烧伤和变形现象。
（4）磨粒磨损：金属颗粒、灰尘和油脂等杂质会附着在导轨表面并与滑动件摩擦产生磨损。
2. 磨损的表现滑动导轨的磨损主要表现为以下几个方面：（1）表面磨损：导轨表面出现划痕、磨痕和疲劳纹等现象，严重时可能影响导轨的平整度和垂直度。
（2）尺寸变化：由于长期的磨损，导轨的尺寸会发生变化，导致滑动件无法正常运动或间隙过大。
（3）精度降低：导轨的磨损会导致机床的定位精度和运动平稳性下降，影响加工质量和精度。
3. 维修方法针对滑动导轨的磨损问题，可以采取以下几种维修方法：（1）清洗与润滑：定期清洗导轨表面的杂质，使用适量的润滑剂保持导轨的润滑状态，减少磨损。
（2）修复磨损：对于表面磨损较轻的导轨，可以采用打磨或研磨等方法进行修复，恢复导轨的光洁度和平整度。
（3）更换滑动件：当导轨的磨损严重影响机床运行时，需要更换滑动件，重新恢复机床的运动精度和平稳性。
（4）热处理：对于高温环境下容易磨损的导轨，可以采用热处理方法来提高导轨的耐磨性和热稳定性。
4. 预防措施除了维修方法外，预防导轨磨损也是很重要的。
可以采取以下措施来延长导轨的使用寿命：（1）改善工作环境：保持机床工作环境的清洁和干燥，防止杂质对导轨的侵蚀和磨损。
（2）定期保养：定期对导轨进行清洁、润滑和检查，发现问题及时修复，避免进一步损坏。
简述数控机床常用导轨的种类及特点
简述数控机床常用导轨的种类及特点下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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第八章-数控机床支承及导轨
二、导轨的基本要求 ☞导向精度高 即动导轨沿支承导轨运动的直线度或
圆度高。 ☞耐磨、精度保持性好、寿命长。 ☞足够的刚度 保证在载荷作用下不产生过大变形，
从而保证各部件间的动态相对位置和导向精度。 ☞低速平稳性好 低速运动时动导轨容易产生爬行，
从而影响加工质量。 ☞良好的工艺性 在满足要求前提下，力求结构简单，
何精度、加工方法等有关。 3）支承件连接刚度与连接件(螺钉)刚度，支承件连 接处结构刚度及接触刚度等有关。 4）提高表面粗糙度，重要结合面采用刮研等可以提高接
触刚度。
5）支承件连接刚度与连接件(螺钉)刚度，支承件连紧固
螺钉布置在拉伸侧，可以提高抗弯刚度。 6）紧固螺钉四周均布，可以提高抗扭刚度。 3.支承件抗振性 1）支承件抗振性 即要求支承件具有较高的阻抗或动刚
三、滑动导轨截面形状组合 组合依据：载荷、导向精度、工艺性、润滑防护等 ➢ 双三角组合：磨损后 能自动补偿间隙，导向 精度高，工艺性差。高 精度机床采用，如坐标 镗，丝杆车床等。
➢ 双矩组合：工艺性好，承 载力强，导向精度低。侧导 向需设调整镶条，还需设置 压板，呈闭式。常用于普通 精度机床。 ➢ 三——矩(平)组合：磨损 后能自动补偿间隙，导向精 度高，工艺性较好，但热变形使滑板水平偏移而影响部件 位置精度，两导轨磨损不匀。常用于车床、磨床、精度密 镗床等。 ➢ 平—三—平：重型机床为了减少工作台中间扰度，采用 三导轨组合，三角导轨主要起导向作用，平导轨主要起承 载作用。
2.三角形导轨：磨损后间隙能自动补偿，导向精度高。一 般三角形顶角为90º，顶角越大，承载力越大，但导向 精度降低。精密机床可采用小于90º的顶角，以提高导 向精度。
3.燕尾导轨：工艺性较差，刚度低，承载能力差，磨损后 间隙不能自动补偿，需要采用间隙调整装置，但高度低。 燕尾夹角55º。
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数控机床的导轨
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数控机床的导轨
导轨的质量对机床的刚度、加工精度和使用寿命有很大的影响。
数控机床的导轨比普通机床的导轨要求更高，要求其在高速进给时不发生振动，低速进给时不出现爬行，且灵敏度高，耐磨性好，可在重载荷下长期连续工作，精度保持性好等。
这就要求导轨副具有好的摩擦特性。
现代数控机床采用的导轨主要有带有塑料层的滑动导轨、滚动导轨和静压导轨。
一、带有塑料层的滑动导轨
带有塑料层的滑动导轨具有摩擦系数低，且动、静摩擦系数差值小；减振性好，具有良好的阻尼性；耐磨性好，有自润滑作用；结构简单、维修方便、成本低等特点。
数控机床采用的带有塑料层的滑动导轨有铸铁——塑料滑动导轨和嵌钢——塑料滑动导轨。
塑料层滑动导轨常用在导轨副中活动的导轨上，与之相配的金属导轨则采用铸铁或钢质材料。
根据加工工艺不同，带有塑料层的滑动导轨可分为注塑导轨和贴塑导轨，导轨上的塑料常用环氧树脂耐磨涂料和聚四氟乙烯导轨软带。
1．注塑导轨
如图1所示的注塑导轨，其注塑层塑料附着力强，具有良好的可加工性，可以进行车、铣、刨、钻、磨削和刮削加工；且具有良好的摩擦
特性和耐磨性，塑料涂层导轨摩擦系数小，在无润滑油的情况下仍有较好的润滑和防爬行的效果；抗压强度比聚四氟乙烯导轨软带要高，固化时体积不收缩，尺寸稳定。
特别是可在调整好固定导轨和运动导轨间的相关位置精度后注入塑料，可节省很多加工工时，特别适用于重型机床和不能用导轨软带的复杂配合型面。
图1 注塑导轨
1—滑座；2—胶条；3—注塑层
2．贴塑导轨
在导轨滑动面上贴一层抗磨的塑料软带，与之相配的导轨滑动面需经淬火和磨削加工。
软带以聚四氟乙烯为基材，添加合金粉和氧化物制成。
塑料软带可切成任意大小和形状，用胶黏剂粘接在导轨基面上。
由于这类导轨软带用粘接方法，故称为贴塑导轨。
二、滚动导轨
滚动导轨的特点是：摩擦系数小，摩擦系数一般在0.0025～0.005的范围内，动、静摩擦系数基本相同，启动阻力小，不易产生冲击，低速运动稳定性好；定位精度高，运动平稳，微量移动准确；磨损小，
精度保持性好，寿命长；但是抗振性差，防护要求较高；结构复杂，制造较困难，成本较高。
现代数控机床常采用的滚动导轨有滚动导轨块和直线滚动导轨两种。
1．滚动导轨块
滚动导轨块是一种以滚动体作循环运动的滚动导轨，其结构如图8-35所示。
在使用时，滚动导轨块安装在运动部件的导轨面上，每一导轨至少用两块，导轨块的数目与导轨的长度和负载的大小有关，与之相配的导轨多用嵌钢淬火导轨。
当运动部件移动时，滚柱3在支承部件的导轨面与本体6之间滚动，同时又绕本体6循环滚动，滚柱3与运动部件的导轨面不接触，所以运动部件的导轨面不需淬硬磨光。
滚动导轨块的特点是刚度高，承载能力大，便于拆装。
2．直线滚动导轨
直线滚动导轨的结构如图8-36所示，主要由导轨体1、滑块7、滚珠4、保持器3、端盖6等组成。
由于它将支承导轨和运动导轨组合在一起，作为独立的标准导轨副部件由专门的生产厂家制造，故又称单元式直线滚动导轨。
在使用时，导轨体固定在不运动的部件上，滑块固定在运动部件上。
当滑块沿导轨体运动时，滚珠在导轨体和滑块之间的圆弧直槽内滚动，并通过端盖内的暗道从工作负载区到非工作负载区，然后再滚回到工作负载区，不断循环，从而把导轨体和滑块之间的滑动，变成了滚珠的滚动。
图2 滚动导轨块的结构
1—防护板；2—端盖；3—滚柱；4—导向片；5—保持器；6—本体
图3 直线滚动导轨的结构
1—导轨体；2—侧面密封垫；3—保持器；4—滚珠；5—端部密封垫；6—端盖；7—滑块；8—润滑油杯
三、静压导轨
静压导轨的导轨面之间处于纯液体摩擦状态，不产生磨损，精度保持性好；摩擦系数低（一般为0.005～0.001），低速时不易产生爬行；承载能力大；刚性好，承载油膜有良好的吸振作用，抗振性好；但是其结构复杂，需配置一套专门的供油系统，制造成本较高。
静压导轨可分为开式静压导轨和闭式静压导轨两种。
这里仅介绍较为简单的开式静压导轨。
开式静压导轨的工作原理。
油泵2启动后，油经滤油器l吸入，用溢流阀3调节供油压力，再经过滤油器4，通过节流器5降压至Pr（油
腔压力）进入导轨的油腔，并通过导轨间隙向外流出，回到油箱8。
油腔压力形成浮力将运动部件6浮起，形成一定的导轨间隙。
当载荷增大时，运动部件下沉，导轨间隙减小，液阻增加，流量减小，从而使油经过节流器时的压力损失减小，油腔压力Pr增大，直至与载荷W平衡。