导轨与静压导轨的区别
数控机床的导轨
数控机床的导轨————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：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。
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。
各类机床导轨的比较及其分析
各类机床导轨的比较及其分析机床设计者在设计机床时，导轨的设计形式是多种多样的。
人们不禁要问，哪一种导轨是最佳的。
本文阐述的是各种导轨的比较和分析其不同的原因。
机床控制元件的运动实现了机床的精密加工，这是手动工具和机床的主要区别，下面讨论的是机床的控制元件之一——导轨系统。
机床制造者最关心的莫过于机床的精度，刚性和使用寿命。
对导轨系统的研究途径是很不够的，至少在机床制造技术方面没有把它放在重要的位置上，在机床样本，宣传广告上，最具有吸引力的技术参数是：主轴转速、进给速度、换刀时间和快速进给速度。
当然，这些参数对机床的性能是很重要的。
但导轨为机床功能的实现奠定了可靠的基础。
各种类型的机床工作部件，都是利用控制轴在指定的导轨上运动，机床设计者根据机床的类型和用途选用各种不同形式的导轨系统，用得较为广泛的有下列三种；即平面导轨、直线滚动导轨和循环滚柱与平面导轨的组合所构成的滚动体导轨。
当然系统远不止上述三种形式，还有其它形式的导轨。
导轨的功能尽管导轨系统的形式是多种多样的，但工作性质都是相同的，机床工作部件在指定导轨系统上移动，尤如火车沿着铁轨在指定的方向上行驶。
无论是机床导轨还是铁路上的铁轨，都是体现如下三种基本功能：(1)为承载体的运动导向(2)为承载体提供光滑的运动表面(3)把火车的运动或机床的切削所产生的力传到地基或床身上，减少由此产生的冲击对乘客和被动加工零件的影响。
沿导轨系统的运动，大多数为直线运动，也有少数为弧线运动。
本文讨论的重点是直线导轨系统。
当然，直线导轨的很多技术可以直接应用弧形导轨。
导轨为什么被称为“系统”呢？这是因为导轨系统的工作包含着若干元件的同时工作，最基本的元件为一个运动元件和一个固定元件。
运动元件的形式有多种多样，以后将予以详细介绍，固定元件一般为道轨式，它是导轨精度的保证，如果导轨弯曲变形，运动元件或滑动元件便失去精确的导向。
机床制造厂都在尽最大的努力，确保导轨安装的精确性。
02210机械制造装备设计第4版课后习题答案(李庆余)
《机械制造装备设计》第4版第一章习题参考答案1-1 机床应满足哪些基本要求？什么是人机关系？机床应具有的性能指标:1、工艺范围；2、加工精度；3、生产率和自动化；4、可靠性；人机关系：使机床符合人的生理和心理特征，实现人机环境高度协调统一，为操作者创造一个安全、舒适、可靠、高效的工作条件；能减轻操作者精神紧张和身体疲劳。
机床的信号指示系统的显示方式、显示器位置等都能使人易于无误地接受；机床的操纵应灵活方便，符合人的动作习惯，使操作者从接收信号到产生动作不用经过思考，提高正确操作的速度，不易产生误操作或故障。
机床造型应美观大方，色彩协调，提高作业舒适度。
另外，应降低噪声，减少噪声污染。
1-2 机床设计的内容和步骤是什么？机床设计大致包括总体设计，技术设计，零件设计，样机试制和试验鉴定四个阶段。
1-3 机床的总体方案拟定包括什么内容？机床总布局的内容和步骤是什么？总体设计：1、掌握机床的设计依据；2、工艺分析；3、总体布局；4、确定主要的技术参数机床总体布局：1、分配机床运动；2、选择传动形式和支承形式；3、安排操纵部位；4、拟定提高动刚度的措施。
1-4 机床分配运动的原则是什么？驱动型式如何选择？机床运动的分配应掌握四个原则：1、将运动分配给质量小的零部件；2、运动分配应有利于提高工件的加工精度；3、运动分配应有利于提高运动部件的刚度；4、运动分配应视工件形状而定。
机床的主传动按驱动电动机类型分为交流电动机驱动和直流电动机驱动。
交流电动机驱动又分为单速电动机、双速电动机及变频调速电动机驱动。
机床传动的形式有机械传动，液压传动等。
机械传动靠滑移齿轮变速，变速级数一般少于30级，它传递功率大，变速范围较广，传动比准确，工作可靠，广泛用于通用机床中，尤其是中小型机床中。
缺点是有相对转速损失，工作中不能变速。
随着变频调速技术的迅速发展，变频调速—多楔带—齿轮传动组合的传动已成为机床主传动的主导形式。
液压无级变速传动平稳，运动换向冲击小，易于实现直线运动，适用于刨床、拉床、大型矩台平面磨床等机床的主运动中。
数控机床的导轨
1.1 导轨的作用与要求 (1)较高的导向精度； (2)足够的刚度； (3)良好的耐磨性、导轨精度保持性好； (4)吸振好、可减少噪音和高速时振动，提高加工精度； (5)无爬行、动、静摩擦系数接近，微动进给定位好，良好的低速运动平稳
性； （6）结构简单，工艺性好、便于制造、装配、调整和维护。
图3-32滚动导轨块结构 1－防护板 2－端盖 3－滚珠 4－导向片 5－保护架 6－本体
图3-33 直线滚动导轨的结构 1－侧面垫片2－保持架 3－负荷滚珠列 4－轨道 5－尘垫片
6－端部挡板 7－轴承壳体 8－润滑油接嘴
1.2 导轨的分类与特点
导轨副是数控机床的重要部件之一，它在很大程度上决定数控 机床的刚度、精度和精度保持性。目前数控机床使用的导轨主 要有三种：静压导轨、塑料滑动导轨和滚动导轨。
一、静压导轨副
液体静压导轨由于其导轨的工作面完全处于纯液体摩擦下，因而工作时 摩擦系数极低（f=0.0005）；导轨的运动不受负载和速度的限制，且低速 时移动均匀，无爬行现象；由于液体具有吸振作用，因而导轨的抗振性 好；承载能力大、刚性好；摩擦发热小，导轨温升小。但液体静压导轨 的结构复杂，多了一套液压系统；成本高；油膜厚度难以保持恒定不变。 故液体静压导轨主要用于大型、重型数控机床上。
图3-29 开放式金牙导轨工作原理 1－液压泵 2－溢流阀 3－过滤阀 4－节流阀 5－运动导轨 6－床身导轨
二、塑料滑动导轨副
1.聚四氟乙烯导轨软带导轨
3-30聚四氟乙烯导轨软带
2．环氧型耐磨导轨
图3-31 环氧型耐磨导轨
三、滚动导轨副
滚动导轨的最大优点是摩擦系数小，不易出现爬行现象，低速 运动平稳性好，运动精度和定位精度高。滚动导轨的缺点是抗 振性差，结构比较复杂，制造成本较高。近年来数控机床愈来 愈多地采用由专业厂家生产的直线滚动导轨副或滚动导轨块。 这种导轨组件本身制造精度很高，对机床的安装基面要求不高， 安装、调整都非常方便。
导轨设计及种类
第一节导轨概述导轨的功用——导向和承载。
导轨副——由两根相互接触、并能作相对运动的导轨组成。
一根导轨运动、一根导轨固定（运动导轨在上，固定导轨在下）一根导轨较短、一根导轨较长（通常将长导轨作为固定导轨）①a）图支承刚度明显好于b）图；②短导轨更易磨损。
显然，a）图短导轨卸下（拿去修复）更容易。
一、导轨的分类1．按运动轨迹分直线运动导轨圆周运动导轨2．按工作性质分主运动导轨进给运动导轨调整导轨3．按摩擦性质分（1）液体摩擦（动压和静压导轨）（2）滑动摩擦（固体）（普通滑动导轨）磨损的基本形式是：磨粒磨损和咬合磨损。
磨粒磨损——磨粒是指存在于导轨面间的微小硬粒（如切屑、尘粒和导轨自身的硬质点等），这些微小硬粒将使导轨面产生机械划伤和磨损沟痕。
咬合磨损——又称咬焊。
是指相对运动的两个表面互相咬合，并在表面产生撕裂的现象。
咬合的物理意义是：两接触面的分子相互渗透、吸引（同种金属，分子间的亲和力更强），高温下将会产生相互粘连、甚至咬焊。
运动时则被撕裂。
这种磨损是决不允许发生的。
（3）滚动摩擦（固体）（滚动导轨）滚动导轨的磨损形式为疲劳磨损和压溃现象。
即，滚动体施压，被施压点弹性变形、恢复，再,，反复循环一定次数后，产生疲劳，出现点蚀。
更严重的，将会压出凹坑，这就是压溃现象，这种破坏也是不允许发生的。
4．按受力情况分开式闭式二、导轨的基本要求导向精度；耐磨性；低速运动平稳性；刚度。
三、导轨设计的步骤第二节滑动导轨普通滑动导轨通常与支承件做成一体。
运动导轨相对固定导轨，总是朝着一个确定的方向运动。
所以，导轨副间的定位应消除五个自由度。
一、滑动导轨的结构1．直线滑动导轨的截面形状现在，滑动导轨的截面形状和尺寸已经标准化。
即图8-2所示的：(a) 矩形；(b) 三角形；(c) 燕尾形；(d) 圆形。
另外，根据导轨副中固定导轨的凹凸状态，可将导轨分为：凸形导轨——固定导轨凸起状态。
（用于速度较低场合）凹形导轨——固定导轨凹下状态。
落地镗铣床复合导轨与静压导轨性能比较
复合导轨与静压导轨的比较我公司数控落地镗铣床的X、Y、Z、V、B四个直线导轨和一个回转导轨，均采用进口贴塑滑动与滚动体相结合的“滚滑式复合导轨”。
其特点是磨擦系数小，吸振性好，高频振动小，精度高，维护简便。
X、Y、Z、W、V、B各运动轴均加装位置检测系统，随时监控各运动轴运动状态，并将各轴运动状态反馈给CNC计算机系统自动调节电机扭矩，保证了各轴运动速度的高度精确性和高度稳定性。
滚滑式复合导轨的摩擦副之间嵌入了多个滚动体单元，且每一滚动体单元均施加3～5吨预压力并刚性联接，移动件与固定件之间的联接刚性好，抗振性和精度易于保证；静压导轨摩擦副之间在理想状态下几乎无摩擦力，导轨的使用寿命长。
但由于零件制造误差、导轨副调整的直线度、平行度及导轨副受压的弹性变形等方面存在着变形不一致等不确定性，使得静压导轨实际使用状况是有摩擦的，且不均匀。
滚滑式复合导轨是以进口聚四氟乙烯复合软带材料为主支承，配以进口滚动卸荷装置（滚动体，采用德国INA），其摩擦副之间摩擦力均匀，有弹性，摩擦副之间变形均匀稳定，运动部件运行平稳，故实际使用过程中加工精度较高；静压导轨的油膜理想状态为0.03mm左右厚度（即刚性油膜的理想厚度），但大型机床其移动部件的质量重达六七十吨，移动部件导轨副之间承载后的变形量为0.04mm左右，移动部件移动过程中，静压导轨的油膜厚度会随着承载变形而产生不均匀的油膜厚度，造成加工精度的变化和不稳定性。
滚滑式复合导轨的摩擦力为复合摩擦力（既有滑动摩擦又有滚动摩擦），可通过滑动和滚动副的正压比来调整摩擦力，使其摩擦力调整到与电气驱动及移动惯量相匹配的最佳点，使定位精度很高，而且定位时间短，运动平稳，使加工效率、加工质量大大提高；静压导轨副摩擦力虽然较小，但由于移动部件惯量作用，其定位精度不易做得很好，在移动部件伺服定位过程中无法避免产生震荡，而且定位时间相对较长。
滚滑式复合导轨滑动面的比压参照我公司20多年生产加工中心的经验，其精度使用寿命达到国际标准，与滚动体接触的镶钢部分硬度达HRC60士2。
江苏常见导轨常用知识
江苏常见导轨常用知识在江苏的机械制造和工业生产领域，导轨是一种不可或缺的重要零部件。
它能够为机械运动提供精确的导向，确保设备的稳定运行和高精度工作。
接下来，让我们深入了解一下江苏常见导轨的常用知识。
一、导轨的定义与作用导轨，简单来说，就是限制运动部件的运动轨迹，使其能够按照预定的方向和路径进行运动的装置。
在各种机械设备中，导轨的作用至关重要。
它可以承受一定的载荷，减少运动过程中的摩擦和磨损，提高运动的平稳性和精度，从而保证机械设备的正常工作和使用寿命。
例如，在数控机床中，导轨确保刀具能够精确地切削工件；在自动化生产线中，导轨引导物料的输送和零部件的装配；在电梯中，导轨保证轿厢的平稳升降。
二、江苏常见导轨的类型1、滑动导轨滑动导轨是一种较为传统的导轨类型，它通过滑动摩擦来实现导向。
在江苏的许多机械设备中，尤其是一些低速、重载的设备中，滑动导轨仍然被广泛应用。
其优点是结构简单、成本较低，但缺点是摩擦系数较大，容易磨损，需要定期维护和润滑。
2、滚动导轨滚动导轨则是利用滚动体（如滚珠、滚柱等）在导轨和滑块之间滚动来实现导向。
这种导轨具有摩擦系数小、运动精度高、速度快等优点，因此在江苏的高精密机械设备和高速运动设备中应用广泛。
然而，滚动导轨的成本相对较高，安装和维护要求也较为严格。
3、静压导轨静压导轨是通过在导轨和滑块之间形成压力油膜来实现无摩擦或极小摩擦的导向。
它具有承载能力大、运动精度高、抗振性好等优点，常用于江苏的大型、重型机床和高精度加工设备中。
但静压导轨的结构复杂，成本高昂，对供油系统的要求也很高。
三、导轨的材料选择导轨材料的选择对于导轨的性能和使用寿命有着重要的影响。
在江苏，常见的导轨材料包括：1、铸铁铸铁具有良好的减震性和耐磨性，成本相对较低，常用于一些中低速、中重载的导轨。
2、钢钢的强度和硬度较高，适用于高速、高精度和重载的导轨。
但钢的摩擦系数较大，需要进行适当的表面处理和润滑。
3、有色金属如黄铜、青铜等有色金属具有良好的耐磨性和减摩性，常用于一些轻载、高速的导轨。
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导轨与静压导轨的区别
导轨
金属或其它材料制成的槽或脊，可承受、固定、引导移动装置或设备并减少其摩擦的一种装置。
导轨表面上的纵向槽或脊，用于导引、固定机器部件、专用设备、仪器等。
应用
导轨在我们的日常生活中的应用也是很普遍的，如滑动门的滑糟、火车的铁轨等等都是导轨的具体应用。
静压导轨工作原理
工作原理与静压轴承相同。
将具有一定压力的润滑油，经节流器输入到导轨面上的油腔，即可形成承载油膜，使导轨面之间处于纯液体摩擦状态。
优点：导轨运动速度的变化对油膜厚度的影响很小；载荷的变化对油膜厚度的影响很小；液体摩檫，摩檫系数仅为0.005左右，油膜抗振性好。
缺点：导轨自身结构比较复杂；需要增加一套供油系统；对润滑油的清洁程度要求很高。
主要应用：精密机床的进给运动和低速运动导轨
静压导轨分类
按结构形式分：开式、闭式
开式静压导轨：压力油经节流器进入导轨的各个油腔，使运动部件浮起，导轨面被油膜隔开，油腔中的油不断地通过封油边而流回油箱。
当动导轨受到外载荷作用向下产生一个位移时，导轨间隙变小，增加了回油阻力，使油腔中的油压升高，以平衡外载荷。
闭式导轨：在上、下导轨面上都开有油腔，可以承受双向外载荷，保证运动部件工作平稳。
按供油情况可分为定量式静压导轨和定压式静压导轨。
定压式静压导轨：
是指节流器进口处的油压压强ps是一定的，这是目前应用较多的静压导轨。
定量式静压导轨
指流经油腔的润滑油流量是一个定值，这种静压导轨不用节流器，而是对每个油腔均有一个定量油泵供油。
由于流量不变，当导轨间隙随外载荷的增大而变小时，则油压上升，载荷得到平衡。
载荷的变化，只会引起很小的导轨间隙变化，因而油膜刚度较高，但这种静压导轨结构复杂。
安昂传动传动世界，。
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