导轨的结构设计
支撑件与导轨设计
3. 支承件的热变形
改善支承件热变形的措施有： （1）在机床结构方面，采用热对称结构。 （2）在机床上采取热平衡措施。 （3）在机床上采取控制温升的措施。 （4）采用热位移补偿，预测热变形规律，建立数学模型
存入计算机中进行实时补偿。
支撑件与导轨设计
4. 其他要求
支承件设计时还应便于排屑，吊运安全，合理安置液
且动、静摩擦系数相差很小，能防止低速爬行现象；化学
稳定性、抗振性好；耐磨性好，且具有良好的自润滑性；
结构和工艺简单，成本低，维护修理方便等。
失效形式
磨损
疲劳和压溃
支撑件与导轨设计
（1）贴塑导轨
如下图所示，贴塑导轨是在动导轨上粘接上一层塑料导 轨软带，通常与支承导轨上的铸铁导轨或淬硬钢导轨相配 使用。塑料导轨软带是由聚四氟乙烯为基体，加入合金粉 和硫化物等多种填充剂制成的复合材料。
支撑件与导轨设计
a. 提高支撑件自身刚度 正确选择支撑件的截面尺寸 合理布置肋板 合理开窗加盖
b. 提高支撑件连接刚度和局部刚度 支撑件肋条的布置 合理选择支撑件壁厚
a）
b）
c）
d）
e）
f）
g）
图2.56 肋条形式
a）口字型 b）纵横肋条 c）三角形 d）交叉型
e）蜂窝支型撑件与f导）轨设米计字型 g）井字型
a）有翘曲现象
b）有辅助导轨
图2.59 带辅助导轨的床身
1－主轴箱 2－工件 3－工作台 4－溜板 5－床身
支撑件与导轨设计
2）床身的截面形状
床身中常用的几种截面肋板布置如图2.61所示。
a）V形肋
b）对角
c）斜方肋
图2.61 床身截面肋板2所示
滑动导轨气压浮动结构设计
增大， 这给 机床 带来 诸 多不 利影 响 ： 对相 关 零部 件 的刚度 和 强 度提
出更高 要求 ， 致相 关零 部件 尺 寸增 大 ； 导 当零 部 件之 间 产生 摩擦 而 且 逐渐 加剧 时 ， 会导 致相 关 的零 部件 由于受 热而 发 生变 形 ， 致加 导 工 精度 受到 影 响； 当零部 件 的磨 损程 度 增加 时 ， 导 致零 部 件 的使 会 用 寿命 受 到影 响 而 降低 ； 当机 床 使 用 效率 受 到 外 界 因素 影 响 降低 时 则会 导致 耗 能的增 加 。 因此 本文 依据 静压 轴 承 的原 理设 计 了一种 滑 动 导轨 气压 浮 动 结构， 以减 小移 动部件 与 导轨 的接 触 面压 力 ， 从而 减 小移 动 中 的摩 擦 阻力 。
减 压 效果 ， 驱动 负载 过大 而 停机 ， 至发 生事 故 。 使 甚 因此 ， 要对 气 压
浮 动 系统进 行 特别 设 计 。
我 们 也应 认识 到 ， 静压 导轨 和动 压 导轨 还存 在 着结 构 复杂 的特 点 ，
同时 具有 需要 使用 润滑 油 等诸 多条 件 的 限制 。
船
图 １ 工 作 台和 滑 台结 构 示 意 图 及 工 作 台底 面 示 意 图
２ 滑 动导 轨气 压 浮动 结构 的 设计 ［ ｓ 。］
在 移动 工 作 台 ２的底 面 上 加 工有 沟槽 ３ 与 沟槽 ３相连 通 的 和
， 减 机 床 的导 轨部 件是 决 定机 床性 能 的关 键 部件 之 一 ，而其 支 承 气 孔 ４ 气 孔 ４通过 气 管 接头 和 气管 ５与减 压 阀相 接 ， 压 阀通 过 气 管 与气 动装 置 （ 可为 气 泵 ） 接 ， 气 管上 或 减 压 阀上 安 装有 气 相 在 元 件 空气 静压 轴承 的性 能 则直 接 影响 导轨 部件 的 性 能 ＿ 。 型机 ４ 大 ］ 如 床 运动 部件 相 对较 重 ， 滑动 导轨 摩擦 力 较 大 ， 所 需驱 动 力也 随之 压表 ， 图 ２所 示 。 故
机床导轨与床身结构设计研究
ｌ
。
１ 导轨结合面尺寸设计
机 床导轨 非常重要，其精 度不仅 影响机床 整 体性能 ，还与支撑件 有很大关联，所 以机床导轨
与机床 性能密不可分 。导轨的组成可 以分 为安 装 ｛
面、 导轨和移动构件 ３个方面。导轨是 实现 支撑、 导 向和运动 的部件 ，移动件是 安装在导轨顶面 的 运动部件， 如图 １所 示。
床时，质量应 作 为机床 设计 的指标 ； 但是在 一些 基本指标相 同的情况下，质量 又小的时候，很难
第１ ｏ 期 数控机床市场 ・ ６ １・
Ｆ
找到设计指标 ，这时导轨 的设 计可 以根 据机 床 的 约束、工 艺性能等参数 ，完成优化模 型处理后 对
刚度和材 料等指 标 ： 有 的机 床在设计 时需根 据客
Ｌ
Ｆ Ｉ
■ 文 ／沈阳机床成套设备有 限责任公 司 张朝麟
【 摘要】： 如何使机床导轨 结合面和支撑件 实
现高效率、低能耗，提高机床的整体性能是现代
机床发 展的必要手 段。文章分 别探讨 了导轨 结合
ｌ
面尺寸设计 、床 身导轨尺 寸设计 、床 身结构设 计，
优化机 床性能 。
式 中，Ｆ Ｆ Ｐ 、Ｆ ｆ 为主切 削力、背 向力和
３ ． １ 床身结构的设计指标
为 了保证机床 加工的精度，机床 导轨的基本
设计 指标要满 足强度高、静态 刚度高、使用寿命
长等要求。在设计一 些大型或结构件 质量大 的机
进给 切 削 力 ： Ｐ Ｅ 、Ｐ 。为主 轴 电机 功 率 和 切 削功 率： ｎ为能量 传递效率 ： ｖ为切 削速度 。
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。
机械设计之导轨的结构布局设计
机械设计之导轨的结构布局设计我采用的说明图纸，是我以前做过的产品的设计图纸，在设计结构上肯定是比较个人风格一些的，可能和很多这一行的设计工程师有不一样的地方，或者你们有更好的实现的结构和布局，比我的现在采用的结构更优化，更具推广和实用意义，所以对一些带有个人化特点的介绍，只供大家做一个设计方面的参考，我并没有规定说，以后这个类型的直线导轨一定要采用我的这种结构布局，在这里我只是给大家理顺一个思路，并把我以前在设计过程中，制造过程中，装配过程中，调试过程中，售后过程中所遇到的一些经验和教训呈现给大家，希望大家以后在你的职业生涯中尽量少走弯路，少交点学费，少碰点钉子。
这是一台立式加工中心的光机图纸，其中紫色线条部分就该加工中心的X、Y、Z 三相直线导轨的布置位置，他们的功能就是实现该加工中心X、Y、Z三个方向的传动。
其中X、Y两个方向是水平放置的，而Z向是垂直放置的，这个在直线导轨选型的时候，是需要和导轨供应商确认好放置方式的，你必须告诉供应商你的导轨是用于什么样的状态，是水平，还是垂直，或者是悬空等，供应商在给你做定型推荐的时候，他们也会根据你的使用情况来推荐给你最时候的直线导轨。
再上一张图纸，我们从侧面来看一下，这X、Y、Z三个方面的导轨布局是一个什么样的情况。
如果你是一个有相当经验的机械行业从业者，其实你是应该可以根据上面这两个图纸画出这个立式加工中心的大件图纸了，因为无论是改设备的结构，还是外形，这两张图纸都作了很好的呈现，尤其是一些细节也有了相对详细的描述。
以上给你参考的是一个光机装配图，在一些细节上的表述我会在接下来的图纸里给大家介绍。
我们今天抽取这个立式加工中心的底座来给大家介绍，下面还是要上图说话。
以上这张图就是一个底座的直线导轨装配图，紫色的部分就是导轨的装配状态，在设计的过程中，需要注意的是导轨的跨度的选取，即两条导轨之间的距离，这在某种程度上决定了机床加工的刚性和稳定性，也决定了机床精度的稳定性，同时我们还需要考虑一个关键点，那就是润滑油的聚集与回收，因为这种类型的机床，直线导轨和丝杆都是采用润滑站进行定时定点润滑的，所以润滑后的废油如何收集是一个需要考虑的关键点，如果不作这方面的考虑，那机床在正常使用时，润滑油会四处横流，弄脏一地，这也是体现设计能力和工业水准的地方。
数控机床液体静压导轨结构的优化设计
数控机床液体静压导轨结构的优化设计摘要：数控机床的导轨性能对数控机床的加工中心有着直接的影响，常规材料制造的机床导轨产生的动力学与热力学无法满足现代的高精度零件加工，为了提高数控机床的加工精准度，采用液体静压导轨并对导轨进行了改进。
本文以某型号数控机床加工中心的液体静压导轨为研究对象，并对液体静压导轨进行了改进，通过合理的数据假设进行设计，从而增加数控机床加工的精准性。
首先强化液体静态导轨的内部结构，其次对数控机床液体静压导轨的性能进行分析，最后针对液体静压导轨表面进行设计，将U-V形沟槽与V形沟槽进行减阻对比。
实验模拟结果表明：液体静压导轨的静压变形最大值较小，导轨油垫进行了完善设计；U-V形沟槽在减阻上面有着显著的效果，可以有效地改善液体静压的综合性能，并对数控机床的导轨设计提供参考意见。
关键词：数控机床；液体静压导轨；结构设计引文：随着现代化发展越来越快，人们对生活和工作的现代化产品要求越来越便利，导致现在产品的做工需要更加精密，因此各行各业对精密数据机床的需求更加地迫切。
在这样的大环境下，我国科研人员研究出了具有独立产权的精密数控机床，并以此为基础进行了改进和完善，本文以液体静态导轨作为研究对象，通过对导轨的改进提高切削功能与刀具的寿命，并在导体表面进行了合理的设计和完善，采用对比手段进行对照，得出最佳的液体静态导轨设计方案，从而提高数控机床中心加工技术的精准性，为推进现代化科技发展奠定基础[1]。
1液体静压导轨的分析与结构设计1.1液体静压导轨分析液体静压导轨是一种卧式加工中心，其导轨表面能有效地减阻。
图1显示了卧式加工中心的结构图。
在机床加工时，采用液体静压导轨对立柱进行支撑、固定和引导，以减少立柱和床身之间的摩擦，从而传导刀具与工件的作用力，使数控机床加工更加的精准[2]。
图1 卧式加工中心结构示意图例如，在一个经典的车床加工过程中，其主要的加工程序中：切削量f=0.5mm/r，则切削速度 vc=150 m/min，其它的参数都是通过参考相关的设计手册得到的。
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。
直线导轨滚珠丝杠的结构设计与精度提升
直线导轨滚珠丝杠的结构设计与精度提升直线导轨滚珠丝杠是一种常见的传动装置，广泛应用于机床、机械装备制造、自动化设备等领域。
其结构设计和精度提升是保证装置性能和使用寿命的重要因素。
一、直线导轨滚珠丝杠的结构设计直线导轨滚珠丝杠由导轨、滚珠螺杆和螺母组成。
在结构设计方面，需要考虑以下几个要素。
1. 导轨选择：直线导轨的选择对于滚珠丝杠的结构设计至关重要。
常见的导轨有滑动导轨和滚动导轨两种。
滚动导轨具有较低的摩擦系数和较高的刚性，适用于高速、高加载的场景；而滑动导轨摩擦系数较高，适用于低速、低负荷的场景。
根据使用环境和要求，选择合适的导轨类型是结构设计的关键之一。
2. 滚珠螺杆的导程和丝杠直径：滚珠丝杠的导程决定了每转所移动的距离，导程越大则移动距离越大。
而丝杠直径对于滚珠丝杠的刚性和承载能力有直接影响。
在结构设计中，需要根据应用场景的需求和装置的设计参数，选择合适的导程和丝杠直径，以满足力学性能的要求。
3. 螺母与滚珠的设计：螺母是滚珠丝杠的核心部件，直接影响着其运动平稳度和使用寿命。
螺母的设计需要考虑滚珠的数量、分布和尺寸，以及与螺杆的配合工艺等因素。
在结构设计中，要保证螺母与滚珠的配合精度，减少运动摩擦和磨损，提升滚珠丝杠的运动精度和使用寿命。
4. 螺杆的几何形状：螺杆的几何形状也会对滚珠丝杠的性能产生影响。
例如，螺杆的螺纹形状、螺距和螺杆的端部加工等因素，都会影响滚珠丝杠的传动效率和运动平稳度。
在结构设计中，需要根据具体应用要求和装置的使用环境，选择合适的螺杆几何形状和端部加工方式，以提升其性能和使用寿命。
二、直线导轨滚珠丝杠精度的提升直线导轨滚珠丝杠的精度是衡量其性能优劣的重要指标，涉及装置的定位精度、回程精度和稳定性等方面。
精度的提升可以通过以下几个途径实现。
1. 材料选择和热处理：滚珠丝杠的材料选择和热处理工艺对其精度有较大影响。
材料的选择需要考虑强度、硬度和耐磨性等因素，以适应高负荷和长时间使用的需求。
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直线导轨的结构设计(含转动导轨)1 导轨的作用与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与导向的作用,即支承运动件与保证运动件在外力(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。
导向精度就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。
导轨的耐磨性就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,就是由导轨面承受的,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、装配与调整,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,上述六点要求就是相互影响的。
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,以及运动轻便与平稳。
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与防护装置,使导轨有良好的工作条件,以减少摩擦与磨损。
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、精加工与丈量方法等。
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°)。
假如导轨上所受的力,在两个方向上的分力相差很大,应采用不对称三角形,以使力的作用方向尽可能垂直于导轨面。
矩形导轨:优点就是结构简单,制造、检验与修理方便;导轨面较宽,承载力较大,刚度高,故应用广泛。
但它的导向精度没有三角形导轨高;导轨间隙需用压板或镶条调整,且磨损后需重新调整。
燕尾形导轨:燕尾形导轨的调整及夹紧较简便,用一根镶条可调节各面的间隙,且高度小,结构紧凑;但制造检验不方便,摩擦力较大,刚度较差。
用于运动速度不高,受力不大,高度尺寸受限制的场合。
圆形导轨:制造方便,外圆采用磨削,内孔珩磨可达精密的配合,但磨损后不能调整间隙。
为防止转动,可在圆柱表面开键槽或加工出平面,但不能承受大的扭矩。
宜用于承受轴向载荷的场合。
(2)常用导轨组合形式三角形与矩形组合:这种组合形式以三角导轨为导向面,导向精度较高,而平导轨的工艺性好,因此应用最广。
这种组合有V-平组合、棱-平组合两种形式。
V-平组合导轨易储存润滑油,低、高速都能采用;棱-平组合导轨不能储存润滑油,只用于低速移动。
见图21-11。
图21-11为使导轨移动轻便省力与两导轨磨损均匀,驱动元件应设在三角形导轨之下,或偏向三角形导轨。
矩形与矩形组合:承载面与导向面分开,因而制造与调整简单。
导向面的间隙用镶条调整,接触刚度低。
见图双三角形导轨:由于采用对称结构,两条导轨磨损均匀,磨损后对称位置位置不变,故加工精度影响小。
接触刚度好,导向精度高,但工艺性差,四个表面刮削或磨削也难以完全接触,假如运动部件热变形不同,也不能保证四个面同时接触,故不宜用在温度变化大的场合。
(3)间隙调整为保证导轨正常工作,导轨滑动表面之间应保持适当的间隙。
间隙过小,会增加摩擦阻力;间隙过大,会降低导向精度。
导轨的间隙如依靠刮研来保证,要废很大的劳动量,而且导轨经过长期使用后,会因磨损而增大间隙,需要及时调整,故导轨应有间隙调整装置。
矩形导轨需要在垂直与水平两个方向上调整间隙。
在垂直方向上,一般采用下压板调整它的低面间隙,其方法有:a)刮研或配磨下压板的结合面;b)用螺钉调整镶条位置;c)改变垫片的片数或厚度;见图21-13。
在水平方向上,常用平镶条或斜镶条调整它的侧面间隙。
见图21-14。
圆形导轨的间隙不能调整。
图21-13图21-14(4)夹紧装置有些导轨(如非水平放置的导轨)在移动之后要求将它的位置固定,因而要用专用的锁(夹)紧装置。
常用的锁紧方式有机械锁紧与液压锁紧。
见图21-15。
(5)进步耐磨性措施导轨的使用寿命取决于导轨的结构、材料、制造质量、热处理方法,以及使用与维护。
进步导轨的耐磨性,使其在较长的时间内保持一定的导向精度,就能延长设备的使用寿命。
进步导轨耐磨性的措施有:1)选择公道的比压单位面积上的压力成为比压,即p=P/S(公斤/厘米2)式中P-作用在导轨上的力(公斤)S-导轨的支承面积(厘米2)由上式可知,要减小导轨的比压,应减轻运动部件的重量与增大导轨支承面的面积。
减小两导轨面之间的中心距,可以减小外形尺寸与减轻运动部件的重量。
但减小中心距受到结构尺寸的限制,同时中心距太小,将导致运动不稳定。
降低导轨比压的另一办法,就是采用卸荷装置,即在导轨载荷的相反方向,增加弹簧或液压作用力,以抵消导轨所承受的部分载荷。
2)选择合适材料目前常采用的导轨材料有以下几种:铸铁- 导轨与承导件或运动件铸成一体,其材料常用灰口铸铁。
它具有本钱低,工艺性好,热稳定性高等优点。
在润滑与防护良好的情况下,具有一定的耐磨性。
常用的就是HT200～HT400,硬度以HB=180～200较为合适。
适当增加铸铁中含碳量与含磷量,减少含硅量,可进步导轨的耐磨性。
若灰口铸铁不能满足耐磨性要求,可使用耐磨铸铁,如高磷铸铁,硬度为HB=180～220,耐磨性能比灰口铸铁高一倍左右。
若加进一定量的铜与钛,成为磷铜钛铸铁,其耐磨性比灰口铸铁高两倍左右。
但高磷系铸铁的脆性与铸造应力较大,易产生裂纹,应采用适当的铸造工艺。
此外,还可使用低合金铸铁及稀土铸铁。
钢-要求较高的或焊接机架上的导轨,常用淬火的合金钢制造。
淬硬的钢导轨的耐磨性比普通灰铸铁高5～10倍。
常用的有20Cr钢渗碳淬火与40Cr高频淬火。
钢导轨镶接的方法有:螺钉连接,应使螺钉不受剪切;为避免导轨上有孔(孔内积存赃物而加速磨损),一般采用倒装螺钉。
结构上不便于从下面伸进螺钉固定时,可采用如图21-16所示的方法。
螺钉固紧后,将六角头磨平,使导轨上的螺钉孔与螺钉头之间没有间隙。
用环氧树脂胶接,胶接面之间的间隙不超过0、25毫米。
胶粘导轨具有一定的胶接刚度与强度,尚有一定的抗冲击性能,工艺简单,本钱较低。
塑料-用聚四氟乙烯为基材,添加不同的填充剂作为导轨材料。
它具有耐磨、抗振以及动、静摩擦系数低(0、04),可消除低速爬行现象,在实际应用中取得良好的效果。
3)热处理为进步铸铁导轨的耐磨性,常对导轨表面进行淬火处理。
表面淬火方法有:火焰淬火、高频淬火与电接触淬火。
4)润滑与防护润滑油能使导轨间形成一层极薄的油膜,阻止或减少导轨面直接接触,减小摩擦与磨损,以延长导轨的使用寿命。
同时,对低速运动,润滑可以防止"爬行";对高速运动,可减少摩擦热,减少热变形。
导轨润滑的方式有浇杯、油杯、手动油泵与自动润滑等。
导轨的防护装置用来防止切削、灰尘等赃物落到导轨表面,以免使导轨擦伤、生锈与过早的磨损。
为此,在运动导轨端部安装刮板;采用各种式样的防护罩,使导轨不过露等办法。
(6) 结构尺寸的验算1)校核温度变化对导轨间隙的影响导轨在温度变化较大的环境中工作,应在选定精度与配合后,作导轨间隙验算。
为了保证工作时不致卡住,导轨的最小间隙应大于或即就是零,即Δmin≥0导轨的最小间隙用下式计算:Δmin=Dmin[1+αk(t-t0)]-dmax[1+αz(t-t0)] (mm)式中t-工作温度(°C)t0-制造时温度(°C)Dmin-包容件在t0时的最小尺寸(mm)dmax-被包容件在t0时的最大尺寸(mm)αk-包容件材料的线膨胀系数(1/°C)αz-被包容件材料的线膨胀系数(1/°C)为保证导向精度,导轨的最大间隙Δmax应小于或即就是答应值,即Δmax≤[Δmax]导轨的最大间隙用下式计算:Δmax=Dmax[1+αk(t-t0)]-dmin[1+αz(t-t0)] (mm)式中Dmax-包容件在t0时的最大尺寸(mm)dmin-被包容件在t0时的最小尺寸(mm)2)不自锁条件与导轨间隙计算当初定导轨的结构形式与尺寸后,应留意作用力的方向与作用点的位置,力求使导轨的倾斜力矩小,否则使导轨的摩擦力增大,磨损加快,从而降低导轨的灵活性与导向精度,甚至回使导轨卡住。
其验算公式见表21-6。
2、转动导轨在承导件与运动件之间放进一些转动体(滚珠、滚柱或滚针),使相配的两个导轨面不直接接触的导轨,称为转动导轨。
转动导轨的特点就是摩擦阻力小,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。
因此,转动导轨在要求微量移动与精确定位的设备上,获得日益广泛的运用。
转动导轨的缺点就是:导轨面与转动体就是点接触或线接触,抗振性差,接触应力大,故对导轨的表面硬度要求高;对导轨的外形精度与转动体的尺寸精度要求高。
(1)结构形式滚珠导轨-图示21-17为V-平截面的滚珠导轨、双V形截面的滚珠导轨与圆形截面滚珠导轨。
由于滚珠与导轨面就是点接触,故运动轻便,但刚度低,承载能力小。
常用于运动件重量、载荷不大的场合。
滚柱(滚针)导轨-滚柱导轨中的滚柱与导轨面就是线接触,故它的承载能力与刚度比滚珠导轨大,耐磨性较好,灵活性稍差。
如图21-18,滚柱对导轨的不平度较敏感,轻易产生侧向偏移与滑动,而使导轨的阻力增加,磨损加快,精度降低。
滚柱的直径越大,对导轨的不平度越为敏感。
当结构尺寸受限制时,可采用直径较小的滚柱,这种导轨称为滚针导轨。
滚柱导轨支承为标准部件,具有安装、润滑简单,调整防护轻易等优点。
其结构如图21-19所示。
由于滚柱在封闭的滚道内转动,故可用于行程很大的导轨上。
转动导轨支撑1-本体2-滚柱3-导向片4-反射器滚柱导轨可采用标准的转动轴承,装在偏心轴上,如图21-20所示,以便于调整。
其偏心量一般取0、2-0、5毫米。
2)转动导轨设计的一般题目1)结构形式的选择:转动导轨按其结构特点,分为开式与闭式两种。
开式转动导轨用于外加载荷作用在两条导轨中间,依靠运动件本身重量即可保持导轨良好接触的场合。