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文檔簡介

1、導軌及選型及計算導軌的選型及計算按結(jié)構(gòu)特點和摩擦特性劃分的導軌類型見表6-1,各類導軌的主要特點及 應用列于表中。表6-1導軌類型特點及應用導 軌 類 型主要特點應用導軌類型主要特點1,運動靈敏滑 動 導 軌1,結(jié)構(gòu)簡 單,使用維 修方便。2, 未形成完全 液體摩擦時 低速易爬行3,磨損大壽 命低,運動 精度不穩(wěn)定普通 機 床, 冶金 設備 上應 用普滾動導軌度高,低速 運動平穩(wěn)性 好,定位精 度高。2,精 度保持性好,磨損少, 壽命長。3, 剛性和抗振 性差,結(jié)構(gòu) 復雜成本 高,要求良 好的保護廣 泛 用 于 各 類 精 密 機 床, 數(shù)機 床,1,動導軌表面貼塑料軟帶等與鑄鐵 或鋼導軌搭配

2、,摩擦系塑 料 導 軌數(shù)小,且動靜摩擦系數(shù)搭配,不易爬行,抗摩擦性能好。2,貼塑工藝簡單。3,剛度較低,耐熱性差容易蠕變主要 應用 與中 大型 機床 壓強 不大 的導 軌應 用日 益廣 泛動壓導軌1,速度高 (90m/min6 OOm/min), 形成液體摩 擦2,阻尼 大,抗陣性 好3,結(jié)構(gòu) 簡單,不需 復雜供油系 統(tǒng),使用維 護方便4,油膜厚度隨載等要 用 語 速 度 高, 精 度 要 求荷與速度而般變化。加工精度,機 低速重載易床出現(xiàn)導軌面主1,在支撐導 軌上鑲裝有 一定硬度的 不鋼板或鋼鑲 鋼, 鑲 金 屬 導 軌帶,提高導 軌耐磨性, 改善摩擦或 滿足焊接床 身結(jié)構(gòu)需 要。2,在動

3、導軌上鑲有 青銅只類的 金屬防止咬 合磨損,提 高耐磨性, 運動平穩(wěn)精 度高%"鑲鋼 導軌 工藝 復 雜, 成本 高。常用 于重 型機 床如 立 車, 龍門 銃床 的導 軌上靜壓導軌1,摩擦系數(shù) 很小,驅(qū)動 力小。2,低 速運動平穩(wěn) 性好3,承 載能力大, 剛性,吸陣 性好4,需要 一套液壓裝 置,結(jié)構(gòu)復 雜,調(diào)整困 難運 動 導 軌 ¥ 種 大 型, 重 型 機 床, 精 密 機 床, 數(shù) 程 機 床 的 工6.1初選導軌型號及估算導軌長度X方向初選導軌型號為GGB20BAL2P 12x940-4具體數(shù)據(jù)見機械設計 手冊9-149Y方向初選導軌型號為GGB20AAL 22

4、x1090 -4導軌的運動條件為常溫,平穩(wěn),無沖擊和震動為何選用滾動直線導軌副:1)滾動直線導軌副動靜摩擦力之差很小,摩擦阻力小,隨動性極好。有利于提高數(shù)控系統(tǒng)的響應速度和靈敏度。驅(qū)動功率小,只相當普通機械的十分之* O2)承載能力大,剛度高。3)能實現(xiàn)高速直線運動,起瞬時速度比滑動導軌提高10倍。4)采用滾動直線導軌副可簡化設計,制造和裝配工作,保證質(zhì)量,縮短時 間,降低成本。導軌的長度:由于導軌長度影響工作臺的工作精度和高度,一般可根據(jù)滑塊導向部分的 長度來確定導軌長度。其公式為:L=H+S+A1-S1-S2由此公式估算出Lx=940mm, Ly=1090mm其中L導軌長度H滑塊的導向面長

5、度S滑塊行程1 一封閉高度調(diào)節(jié)量51 滑塊到上死點時,滑塊露出導軌部分的長度52 滑塊到下死點時,滑塊露出導軌部分的長度6. 2計算滾動導軌副的距離額定壽命X方向的導軌計算X方向初選導軌型號為GGB20BAL2P 12x940-4,査表93-73得,這種導 軌的額定動,靜載荷分別為Ca=13. 6kN, Coa=20. 3kN。4個滑塊的載荷按表9. 3-48序號1的載荷計算式計算。其中工作臺的最大重量為:G=100X9. 8=980NFl=F2=F3=F4=l/4 (Gl+F) =250N1)滾動導軌的額定壽命計算公式囿為:L=(盒 ft fc fa Ca/ fwPc) *xK=27166k

6、m式中L額定壽命(km);Ca額定動載荷(KN);P當量動載荷(KN);Fmax受力最大滑塊所受的載荷(KN);Z導軌上的滑塊數(shù);*一一指數(shù),當導軌體為滾珠時,*=3;當為滾柱時5 =10/3;K額定壽命單位(KM),滾珠時,K=50KM;滾柱時,K=100KM; fh 硬度系數(shù);fh -一(滾道實際硬度(HRC)。由于產(chǎn)品技術(shù)要求規(guī)定,滾道硬度不得低于58HRC,故通??扇h =1 ft 一一溫度系數(shù),查表6-2巴得力=1表6-2溫度系數(shù)工作溫 度/叱<100100150150200200250f,1090073060fc接觸系數(shù),査表6-3;得表6-3接觸系數(shù)每根導 軌上的 滑塊數(shù)

7、12345100081072066061fa一一精度系數(shù),査表6-4;取心1.5表6-4精度系數(shù)表 6-5 1荷系數(shù)工作條件fa無外部沖擊或振動的低速運動的場 合,速度小于15m/minri.5無明顯沖擊或振動的場合,速度為 1560m/min1.52有外部沖擊或高速運動的場合,速度 大于 60m/min235fw一載荷系數(shù),査表6-5;得化二1精度等 級2345L101. 00909則 L=27166Km2) 壽命時間的計算當行程長度一定,以h為單位的額定壽命為:L-1032Lt - 6027166xl032x0.74x1x60=305923/?式中Lh一一壽命時間(h)L額定壽命(km)L

8、a行程長度(m)心一一每分鐘往返次數(shù)則 Lh = 30592 .3h工況為:每天開機6個小時,每年300個工作日,則預計壽命年限為:"30592. 3/300X6=16. 9 年同理求出Y方向滾動導軌副的距離額定壽命:L=26340. lkmLh=25230h=14 年6. 3導軌材料與熱處理機床滑動導軌常用材料主要是灰鑄鐵和耐磨鑄鐵。灰鑄鐵通常以HT200或HT300做固定導軌,以HT150或HT200做動導軌。JB/T3997-1994標準對普通灰鑄鐵導軌的硬度要求如表6-6他所示表6-6灰鑄鐵導軌硬度要求硬度要求(HBS)硬度不均勻性(HBS)導軌 長度 /mm導軌 鑄件 重量

9、/t不低于不高于導軌長 度/mm硬度 差不 超過2500190255250025>2500>3180241>250035>5175241由幾何 件連接 的導軌45>10165241常用耐磨鑄鐵與普通鑄鐵耐磨性比較見表6-781表6-7常用耐磨鑄鐵耐磨鑄鐵名稱耐磨性高于普通鑄鐵倍數(shù)高磷耐磨鑄鐵1筑鈦耐磨鑄鐵12稀土鑄鐵1洛鉗耐磨鑄鐵1導軌熱處理:一般重要的導軌,鑄件粗加工后進行一次時效處理,高精度導 軌鑄件半精加工后還需進行第二次時效處理。常用導軌淬火方法有:1)中頻淬火,淬硬層深度(l2)mm。硬度(4550)HRC。2)接觸加熱自冷表面淬火,淬硬深度(02025

10、)mm,顯微硬度600HM左右。 這種淬火方法主要用于大型鑄件導軌。6. 4導軌的技術(shù)要求6. 4.1表面粗糙度1)刮研導軌 刮研導軌具有接觸好、變形小、可以存油、外觀美等特點,但 勞動強度大、生產(chǎn)率低。主要用于高精度導軌。刮研導軌軌面每25nmiX25mm面積內(nèi)的接觸點數(shù)不得少于表6-8的規(guī)定。表6-8刮研導軌面25mmX25mm內(nèi)接觸點數(shù)上IV級1612121010V級1088662)導軌 生產(chǎn)率高,是加工淬硬導軌唯一方法,磨削導軌表面粗糙度應達到 的要求,見表6-9剛。接觸面要求見表6-10詢。<6-9磨削導軌表面粗糙度Ra機 床 類 型動導軌固定導軌中小 型大型重型中小型大型重型

11、m級 和 m 級 以 上0. 20.4(0 10. 2)0. 40.8(020. 4)0.8(0. 4)0. 10.2(0.050. 1)0. 20.4(0 1.0. 2)0.4(0. 2)IV級0.4(0.2)1.6(0.8)1.6(0. 8)0.2(0.1)0.4(0.2)0.8(0. 4)V級0.8(04)1.6(0.8)1.6(0. 8)0.4(0.2)0.8(04)1.6(0. 8)注:1滑動速度大于0. 5時,粗糙度應降低一級(括號內(nèi)數(shù)值)2.淬硬導軌的表面粗糙度應降低一級(括號內(nèi)數(shù)值)。表6-10磨削導軌表面的接觸指標(%)機床類 型滑(滾)動導軌移置導軌全長上全寬上全長上全寬上

12、ni級和 皿級以 上80707050IV級75606545V級70506040注:1.寬度接觸達到要求后,方能作長度的評定。2.鑲條按相配導軌接觸指標檢驗.6. 4. 2幾何精度導軌的幾何精度主要是指導軌的直線度和導軌間的平行度,垂宜度等。具體 相關(guān)的幾何精度參閱有關(guān)機械的精度標準。本機構(gòu)導軌精度取3級。6. 5導軌設計和使用注意事項正確合理地設計和使用滾動直線導軌副,可以提高耐用度和精度保持性,減 少維修和保養(yǎng)時間。為此,應注意如下事項:1)盡量避免力矩和偏心載荷的作用 滾動直線導軌副樣本中給出的額定動, 靜載荷,都是在各個滾珠受載均勻的理想狀態(tài)下算出的。因此,必須十分注意避 免力矩載荷和偏

13、心載荷。否則,一部分滾珠承受的載荷,有可能超過計算Ca值時 確定的許用接觸應力,導致過早的疲勞破壞或產(chǎn)生壓痕并出現(xiàn)振動,噪聲,降低 移動精度等現(xiàn)象。2)提高剛度,減少振動 適當預緊可以提高剛度,均化滾動體的受力從而提 高壽命,并在一定程度上提高阻尼。但是預緊力過大會增加導軌副的摩擦阻力, 增加發(fā)熱,降低使用壽命。因此預緊力有其最佳值。滾動支承的阻尼較小,因此要盡可能使它承受恒定的載荷。有過大的振動和 沖擊載荷的場合不宜應用直線滾動導軌副。為了減少振動,可以在移動的工作臺 上加裝減振裝置。條件許可時可安裝鎖緊裝置,加工時把不移動的工作臺固定。3)降低加速度的影響直線滾動導軌副的移動速度可以高達600m/mino起 動和停止時,將產(chǎn)生一個力矩,使部分滾動體受載過大,造成破壞。因此,如果加 速度較大,應采取以下措施:減輕被移動物體的質(zhì)量,降低物體的重心,采取多級 制動以降低加速度,在啟動和制動

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