工作台导轨的卸荷静压技术提升
数控机床的典型机械结构
高传动件的制造精度与刚度。 • ３. 具有良好的抗振性和热稳定性 • 数控机床一般既要进行粗加工, 又要进行精加工。
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５. ２ 数控机床主轴系统
• 加工时由于断续切削、加工余量不均匀、运动部件不平衡以及切削过 程中的自激振动等原因引起的冲击力或交变力的干扰, 使主轴产生振 动, 影响加工精度和表面粗糙度, 严重时甚至会破坏刀具或工件, 使加 工无法进行。 主轴系统的发热可能导致所有零部件产生热变形, 降低 传动效率, 破坏零部件之间的相对位置精度和运动精度而造成加工误 差。 因此, 要求主轴组件要有较高的固有频率、较好的动平衡、保持 合适的配合间隙并进行循环润滑等。
• 数控机床的机械结构仍然继承了普通机床的构成模式, 其零部件的设 计方法也同样类似于普通机床。
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５. １ 数控机床的机械结构概述
• 但近年来, 随着进给驱动、主轴驱动和ＣＮＣ 的发展, 为适应高生产 效率的需要, 现今的数控机床有着独特的机械结构, 除机床基础件外, 主要由以下各部分组成。
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第6章 数组
• 6.1 一维数组 • 6.2 二维数组 • 6.3 字符数组 • 6.4 数组程序举例
6.1 一维数组
• 6.1.1一维数组的定义方式 • 一维数组的定义方式为: • 类型说明符数组名[常量表达式]; • 其中: • 类型说明符可以是任何一种基本数据类型或构造数据类型。 • 数组名是用户定义的数组标识符。 • 方括号中的常量表达式须为整型，其值表小数组元素的个数，也称为
来表示。 • (5)允许在同一个类型说明中说明多个数组和多个变量。
液压系统爬行的故障及处理
液压系统爬行的故障及处理液压设备的执行元件常需要以很低的速度(例如每分钟几毫米甚至不到1mm)移动（液压缸）或转动（液压马达）。
此时，往往会出现明显的速度不均，出现断续的时动时停、一快一慢、一跳一停的现象，这种现象称为爬行，即低速平稳性的问题。
爬行有很大危害。
例如对机床类液压设备而言会破坏工件的表面质量（粗糙度）和加工精度，降低机床和刀具的使用寿命，甚至会产生废品，发生事故，必须排除。
下面大兰液压小编给大家分析下液压系统爬行的故障原因及处理方法。
1．出现爬行故障的原因①当摩擦面处于边界摩擦状态时，存在着动、静摩擦因数的变化（动、静摩擦因数的差异）和动摩擦因数承受着速度的增加而降低的现象。
②传动系统的刚度不足（如油中混有空气）。
③运动件的质量较大，但运动速度太低。
不出现爬行现象的最低速度，称为运动平稳性的临界速度。
2．消除爬行现象的途径①减小动、静摩擦因数之差；如采用静压导轨和卸荷导轨、导轨采用减摩材料、用滚动摩擦代替滑动摩擦以及采用导轨油润滑导轨等。
②提高传动机构（液压的、机械的）的刚度K:如提高活塞杆及液压缸座的刚度；防止空气进入液压系统以减少油的可压缩性带来的刚度变化等。
③采取措施降低其临界速度及降低移动件的质量等措施。
产生爬行的具体原因同样是爬行其故障现象是有区别的：既有有规律的爬行，也有无规律的爬行；有的爬行无规律且振幅大；有的爬行在极低的速度下才产生。
产生这些不同现象的爬行原因在于各有不同的侧重面，有些是以机械方面的原因为主，有些是以液压方面的原因为主，有些是以油中进入空气的原因为主，有些是以润滑不良的原因为主。
液压设备的维修和操作人员必须不断总结归纳，迅速查明产生爬行的原因，予以排除。
现将爬行原因具体归纳如下：1．静、动摩擦因数的差异大①导轨精度差。
②导轨面上有锈斑。
③导轨压板镶条调得过紧。
④导轨刮研不好，点数不够，点子不均匀。
⑤导轨上开设的油槽不好，深度太浅，运行时已磨掉，所开油槽不均匀。
直线导轨的截面形状-大连理工大学
C
轴
A轴 到更好的分析结果
（2）导轨选型
3.3 导轨设计
立柱导轨为THK的高速直线导 轨，该导轨和滑块间能无间隙 轻快地运动，可以获得很高的 行走精度和定位精度，且具有 较高的刚性，容许较大的负荷， 并能长期维持高精度，有出色 的高速性，维护保养非常简便。
（3）导轨装配
3.3 导轨设计
作为导轨的性能的最重要参数：直线 度，是必须保证的。在之前的机床导 轨安装中和多数导轨安装中，普遍采 用的是普通扳手来锁紧螺钉，这样每 个螺钉的所采用的拧紧力不确定，很 可能使得螺钉的受力不均匀，极易造 成导轨产生扭曲，形变。在优化横纵 过程中，改进了拧紧工具，通过扭矩 扳手以固定扭矩锁紧螺钉，使每个螺 钉受力均匀，不会产生形变，这样可 以有效提高导轨的直线度。
典
❖
能同时承受轴向力和径向力，但不能承受较大的颠覆力矩。
型 部
导向性比平面环形导轨好，但制造较难。
件
❖ 适用于承受一定径向载荷和颠覆力矩的场合。
设 计
退出
3.3.2 导轨的截面形状选择和导轨间隙的调整
（二）回转运动导轨的截面形状有三种： 平面环形、锥面环形和双锥面导轨
➢ 双锥面环形导轨 ❖ 能承受较大的径向力、轴向力和一定的颠覆力矩，但制造研
（2） 导轨面间的平行度公差 指一组导轨（如平导轨和V形导轨） 间的平行度 允许误差，它是用横向上的角值误差Δα 来表示 （图b）。
3.3 导轨设计
当滑板移动时，在横向1000mm宽度上的倾斜值h，其 比值h/1000mm ，即为其平行度误差（图a）。一般机 床导轨的平行度允许误差为0.02-0.05 mm/1000mm。
到加工零件的精度水平。而对于直
线导轨、滚珠丝杠结构的机床来说，
德国重型精密数控转台改造
精度很难达到工件精度要求 ， 为此 ， 决定用一 台精密转台和落地 镗 床 与 其 配 套 使 用 。 为 了节 约 资 金 ，购 买 一 套 德 国 席 士 （Ｃ ＩＳ ） Ｓ Ｈ Ｅ Ｓ 产重型精密转 台的主要部件——底座转 台、 主轴 ， 对
图 １ 精 密转 台双齿轮传动机构
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电线 电缆押 出机 电加热 系统改进
沈 伟
摘要 改进 电线电缆押 出机机头和眼模部分电加热 系统 ， 重点是在控 制电路增加加 热棒损坏 自动报 警功 能， 阐述该功
零件 使 用 大 型 立 车 。 由 于该 件 直 径 较 大 ， 车 工 作 台 Ｃ轴 分 度 立
正确啮合 ， 然后将小模数齿轮装入齿轮 ３的内齿 轮中。 转动调整 螺母 ， 使斜齿轮轴上移或下移 。 由于斜齿轮轴上 的两段齿轮的旋 向相反 ， 因此轴 向移动将使输 出齿 轮产生相 反的转角 ， 得到合适
电加热系统 温度控制 自动报警 改进
程和注意事项。 关键词 电缆押出机
中图分 类 号 Ｔ ２ ５． Ｍ ０ ＋ ２ 文献 标 识 码 Ｂ 指 示 的 加 热 电 流 刻 度发生变化。 （ ） 头 和 眼 ２机
电热 空冷 式 押 出 机是 电线 电缆 企业 主要 生 产设 备 ，其 中制
转 台上分布 ３ 条静 压导轨 ， 中最 内圈的静压油垫位 于最 其
靠 近 工 作 台 的 中心 ， 心 直 径 约 ６ ０ 中 ０ ｍｍ， 此 轴 承 的结 构 设 计 因
海阔双柱立式车床简介
双柱立式车床简介1
双柱立式车床特点
1.本系列双柱立式车床用于硬合金及陶瓷等刀具，对黑色金属及部分非金属零件的内、外圆柱面、内外圆锥面、端面、切槽镗孔等工序进行车削加工。
2.进给采用交流伺服电机驱动，滚珠丝杠传动，机床具备数控基础，便于将普通型改造数控型。
3.机床由左、右立柱、连接梁、横梁、工作台底座、等部件框架式结构，结构刚性强、承载复合大，横梁加紧机构为多工位液压锁紧装置，其工作稳定性可靠。
4.机床主轴由交流电机驱动，经16级立式轴变速机构，实现工作台的转速范围。
5.工作台为热对称结构。
工作台主轴采用高精度可调径向间隙双列短圆柱滚子轴承定向。
轴向采用恒流静压导轨，使工作台具有旋转精度高，承载能力大，热变形小的特点。
6.垂直刀架水平导轨为静压卸荷导轨，滑枕垂直运动为滑动导轨。
1。
静压轴承与动压轴承
静压轴承与动压轴承1.静动压轴承的工作原理先启动供油泵，油经滤油器后经节流器进入油腔、此时在主轴颈表面产生一层油膜，支承、润滑和冷却主轴，由于节流器的作用油液托起主轴，油经回油孔通过回油泵回至油箱。
然后启动磨头电机，主轴旋转。
利用极易产生动压效应的楔形油腔结构，主轴进入高速稳态转动后，形成强刚度的动压油膜，用以平衡在高速运行下的工作负载。
l 结构形式及特点: 整体套筒式结构,安装方便; 高精度:由于承载油膜的均化作用，使主轴具有很高的旋转精度: 主轴径向跳动、轴向窜动≤2μm；或≤1μm 高刚度：由于该轴系的独特油腔结构，轴承系统在工作时，主轴被一层压力油膜浮起，主轴未经旋转时为纯静压轴承，主轴旋转时由于轴承内孔浅腔的阶梯效应使得轴承内自然形成动压承载油膜，因而形成具有压力场的动压滑动轴承，该结构提高了轴承的刚度；轴向刚度可达到20—50kg /1μm；径向刚度可达到100kg /1μm 高承载能力：由于动压效果靠自然形成，无需附加动力，使得主轴承载能力大大提高。
长使用寿命：理论为无限期使用寿命,在正常使用条件下，极少维修.2.动压与静压SKF轴承特点及应用选例磨床主轴进口轴承除采用滚动轴承外，一般常用的是动压滑动轴承，其特点是运动平稳，抗振性好，回转速度高。
但动压滑动轴承必须在一定的运转速度下才能产生压力油膜，实现纯液体摩擦，因此不适用于运转速度低的主轴部件，例如工件头架主轴等。
另外，主轴在启动和停止时，由于速度太低，也不能建立压力油膜，因而不可避免地要发生轴颈和轴承金属表面的直接接触，引起磨损。
同时启动力矩较大，NSK轴承容易发热。
主轴在运转过程中，轴心的偏移将随外载荷和转速等工作条件不同而不同，旋转精度和稳定性有一定限制。
静压轴承则不同，由于它是靠外界液压系统供给压力油形成压力油膜的，且油膜刚度决定于轴承本身的结构尺寸参数以及节流器的性能等，与主轴转速外载荷无关，因而可以保证轴承在不同的工作情况下都处于稳定的纯液体摩擦状态，轴承磨损很小，可长期保持工作精度。
VTM300车铣复合加工中心结构特点及故障处理
［编 辑 利 丈］
匝Ｉ 设置管理与维值 ２０１３№１
表 ２ ＶＴＭ３ＯＯ常见 故 障 及 排 除 方 法
现象
原 因
排 除 方 法
精 车外 圆误 主轴轴承 间隙大
差过 大
工作导轨研伤
重 新 调 整 修 刮
精 车外 圆锥 主轴 间 隙过 大
重 新 调 整
垂直刀架导轨斜铁松动 调 整斜铁 ０．０４ｍｍ 塞尺
垂直 刀架 由横 梁滑座 ，回转滑座 ，滑枕组成 ；垂直刀架与横 梁 滑 座相 连 ，沿 横 梁 导 轨 水 平 运 动 ；滑 枕 则 包 于 垂 直 刀 架 中 ，由 伺服 电机驱动作垂直方 向进给 ，并采用滑动导轨方式 以增加滑 枕 刚 性 ，滑 枕 截 面 为 ２５０ｍｍｘ２８０ｍｍ，垂 直 方 向 配 有 平 衡 油 缸 ， 便于滑枕上下移动 ；铣 削电机位于滑枕上方 ，倒装 布置 ，通 过滑 枕内部传递动力到附件头 ；滑枕鼻端设有 自动拉头装置 ，便于拉 紧 刀 具 。
龙 门架 由左 、右 立 柱 ，通 过 联 接 梁 联 接 组 成 ，龙 门架 上 方 左右 各有一个 升降减 速箱 ，由一 台 １ｌｋＷ 电机 驱动 ，通 过蜗 杆 副 和双丝 杠使横 梁升 降运动 。床 身与 龙 门架分 离布 置 ，便 于 调整 精度 ，消除热 变形对 机床 精度 的影 响 。工作 台采 用短 主 轴结 构 ，工作 台导 轨为 注塑导轨 ，具有 摩擦 因数 小 ，耐 摩 吸振 特 点 。
关键词 龙 门架 伺服电机 静压导轨 滚珠丝杠 中 图 分类 号 ＴＧ６５９ 文 献 标 识 码 Ｂ
一 、 概 述 ＶＴＭ３００立式车铣复合加工 中心 ，江苏恒力组合机床有 限 公 司产 ，同时具备 大型立式数控车床和数控镗铣床 的主要功能 ， 适用 于加工形状复杂的 回转类零件 ，一次装卡 即可完成内外 圆 柱面 、内外 圆锥 面 、端面车削 、铣平面 、镗孔 、钻孔 、攻 丝 、车螺纹 等工序 ，具有各工序复合 、高效化的特点 。 二、ＶＴＭ３００主要性能与参数（表 １）
机械制造装备(含答案)
1.导轨的间隙对机床的工作性能有着直接的影响，若间隙过大，影响（B ）.A．强度B．精度与平稳性C．产生率D．温度高2.机床传动系统各末端执行元件之间的运动协调性，和均匀性精度,称为（C ）。
A．几何精度B．运动精度C．传动精度D．定位精度3. 标注导轨导向性好，导轨面磨损时,动导轨会自动下沉,自动补偿磨损量，应选（B ）。
A．矩形导轨B．三角形导轨C．燕尾形导轨D．圆柱形轨4。
机床主运动空转时，由于传动件摩擦，搅拌，空气阻力等，使电动机消耗的部分功率,称为（C ）。
A．切削功率B．机械摩擦耗损功率C．空载功率D．额定功率5.把毛坯从料仓送到机床加工位置，称为（A ）。
A．上料器B．隔料器C．减速器D．分路器6.机床定位部件,运动达到规定位置的精度，称为（D ）.A．几何精度B．运动精度C．传动精度D．定位精度7.在自动引导小车（AGV）的导向系统中，有陀螺仪，该导航方式称为（B ）。
A．电磁引导B．惯性导航C．光学引导D．激光导航8.要求导轨可以承受较大的颠覆力矩，高度较小，结构紧凑,间隙调整方便，应选择（C ）。
A．矩形导轨B．三角形导轨C．燕形导轨D．圆柱形导轨9.刀架定位机构要求定位精度高、重复定位精度高、定位风度好，经常采用( C ）.A．圆锥销定位B．圆柱销定位C．端面齿盘定位10.主轴的传动方式主要有：齿轮传动、带传动、（A ）。
A．电机直接驱动B．齿条传动C．蜗轮蜗杆传动D．摩擦传动11.自动换刀系统的顺序换刀方式是按照工艺要求，依次将所用的刀具( A）中,加工时按顺序调刀A．按顺序插入刀座B．不同工件顺序相同C．任意插入刀座12.磁浮轴承的特点是，无机械磨损、（B )、运动无噪声、无润滑、无污染、温升低。
A．温升高B．理论上速度无限C．简单D．纯机械装置13.机床支承部件的合理设计是：以最小的质量条件下,获得( A ）。
A．最大的静刚度B．最大的动刚度C．最大强度D．合理刚度14.电气伺服进给部件的驱动方式有:（B )、直流电机、交流调速电机、直线电机。
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工作台导轨的卸荷静压技术提升
秦之旭;刘炳文
【摘要】对龙门导轨磨床工作台导轨进行了改造,不但改善了工作台的加速性能和承重能力,而且提高了精度.使该机床重新发挥其经济效益.
【期刊名称】《制造技术与机床》
【年(卷),期】2016(000)010
【总页数】3页(P140-142)
【关键词】龙门磨床;工作台;卸荷导轨;精度
【作者】秦之旭;刘炳文
【作者单位】威海华东数控股份有限公司,山东威海264200;威海华东数控股份有限公司,山东威海264200
【正文语种】中文
【中图分类】TG502
笔者公司现有1台多年前进口的龙门导轨磨床，由于多年的使用磨损，现机床精度丧失，不能满足加工要求。
要么将机床淘汰重新购买新机床，要么对机床进行改造。
经过论证，我们决定对原机床进行改造，使其焕发出新的光芒。
下面就如何对机床工作台导轨进行卸荷静压改造进行分析。
该机床是一台上世纪80年代的老机床，最大加工宽度为2 500 mm、最大加工长度为8 000 mm。
工作台导轨是双V型的，V型导轨夹角为110°，工作台导轨贴有一层软带，现已磨损严重，结构如图1。
工作台导轨面有宽度10 mm，深度1
mm左右的储油槽，润滑方式是润滑油从工作台导轨面上进油槽自然流入，如图2。
随着机床的使用，工作台导轨慢慢磨损，润滑油很难进入到导轨间隙。
存在导轨磨损严重、工作台载重量下降、初启动摩擦力大等一系列问题。
为解决目前工作台导轨的问题，经过研究我们决定将该龙门磨床的工作台导轨改造成卸荷静压导轨结构。
床身导轨上龙门导轨磨床重新精加工，确保导轨的直线度0.002 mm/1 000 mm，全长0.02 mm。
工作台导轨先镶贴3 mm厚PTFE导轨带，然后进行人工铲刮，在软带上加工出油腔，润滑油经过自制可调节流装置进入各个静压腔。
结构如图3。
2.1 确定导轨宽度
工作台总长度9 200 mm，自重15 000 kg，设计最大载重16 000 kg。
这样每条导轨上承受的最大载荷Fmax=155 000 N，最小载荷75 000 N。
计算导轨宽度B。
式中为每个油腔承受的最大压力，N；α为比压系数，由于采用的是卸荷静压导轨，取α=1.25；为许用平均比压，取=0.05 MPa；Ln为导轨的长度。
机床工作时的磨削力相对于工作台和工件的重量而言非常小，可以忽略不计。
同时我们简单的将工作台和工件的重量假定均匀地分布在工作台导轨的各个油腔，工作台两条V型导轨，每个导轨面上设有9个油腔，一条导轨共有18个承压油腔。
这样每个油腔承受的最大压力。
则有导轨的宽度B：
取B=15 cm。
2.2 确定导轨油腔结构
在导轨的全长方向上共有9个油腔，油腔长度l取900 mm，油腔宽度b取50 mm。
导轨油腔的结构如图4。
2.3 选择导轨间隙
中小型机床和机械设备，空载时的导轨间隙一般取h0=0.01～0.025 mm；大型机
床和设备空载时导轨间隙一般取h0=0.03～0.08 mm。
[1] 考虑到机床为卸荷静压而非闭式静压导轨，工作台浮起量过大对磨削精度不利，因此选取h0=0.015 mm。
转换到V型导轨后的浮起量h0v，则有：
式中：α为V型导轨夹角的一半，该机床的V型导轨夹角为110°，所以α=55°。
将α=55°代入上式，则有：
2.4 选择润滑油
按照相关机械手册，选用20号机械油作为润滑油。
20号机械油在50 ℃时的动力粘度η50为
2.5 确定油腔压力
单个油腔的面积为S，S=l×b=0.9×0.05=0.045 m2
计算油腔的最大压力Pmax和最小压力Pmin：
=1.9×105 Pa=1.9 MPa
=0.92×105 Pa=0.92 MPa
考虑到管道的沿程压力损失，选取泵的压力P泵=2.5 MPa
2.6 确定导轨润滑油流量
导轨润滑油流量的计算公式为：
式中：每个油腔名义长度L=102 cm，导轨宽度B=15 cm，油腔实际长度L=90 cm，油腔宽度b=5 cm，将相关数值代入上式，求得最大流量Qmax和最小流量Qmin。
由于每侧导轨有9个支撑座，所需润滑油的最大总量QΩ,
QΩ=4×9×Qmax=36×0.06=1.8 cm3/s=0.13 L/min
考虑到泵的内泄和管道的泄漏，选取泵的流量Q泵，
Q泵
2.7 确定节流器的参数
由于工作台自重的不均匀性，加之从润滑泵到各个润滑点的管道长度的不一致性，为使工作台能均匀的浮起，本设计采用自制可调节流装置对各个润滑腔的压力进行调节。
调节装置见图3。
这种调节方法同以往的毛细管节流原理是一样的，只是使用更方便。
仍按照毛细管节流方式计算长度。
调节杆上的梯形槽截面积为s=0.5 mm2，调节杆的外径周长为c=78 mm。
油腔流量的最大值Qmax和最小流量Qmin已经求得，进而可计算节流管的长度。
求得调节杆上节流槽的圈数n，
取n=15。
通过相应的分析计算及改造实施，最终该机床改造完成后，原有的问题迎刃而解，加速性能和承重能力有了很大的提高，结合对机床其他部分的相继改造完成，机床精度最终达到了预期的目标，使机床重新焕发出生机，继续为公司创造良好的经济效益。
【相关文献】
[1]钟洪，张冠坤. 液体静压动静压轴承设计使用手册[M].北京：电子工业出版社，2006
[2]广州机床研究所.液体静压技术原理及应用[M].北京：机械工业出版社，1978：104-105
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