第3章 機(jī)床典型部件設(shè)計(jì)

1、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)第第3 3章章 機(jī)床典型部件設(shè)計(jì)機(jī)床典型部件設(shè)計(jì)23.13.23.3 主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件設(shè)計(jì)支承件設(shè)計(jì)支承件設(shè)計(jì) 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)導(dǎo)軌設(shè)計(jì) 本章分三個(gè)小節(jié)：本章分三個(gè)小節(jié)：3 3.1 主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件設(shè)計(jì) 主軸組件式機(jī)床的執(zhí)行件，它由主軸、軸承、傳動(dòng)件和密封件等組成。它的功用是支承并帶動(dòng)工件刀具，完成表面成形運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還起傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，承受切削力和驅(qū)動(dòng)力的作用。 4 3.1 主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件的設(shè)計(jì)要求主軸部件的設(shè)計(jì)要求數(shù)據(jù)管理旋轉(zhuǎn)精度:主軸裝配后，在無(wú)荷載、低速運(yùn)動(dòng)的條件下，主軸前端安裝工件或道具部位的徑向和軸向跳動(dòng)值。 靜剛度:反映了機(jī)床或部、

2、組、零件抵抗靜態(tài)外荷載的能力。 抗振性:其抵抗受迫振動(dòng)和自激振動(dòng)而保持平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的能力。 溫升和熱變形:溫升產(chǎn)生熱變形，使主軸伸長(zhǎng)，軸承間隙變化。 耐磨性:以便長(zhǎng)期地保持精度 5 3.1 主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件設(shè)計(jì)主軸的傳動(dòng)方式主軸的傳動(dòng)方式對(duì)于機(jī)床主軸，傳動(dòng)件的作用是以一定的功率和最佳切削速度完成切削加工。 v 主傳動(dòng)分類(lèi) (1) 有變速功能的傳動(dòng)：為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、在傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，將主軸當(dāng)作傳動(dòng)變速粗，常用變速副是滑移齒輪組。 (2) 固定變速傳動(dòng)方式：為了將主軸運(yùn)動(dòng)速度（或扭矩）調(diào)整到適當(dāng)范圍。常用的傳動(dòng)方式有齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)等。 (3) 主軸功能部件：將原動(dòng)機(jī)與主軸傳動(dòng)合為一體，組成一個(gè)

3、獨(dú)立的功能部件。6v 主軸傳動(dòng)件的布置對(duì)于傳動(dòng)件直接裝在主軸上的主軸部件，工作時(shí)主要承受傳動(dòng)力，切削力和支承反力。 3.1 主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件設(shè)計(jì)傳動(dòng)件合理布置的原則：傳動(dòng)件合理布置的原則： 傳動(dòng)力引起的主軸彎曲變傳動(dòng)力引起的主軸彎曲變形小，最好能部分抵消切削形小，最好能部分抵消切削力對(duì)軸承的負(fù)荷，是前軸承力對(duì)軸承的負(fù)荷，是前軸承受力和變形最小，有利于保受力和變形最小，有利于保證加工精度且結(jié)構(gòu)緊湊、裝證加工精度且結(jié)構(gòu)緊湊、裝配、維修方便。配、維修方便。7 3.1 主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多數(shù)機(jī)床的主軸采用前、后兩個(gè)支承。這種方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造裝配方便，容易保證

4、精度。為了提高主軸部件的剛度，前后支承應(yīng)消除間隙或預(yù)緊。 為了提高剛度和抗振性，有的機(jī)床主軸采用三個(gè)支承。三個(gè)支承主軸有兩種方式：前、后支承為主，中間支承為輔的方式和前、中支承為主，后支承為輔的方式。 目前常采用后一種方式的三支承。 8v 推力支承位置配置形式三種配置形式：前端配置、后端配置、兩端配置 3.1 主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件設(shè)計(jì) 多用于軸向精度和剛度要求較高的高精度機(jī)床或數(shù)控機(jī)床 多用于軸向精度要求不高的普通精度機(jī)床 這種方式常用于較短主軸 9v 主軸傳動(dòng)件的合理布置大多數(shù)機(jī)床主軸采用齒輪或帶傳動(dòng)，有的用電動(dòng)機(jī)直接傳動(dòng)。少數(shù)低速、小功率的精密機(jī)床主軸也有用蝸輪蝸桿傳動(dòng)或鏈傳動(dòng)。 3.1

5、主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，能適應(yīng)大的變速范圍的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，能適應(yīng)大的變速范圍和傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，是一般機(jī)床最常用的傳動(dòng)方式。和傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，是一般機(jī)床最常用的傳動(dòng)方式。帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、成本低，適用于中的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、成本低，適用于中心距較大的兩個(gè)軸間傳動(dòng)，且皮帶有彈性可以吸振、傳動(dòng)心距較大的兩個(gè)軸間傳動(dòng)，且皮帶有彈性可以吸振、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小，適用于高速傳動(dòng)。平穩(wěn)、噪聲小，適用于高速傳動(dòng)。電動(dòng)機(jī)直接傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)直接傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是純轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)，可減小主軸的彎曲的優(yōu)點(diǎn)是純轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)，可減小主軸的彎曲變形，無(wú)傳動(dòng)件，能適應(yīng)更

6、高的轉(zhuǎn)速。變形，無(wú)傳動(dòng)件，能適應(yīng)更高的轉(zhuǎn)速。 10v 傳動(dòng)件軸向位置的合理布置合理布置傳動(dòng)件的軸向位置，可以改善主軸和軸承的受力情況及傳動(dòng)件、軸承的工作條件，提高主軸部件剛度、抗振性和承載能力。傳動(dòng)件位于兩支承之間是最常見(jiàn)的布置。 3.1 主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件設(shè)計(jì) 為了減小主軸的彎曲為了減小主軸的彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形，傳動(dòng)變形和扭轉(zhuǎn)變形，傳動(dòng)齒輪應(yīng)盡量靠近前支承齒輪應(yīng)盡量靠近前支承處；當(dāng)主軸上有兩個(gè)齒處；當(dāng)主軸上有兩個(gè)齒輪時(shí)，由于大齒輪用于輪時(shí)，由于大齒輪用于低傳動(dòng)，作用力較大，低傳動(dòng)，作用力較大，應(yīng)將大齒輪布置在靠前應(yīng)將大齒輪布置在靠前支承處。支承處。 11 圖3.7所示為傳動(dòng)件位于后懸伸端，

7、多用于外圓磨床、內(nèi)圓磨床砂輪主軸。帶輪裝在主軸的外伸尾端上，便于防護(hù)和更換。 圖3.8所示為傳動(dòng)件位于主軸前懸伸端，使傳動(dòng)力和切削力方向相反，可使主軸前端位移量相互抵消一部分，減小了主軸前端位移量，同時(shí)前支承受力也減小。 3.1 主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件設(shè)計(jì)12v 主軸部件結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定主軸的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括主軸的平均直徑D(或前軸頸)、內(nèi)孔直徑d（對(duì)于空心主軸而言）、前端的懸伸量a及主軸的支承跨距L等。 一般步驟： （1）首先確定前軸頸D （2）然后確定內(nèi)徑d和主軸前端的懸伸量a （3）最后再根據(jù)D、a和主軸前支承的剛度確定支承跨距L 3.1 主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件設(shè)計(jì)13 （1） 主軸直徑的確定

8、 主軸平均直徑D的增大能大大提高主軸的剛度，而且還能增大孔徑，但也會(huì)使主軸上的傳動(dòng)件（特別是起升速作用的小齒輪）和軸承的徑向尺寸加大。主軸直徑D應(yīng)在合理的范圍內(nèi)盡量選大些，達(dá)到既滿足剛度要求，又使結(jié)構(gòu)緊湊。 主軸前軸頸直徑D1可根據(jù)機(jī)床主電動(dòng)機(jī)功率或機(jī)床主參數(shù)來(lái)確定。 3.1 主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件設(shè)計(jì)14（2） 主軸內(nèi)孔直徑的確定 很多機(jī)床的主軸是空心的，為了不過(guò)多地消弱主軸剛度，一般保證d/D0.7。 內(nèi)孔直徑與其用途有關(guān)： 1）車(chē)床主軸內(nèi)孔用來(lái)通過(guò)棒料或安裝送夾料機(jī)構(gòu)； 2）銑床主軸內(nèi)孔可通過(guò)拉桿來(lái)拉緊刀桿等。臥式車(chē)床的主軸孔徑d通常應(yīng)不小于主軸平均直徑的5560； 3）銑床主軸孔徑可比刀

9、具拉桿直徑大510。 3.1 主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件設(shè)計(jì)15（3） 主軸前端懸伸量的確定 主軸懸伸量是指主軸前支承徑向反力作用點(diǎn)到主軸前端受力作用點(diǎn)之間的距離。無(wú)論從理論分析還是從實(shí)際測(cè)試的結(jié)構(gòu)來(lái)看，主軸懸伸量a值的原則是在滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下，盡量取小值。 主軸懸伸量a取決于主軸端部的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸、工件或刀具的安裝方式、前軸承的類(lèi)型及組合方式、潤(rùn)滑與密封裝置的結(jié)構(gòu)等。 3.1 主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件設(shè)計(jì)16（4） 主軸支承跨距的確定 主軸支承跨距L是指主軸兩個(gè)支承的支承反力作用點(diǎn)之間的距離。 支承跨距過(guò)小，主軸的彎曲變形就較小，但因支承變形引起的主軸前端位移量將增大；反之，支承跨距過(guò)大，支承變

10、形引起的主軸前端位移量盡管減小了，但主軸的彎曲變形會(huì)增大，也會(huì)引起主軸前端較大的位移。 最佳跨距L0=（23.5)a。但在實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，由于結(jié)構(gòu)上的原因，主軸的實(shí)際跨距往往大于最佳跨距。 3.1 主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件設(shè)計(jì)17 3.1 主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件設(shè)計(jì)主軸軸承主軸軸承 軸承是主軸部件的重要組成部分，它的類(lèi)型、配置、精度、安裝和潤(rùn)滑等都直接影響主軸組件的工作性能。v 主軸軸承的選擇 機(jī)床主軸用的軸承，有滾動(dòng)和滑動(dòng)兩大類(lèi)。從旋轉(zhuǎn)精度來(lái)看，兩大類(lèi)軸承都能滿足要求。對(duì)于其他指標(biāo)相比，滾動(dòng)軸承比滑動(dòng)軸承的優(yōu)點(diǎn)是：18 3.1 主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件設(shè)計(jì)（1） 滾動(dòng)軸承能在轉(zhuǎn)速和載荷變化幅度很大的條

11、件下穩(wěn)定地工作。（2）滾動(dòng)軸承能在無(wú)間隙，甚至在預(yù)緊（有一定的過(guò)盈量）的條件下工作。（3）滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)小，有利于減小發(fā)熱。（4）滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑很容易，可以用脂，一次裝填一直用到修理時(shí)才換脂。如果用油潤(rùn)滑，單位時(shí)間所需的油量也遠(yuǎn)比滑動(dòng)軸承小。（5）滾動(dòng)軸承是有軸承廠生產(chǎn)的，可有外購(gòu)。19 3.1 主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承的缺點(diǎn)是：（1） 滾動(dòng)體的數(shù)量有限，所以滾動(dòng)軸承在旋轉(zhuǎn)中的徑向剛度是變化的。這是引起振動(dòng)的原因之一。（2）滾動(dòng)軸承的阻尼較低。（3）滾動(dòng)軸承的徑向尺寸比滑動(dòng)軸承大。主軸軸承的基本要求： 旋轉(zhuǎn)精度高、剛度高、承載能力強(qiáng)、極限轉(zhuǎn)速高、適應(yīng)變速范圍大、摩擦小、噪聲低、抗振性

12、好、使用壽命長(zhǎng)、制造簡(jiǎn)單、使用維護(hù)方便等。 20 3.1 主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件設(shè)計(jì)v 主軸滾動(dòng)軸承的類(lèi)型選擇 主軸軸承應(yīng)根據(jù)精度、剛度和轉(zhuǎn)速選擇。為了提高精度和剛度，主軸軸承的間隙應(yīng)該是可調(diào)的。 雙列圓柱滾子軸承：雙列圓柱滾子軸承： 雙列圓柱滾子軸承只能承雙列圓柱滾子軸承只能承受徑向載荷。一般常和推力受徑向載荷。一般常和推力軸承配套使用，能承受較大軸承配套使用，能承受較大的徑向載荷和軸向載荷，適的徑向載荷和軸向載荷，適用于載荷和剛度較高、中等用于載荷和剛度較高、中等轉(zhuǎn)速的主軸部件前支承上。轉(zhuǎn)速的主軸部件前支承上。 21 3.1 主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件設(shè)計(jì)雙向推力角接觸球軸承：雙向推力角接觸球軸承

13、： 圖圖3.103.10所示為雙向推力角接觸球軸承。型號(hào)為所示為雙向推力角接觸球軸承。型號(hào)為234400234400，接觸角，接觸角6060，它由外圈、左右內(nèi)圈、左右兩，它由外圈、左右內(nèi)圈、左右兩列滾珠及保持架、隔套所組成。修磨隔套的厚度就能列滾珠及保持架、隔套所組成。修磨隔套的厚度就能消除間隙和預(yù)緊。消除間隙和預(yù)緊。 滾動(dòng)體直徑小，極限轉(zhuǎn)速高；滾動(dòng)體直徑小，極限轉(zhuǎn)速高；外圓和箱體孔為間隙配合，安外圓和箱體孔為間隙配合，安裝方便，且不承受徑向載荷；裝方便，且不承受徑向載荷；常與雙列圓柱滾子軸承配套使常與雙列圓柱滾子軸承配套使用，能承受雙向軸向載荷，用用，能承受雙向軸向載荷，用于主軸部件的前支承

14、。于主軸部件的前支承。 22 3.1 主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件設(shè)計(jì)角接觸球軸承：角接觸球軸承： 圖圖3.113.11所示為角接觸球軸所示為角接觸球軸承，這種軸承既可承受徑向承，這種軸承既可承受徑向載荷，又可承受軸向載荷。載荷，又可承受軸向載荷。接觸角常見(jiàn)的有接觸角常見(jiàn)的有=15=15和和=25=25兩種。兩種。1515接觸角接觸角多用于軸向載荷較小，轉(zhuǎn)速多用于軸向載荷較小，轉(zhuǎn)速較高的地方，如磨床主軸；較高的地方，如磨床主軸；2525的多用于軸向載荷較大的多用于軸向載荷較大的地方，如車(chē)床和加工中心的地方，如車(chē)床和加工中心主軸。主軸。23 3.1 主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件設(shè)計(jì)圓錐滾子軸承：圓錐滾子軸承：

15、圖圖3.123.12所示為圓錐滾子軸承。這種軸承能承受徑向所示為圓錐滾子軸承。這種軸承能承受徑向和軸向載荷，承載能力和剛度都比較高。但是，滾子和軸向載荷，承載能力和剛度都比較高。但是，滾子大端與內(nèi)圈擋邊之間是滑動(dòng)摩擦，發(fā)熱較多，故允許大端與內(nèi)圈擋邊之間是滑動(dòng)摩擦，發(fā)熱較多，故允許的轉(zhuǎn)速較低。的轉(zhuǎn)速較低。 為了解決這個(gè)問(wèn)題，法國(guó)為了解決這個(gè)問(wèn)題，法國(guó)加梅公司開(kāi)發(fā)了空心滾子圓錐加梅公司開(kāi)發(fā)了空心滾子圓錐滾子軸承、滾子是空心的，保滾子軸承、滾子是空心的，保持架是鋁制，整體加工，把滾持架是鋁制，整體加工，把滾子之間的間隙填滿。大量的潤(rùn)子之間的間隙填滿。大量的潤(rùn)滑油只能從滾子的中孔流過(guò)，滑油只能從滾子的

16、中孔流過(guò)，冷卻滾子，以降低軸承的發(fā)熱。冷卻滾子，以降低軸承的發(fā)熱。但是，這種軸承必須用油潤(rùn)滑。但是，這種軸承必須用油潤(rùn)滑。24 3.1 主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件設(shè)計(jì)v 主軸的滑動(dòng)軸承 滑動(dòng)軸承因具有旋轉(zhuǎn)精度高、抗振性能好、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)等特點(diǎn)，此外，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，可長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)而無(wú)需加注潤(rùn)滑劑。主要應(yīng)用于高速和低速的精密、高精密機(jī)床和數(shù)控機(jī)床的主軸。 按照流體介質(zhì)不同，主軸滑動(dòng)軸承可分為液體滑動(dòng)軸按照流體介質(zhì)不同，主軸滑動(dòng)軸承可分為液體滑動(dòng)軸承和氣體滑動(dòng)軸承；液壓滑動(dòng)軸承根據(jù)油膜壓力形成的方承和氣體滑動(dòng)軸承；液壓滑動(dòng)軸承根據(jù)油膜壓力形成的方法不同，有動(dòng)壓軸承和靜壓軸承之分；動(dòng)壓軸承可分為單法不同，有動(dòng)

17、壓軸承和靜壓軸承之分；動(dòng)壓軸承可分為單油楔動(dòng)壓軸承和多油楔動(dòng)壓軸承等。油楔動(dòng)壓軸承和多油楔動(dòng)壓軸承等。25 3.1 主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件設(shè)計(jì)液體滑動(dòng)軸承：液體滑動(dòng)軸承： 如圖如圖3.133.13為液體動(dòng)壓滑動(dòng)為液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承。主軸以一定的轉(zhuǎn)速旋軸承。主軸以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)壓軸承帶著潤(rùn)滑油轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)壓軸承帶著潤(rùn)滑油從間隙大處向間隙小處流動(dòng)，從間隙大處向間隙小處流動(dòng)，形成壓力油楔而將主軸浮起，形成壓力油楔而將主軸浮起，產(chǎn)生壓力油膜以承受載荷。產(chǎn)生壓力油膜以承受載荷。動(dòng)壓軸承按油楔數(shù)分為單油動(dòng)壓軸承按油楔數(shù)分為單油楔和多油楔。楔和多油楔。 26 3.1 主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件設(shè)計(jì)固定多油楔滑動(dòng)軸承

18、：在軸承內(nèi)工作表面上加工出偏心圓弧面或阿基米德螺旋線來(lái)實(shí)現(xiàn)油楔。 圖3.14所示為用于外圓磨床砂輪架主軸的固定多油楔滑動(dòng)軸承。 27 3.1 主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件設(shè)計(jì)活動(dòng)多油楔滑動(dòng)軸承： 活動(dòng)多油楔軸承由三塊或五塊軸瓦塊組成，利用浮動(dòng)軸瓦自動(dòng)調(diào)位來(lái)實(shí)現(xiàn)油楔。 圖3.15所示為短三瓦動(dòng)壓軸承。 28 3.1 主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件設(shè)計(jì) 動(dòng)壓軸承在轉(zhuǎn)速低于一定值時(shí)，壓力油膜就形成動(dòng)壓軸承在轉(zhuǎn)速低于一定值時(shí)，壓力油膜就形成不了，因此當(dāng)主軸處于低轉(zhuǎn)速或啟動(dòng)、停止過(guò)程中，不了，因此當(dāng)主軸處于低轉(zhuǎn)速或啟動(dòng)、停止過(guò)程中，軸承就要與軸承表面直接接觸，產(chǎn)生干摩擦。主軸軸承就要與軸承表面直接接觸，產(chǎn)生干摩擦。主軸轉(zhuǎn)

19、速變化后，壓力油膜的厚度要隨之變化，致使軸轉(zhuǎn)速變化后，壓力油膜的厚度要隨之變化，致使軸心位置發(fā)生變化，而液體靜壓軸承就是克服上述缺心位置發(fā)生變化，而液體靜壓軸承就是克服上述缺點(diǎn)而發(fā)展起來(lái)的。點(diǎn)而發(fā)展起來(lái)的。液體靜壓軸承：液體靜壓軸承： 靜壓軸承旋轉(zhuǎn)精度高，抗振性好，其原因是軸頸靜壓軸承旋轉(zhuǎn)精度高，抗振性好，其原因是軸頸與軸承之間有一層具有良好的吸振性能的高壓油膜，與軸承之間有一層具有良好的吸振性能的高壓油膜，其缺點(diǎn)是需要配備一套專(zhuān)用的供油系統(tǒng)，而且制造其缺點(diǎn)是需要配備一套專(zhuān)用的供油系統(tǒng)，而且制造工藝較復(fù)雜。工藝較復(fù)雜。 29 3.1 主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件設(shè)計(jì)氣體軸承：氣體軸承： 氣體軸承包括氣

20、體動(dòng)壓軸承、氣體靜壓軸承和氣氣體軸承包括氣體動(dòng)壓軸承、氣體靜壓軸承和氣體壓膜軸承三大類(lèi)。由于采用氣體作為潤(rùn)滑劑，因體壓膜軸承三大類(lèi)。由于采用氣體作為潤(rùn)滑劑，因此，軸與軸瓦被氣體隔開(kāi)，使軸在軸承中無(wú)接觸地此，軸與軸瓦被氣體隔開(kāi)，使軸在軸承中無(wú)接觸地 旋轉(zhuǎn)或呈懸浮狀態(tài)。旋轉(zhuǎn)或呈懸浮狀態(tài)。 氣體軸承的缺點(diǎn)是承載能力小、氣體軸承的缺點(diǎn)是承載能力小、剛性差、穩(wěn)定性差、對(duì)工作條件剛性差、穩(wěn)定性差、對(duì)工作條件和材料要求嚴(yán)格，氣體軸承還要和材料要求嚴(yán)格，氣體軸承還要求有穩(wěn)定過(guò)濾氣源等。求有穩(wěn)定過(guò)濾氣源等。 30 3.1 主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件設(shè)計(jì)磁力軸承：磁力軸承： 磁力軸承是利用磁場(chǎng)力磁力軸承是利用磁場(chǎng)力使軸

21、懸浮，故又稱(chēng)為磁懸浮使軸懸浮，故又稱(chēng)為磁懸浮軸承。它無(wú)需任何潤(rùn)滑劑，軸承。它無(wú)需任何潤(rùn)滑劑，可在真空中工作。因此，可可在真空中工作。因此，可達(dá)到極高的速度。多用于超達(dá)到極高的速度。多用于超高速離心機(jī)中。高速離心機(jī)中。 31 3.2 支承件設(shè)計(jì)支承件設(shè)計(jì) 支承件是機(jī)床的基礎(chǔ)構(gòu)件，包括床身、立柱、衡量、搖臂、底座、刀架、工作臺(tái)、箱體和升降臺(tái)等。 支承件的設(shè)計(jì)要求支承件的設(shè)計(jì)要求 支承件應(yīng)滿足的基本要求如下： （1） 足夠的剛度和較高的剛度足夠的剛度和較高的剛度-質(zhì)量比。質(zhì)量比。 （2） 較好的動(dòng)態(tài)特征。較好的動(dòng)態(tài)特征。 （3） 熱穩(wěn)定性好。熱穩(wěn)定性好。 （4） 結(jié)構(gòu)性好。結(jié)構(gòu)性好。32支承件的材料

22、支承件的材料 支撐件常用的材料有鑄鐵、鋼板和型鋼、鋁合金、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土、非金屬等。其中主要材料為鑄鐵和鋼。v 鑄鐵 一般支撐件用灰鑄鐵制成，在鑄鐵中加入少量合金元素可提高其耐磨性。 鑄鐵鑄造性能好，容易獲得復(fù)雜結(jié)構(gòu)的支撐件。同時(shí)鑄鐵的內(nèi)摩擦力大，阻尼系數(shù)大，使振動(dòng)衰減性能好，成本低。 3.2 支承件設(shè)計(jì)支承件設(shè)計(jì)33v 鋼板和型鋼 用鋼板和型鋼等焊接的支撐件，其制造周期短，可做成封閉件，不像鑄件那樣要留出沙孔，而且可根據(jù)受力情況布置肋板和肋條來(lái)提高抗扭和抗彎剛度。 v 鋁合金 鋁合金的密度只有鐵的1/3，有些鋁合金還可以通過(guò)熱處理進(jìn)行強(qiáng)化，提高鋁合金的力學(xué)性能。 3.2 支承件設(shè)計(jì)支承件設(shè)

23、計(jì)34v 預(yù)應(yīng)力鋼盤(pán)混凝土 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支撐件（主要為床身、立柱、底座等）近年來(lái)有相當(dāng)發(fā)展。其特點(diǎn)是剛度高，阻尼比大，抗振性能好，成本低。 v 非金屬 非金屬材料主要有混凝土、天然花崗巖等。 3.2 支承件設(shè)計(jì)支承件設(shè)計(jì)35支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）根據(jù)其使用要求進(jìn)行受力分析； （2）根據(jù)所受的力和其他要求，并參考現(xiàn)有機(jī)床的同類(lèi)型件，初步確定其形狀和尺寸； （3）可以利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行有限元計(jì)算，求得其靜態(tài)剛度和動(dòng)態(tài)特征，并據(jù)此對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改和完善，選出最佳結(jié)構(gòu)方案。 3.2 支承件設(shè)計(jì)支承件設(shè)計(jì)36v 支承件的靜力分析 機(jī)床根據(jù)其所受的載荷的特點(diǎn)，可分為三大類(lèi)。 （1） 中、小

24、型機(jī)床 這類(lèi)機(jī)床的載荷以切削力為主。 （2） 精密和高精度機(jī)床 這類(lèi)機(jī)床以精加工為主，切削力較小。 （3） 大型機(jī)床 這類(lèi)機(jī)床工件較重，切削力較大，移動(dòng)件的重量也較大。因此，載荷必須同時(shí)考慮工件重力、切削力和移動(dòng)件的重力。 3.2 支承件設(shè)計(jì)支承件設(shè)計(jì)37 3.2 支承件設(shè)計(jì)支承件設(shè)計(jì) 38v 支承件的形狀選擇原則支承件的變形，主要是彎曲和扭轉(zhuǎn)，與截面慣性矩有關(guān)的。 3.2 支承件設(shè)計(jì)支承件設(shè)計(jì)39 1） 空心截面的慣性矩比實(shí)心的大。因此，在工藝可能的條件下應(yīng)盡量減薄壁厚。一般不用增加壁厚的辦法來(lái)提高自身剛度。 2） 方形截面的抗彎剛度比圓形的大，而抗扭剛度較低。若支承件所承受的主要是彎矩，則

25、應(yīng)取方形或矩形為好。環(huán)形的抗扭剛度比方形、方框形與長(zhǎng)框形的大。 3） 不封閉的截面比封閉的截面剛度低得多，特別是抗扭剛度下降更多。因此，在可能的條件下，應(yīng)盡量把支承件的截面做成封閉的形式。 3.2 支承件設(shè)計(jì)支承件設(shè)計(jì)40v 隔板 在兩臂之間起連接作用的內(nèi)壁稱(chēng)為隔板。隔板的功用是把作用于支承件局部區(qū)域的載荷傳遞給其他壁板，從而使整個(gè)支承件受載荷，提高支承件的自身剛度。 3.2 支承件設(shè)計(jì)支承件設(shè)計(jì)41 （1） 圖3.19（a） 所示為床身前后壁用“T”形隔板連接，主要提高水平面抗彎剛度，對(duì)提高垂直面抗彎剛度和抗扭剛度不顯著，多用在剛度要求不高的床身上。但這種床身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，鑄造工藝性好。 （2）

26、 圖3.19（b） 為“”形隔板，“”形架具有一定的寬度b和高度h，在垂直面和水平面上的抗彎剛度都比較高，鑄造性能也很好，在大中型車(chē)床上應(yīng)用較多。 （3） 圖3.19（c） 為W形隔板，能較大地提高水平面上的抗彎抗扭剛度，對(duì)中心距超過(guò)1500mm的長(zhǎng)床身，效果最為顯著。 （4） 圖3.19（d） 床身剛度最高，排屑容易。 3.2 支承件設(shè)計(jì)支承件設(shè)計(jì)42v 合理開(kāi)窗和加蓋 鑄鐵支承件壁上開(kāi)孔會(huì)降低剛度。但因結(jié)構(gòu)和工藝要求常需開(kāi)孔。 當(dāng)開(kāi)孔面積小于所在壁面積的0.2時(shí)，對(duì)剛度影響較小。 當(dāng)開(kāi)孔面積超過(guò)所在壁面積的0.2時(shí)，抗扭剛度會(huì)降低許多。 孔寬和孔徑以不大于壁寬的四分之一為宜，且應(yīng)開(kāi)在支承件

27、壁的幾何中心附近。 3.2 支承件設(shè)計(jì)支承件設(shè)計(jì)43v 支承件的靜剛度 （1） 自身剛度。抵抗支承件自身變形的能力稱(chēng)為自身剛度。 （2） 支承件在連接處抵抗變形的能力，稱(chēng)為支承件的連接剛度。 （3） 接觸剛度。支承件各接觸面抵抗接觸變形的能力。 3.2 支承件設(shè)計(jì)支承件設(shè)計(jì)44v 支承件的靜剛度 （4） 支承件抵抗局部變形的能力，稱(chēng)為支承件局部剛度。 3.2 支承件設(shè)計(jì)支承件設(shè)計(jì)45v 支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 確定支承件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，首先要滿足工作性能的要求。由于各類(lèi)機(jī)床的性能、用途、規(guī)格的不同，支承件的形狀和大小和大小也不同。 1）臥式床身 中小型車(chē)床床身，是由兩端的床腿支承； 對(duì)于大型臥式車(chē)

28、床、鏜床、龍門(mén)刨床、龍門(mén)銑床，是直接落地安裝在基礎(chǔ)上； 有些仿形和數(shù)控車(chē)床，則是采用框架式床身。 3.2 支承件設(shè)計(jì)支承件設(shè)計(jì)46 3.2 支承件設(shè)計(jì)支承件設(shè)計(jì) 床身截面形狀主要取決于剛度要求、導(dǎo)軌位置、內(nèi)部需安裝的零部件和排屑等。 47 2）立柱 立柱可看作立式床身，其截面有圓形、方形和矩形。 立柱所承受的載荷有2類(lèi)：一類(lèi)是承受彎曲載荷，載荷作用于立柱的對(duì)稱(chēng)面，如立式鉆床的立柱；另一類(lèi)承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷，如銑床和鏜床的立柱。 3.2 支承件設(shè)計(jì)支承件設(shè)計(jì)48 2）立柱 立柱的截面由剛度決定。 3.2 支承件設(shè)計(jì)支承件設(shè)計(jì)圓形截面對(duì)稱(chēng)矩形截面對(duì)稱(chēng)方形截面49 3）橫梁和底座 橫梁用于龍門(mén)式框架

29、機(jī)床上，作受力分析時(shí)，可看作兩支點(diǎn)的簡(jiǎn)支梁。 橫梁工作時(shí)承受復(fù)雜的空間載荷。橫梁的自重為均布載荷，主軸箱或刀架的自重為集中載荷，而切削力為大小、方向可變的外載荷，這些載荷使橫梁產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形。 橫梁的剛度，尤其是垂直于工件方向的剛度，對(duì)機(jī)床性能影響很大。 3.2 支承件設(shè)計(jì)支承件設(shè)計(jì)50橫梁的橫截面一般做成封閉式。 3.2 支承件設(shè)計(jì)支承件設(shè)計(jì)用“H較大的封閉截面來(lái)提高垂直面內(nèi)的抗彎剛度若在立柱的輔助軌道上夾緊，可用等截面形狀 若在立柱的輔助軌道上夾緊，其中間部分可用變截面形狀 底座的截面形狀51導(dǎo)軌的功用和分類(lèi)導(dǎo)軌的功用和分類(lèi) 導(dǎo)軌的功用是支承和引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)部件沿一定的軌道運(yùn)動(dòng)。 在導(dǎo)軌副中

30、，運(yùn)動(dòng)的一方叫運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，不動(dòng)的一方叫做支承導(dǎo)軌。運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌相對(duì)于支承導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)，通常是直線運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 v 按運(yùn)動(dòng)性質(zhì)分 （1） 主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，即動(dòng)導(dǎo)軌是作主運(yùn)動(dòng)的。 （2） 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，即動(dòng)導(dǎo)軌是作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的，機(jī)床中大多數(shù)導(dǎo)軌屬于進(jìn)給導(dǎo)軌。 （3） 移置導(dǎo)軌，這種導(dǎo)軌只用于調(diào)整部件之間的相對(duì)位置，在加工時(shí)沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 3.3 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)52v 按摩擦性質(zhì)分 （1） 滑動(dòng)導(dǎo)軌 1）液體靜壓導(dǎo)軌。兩導(dǎo)軌面間具有一層靜壓油膜，相當(dāng)于靜壓滑動(dòng)軸承，摩擦性質(zhì)屬于純液體摩擦，主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌都能應(yīng)用。 2）液體動(dòng)壓導(dǎo)軌。當(dāng)導(dǎo)軌面間的相對(duì)滑動(dòng)速度達(dá)到一定值后，液體動(dòng)壓效應(yīng)使導(dǎo)軌油囊處出現(xiàn)壓力

31、油楔，把兩導(dǎo)軌面分開(kāi)，從而形成液體摩擦，相當(dāng)于動(dòng)壓滑動(dòng)軸承，這種導(dǎo)軌只能用于高速場(chǎng)合，故僅用作主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌。 3.3 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)53v 按摩擦性質(zhì)分 3）混合摩擦導(dǎo)軌。在導(dǎo)軌面間雖有一定的動(dòng)壓效應(yīng)或靜壓效應(yīng)，但由于速度還不夠高，油楔所形成的壓力油還不足以隔開(kāi)導(dǎo)軌面，導(dǎo)軌面仍處于直接接觸狀態(tài)，大多數(shù)導(dǎo)軌屬于這一類(lèi)。 4）邊界摩擦導(dǎo)軌。在滑動(dòng)速度很低時(shí)，導(dǎo)軌面間不足以產(chǎn)生動(dòng)壓效應(yīng)。 （2） 滾動(dòng)導(dǎo)軌 在兩導(dǎo)軌副接觸面間裝有球、滾子和滾針等滾動(dòng)元件，具有滾動(dòng)摩擦性能，廣泛的應(yīng)用于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌。 3.3 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)54v 按受力情況分 （1） 開(kāi)式導(dǎo)軌：若導(dǎo)軌所承受的顛覆力矩不大

32、，在部件自重和外載作用下，導(dǎo)軌面a和b在導(dǎo)軌全長(zhǎng)上始終保持貼合，稱(chēng)為開(kāi)式導(dǎo)軌。 （2） 閉式導(dǎo)軌：部件上所受的顛覆力矩M較大時(shí)，就必須增加壓板以形成輔助導(dǎo)軌面e，才能使主導(dǎo)軌面c和d都能良好地接觸，稱(chēng)為閉式導(dǎo)軌。 3.3 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)55導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)要求導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)要求 3.3 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)導(dǎo)向精度：指動(dòng)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)軌跡的準(zhǔn)確度。 精度保持性：指長(zhǎng)期保持原始精度的能力 低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性：指保證導(dǎo)軌在作低速運(yùn)動(dòng)或微量位移時(shí)不出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。剛度：足夠的剛度可以保證在額定載荷作用下，導(dǎo)軌的變形在允許范圍內(nèi)。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好：設(shè)計(jì)時(shí)要注意使導(dǎo)軌的制造和維護(hù)方便，刮研量少。對(duì)于鑲裝導(dǎo)軌，應(yīng)更換容易。5

33、6滑動(dòng)導(dǎo)軌滑動(dòng)導(dǎo)軌v 直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌 直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌截面的形狀主要有三角形、矩形、燕尾型和圓形，并可相互組合。每種導(dǎo)軌副之中還有凹、凸之分。 三角形導(dǎo)軌：它的導(dǎo)向性和精度保持性都高，當(dāng)其水平布置時(shí)，在垂直荷載作用下，動(dòng)導(dǎo)軌會(huì)自動(dòng)下沉，自動(dòng)補(bǔ)償磨損量，不會(huì)產(chǎn)生間隙。 3.3 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)57 矩形導(dǎo)軌： 它的剛度高、承載能力大、制造簡(jiǎn)單、加工、檢驗(yàn)和維修都很方便等優(yōu)點(diǎn)。但矩形導(dǎo)軌不可避免的存在間隙，因而導(dǎo)向性差。矩形導(dǎo)軌適應(yīng)于荷載較大而導(dǎo)向要求略低的機(jī)床。 3.3 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)58 燕尾形導(dǎo)軌： 它的高度較小，可以承受顛覆力矩，間隙調(diào)整方便，用一根鑲條就可以調(diào)節(jié)各接觸面的間隙。 但是，它剛度

34、較差，加工、檢驗(yàn)和維修都不是很方便。這種導(dǎo)軌適用于受力小、導(dǎo)向精度要求不高、速度較低層次多、要求間隙調(diào)整方便的地方。 3.3 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)導(dǎo)軌設(shè)計(jì) 59 圓形導(dǎo)軌： 它的制造方便，工藝性好不易積存較大的切屑，但磨損后很難調(diào)整和補(bǔ)償間隙，主要用于受軸向荷載的場(chǎng)合。 3.3 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)導(dǎo)軌設(shè)計(jì) 60 常用的組合形式： 3.3 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)導(dǎo)軌設(shè)計(jì) 61 （a）所示為雙三角形導(dǎo)軌。它的導(dǎo)向性和精度保持性好，但由于過(guò)定位，加工、檢驗(yàn)和維修都比較困難，因此多用于精度要求較高的設(shè)備，如單柱坐標(biāo)鏜床。 （b）所示為雙矩形導(dǎo)軌。它的承載能力較大，但導(dǎo)向性稍差，多用于普通精度的設(shè)備。 （c）所示為三角形和矩形導(dǎo)軌的組合。

35、它兼有導(dǎo)向性好、制造方便和當(dāng)度高，應(yīng)用也很廣泛。例如，車(chē)床、磨床、滾齒機(jī)的導(dǎo)軌副等。 （d）所示為燕尾型導(dǎo)軌。它是閉式導(dǎo)軌中接觸面最少的一種結(jié)構(gòu)，用一根鑲條就可調(diào)節(jié)各接觸面的間隙，如刨床的滑枕。 （e）所示為矩形和燕尾型導(dǎo)軌的組合。它兼有調(diào)整方便和能承受較大力矩，多用于橫梁、立柱和搖臂導(dǎo)軌副等。 （f）所示為雙圓柱導(dǎo)軌。常用于只受軸向力的場(chǎng)合，如攻絲機(jī)和機(jī)械手等。 3.3 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)導(dǎo)軌設(shè)計(jì) 62v 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的截面形狀有平面、錐面和V形面三種 3.3 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)63 （a）所示為平面環(huán)形導(dǎo)軌。它具有承載能力大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便的優(yōu)點(diǎn)。但平面環(huán)形導(dǎo)軌只能承受軸向載荷。這種

36、導(dǎo)軌摩擦小，精度高，適用于由主軸定心的各種回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的設(shè)備，如齒輪加工機(jī)床。 （b）所示為錐面環(huán)形導(dǎo)軌，母線傾角常取30度，可以承受一定的徑向載荷。 （c）、（d）、（e）所示皆為V形環(huán)面導(dǎo)軌，可以承受較大的徑向載荷和一定的顛覆力矩。但它們的共同缺點(diǎn)是工藝性差，在與主軸聯(lián)合使用時(shí)，既要保證導(dǎo)軌面的接觸又要保證導(dǎo)軌面與主軸的同心是相當(dāng)困難的，因此有被平面環(huán)形導(dǎo)軌取代的趨勢(shì)。 3.3 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)導(dǎo)軌設(shè)計(jì) 64v 鑲裝導(dǎo)軌 采用鑲裝導(dǎo)軌的目的，主要是提高導(dǎo)軌的耐磨性。有時(shí)由于結(jié)構(gòu)的原因，也必須采用鑲裝導(dǎo)軌。在支承導(dǎo)軌上通常鑲裝淬硬鋼塊、鋼板和鋼帶，在動(dòng)導(dǎo)軌上鑲裝塑料或非金屬板等。 3.3 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)導(dǎo)

37、軌設(shè)計(jì)v 導(dǎo)軌間隙的調(diào)整 常用鑲條和壓板來(lái)調(diào)整導(dǎo)軌的間隙。（1）鑲條 鑲條用來(lái)調(diào)整矩形導(dǎo)軌和燕尾型導(dǎo)軌的側(cè)向間隙，以保證導(dǎo)軌面的正常接觸。鑲條應(yīng)放在導(dǎo)軌受力較小的一側(cè)。常用的有平鑲條和楔形鑲條兩種。 65 3.3 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)平鑲條：它具有調(diào)整方便、制造容易等特點(diǎn)。 楔形鑲條：它的兩個(gè)面分別與動(dòng)導(dǎo)軌和支承導(dǎo)軌均勻接觸，剛度高，但制造較困難。 66v 壓板 壓板用于調(diào)整輔助導(dǎo)軌面的間隙并承受顛覆力矩。 3.3 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，但調(diào)整麻煩，常用于不經(jīng)常調(diào)整間隙和間隙對(duì)加工影響不太大的場(chǎng)合。比刮、磨壓板方便，但調(diào)整量受墊片厚度的限制，而且降低了結(jié)合面的接觸剛度。調(diào)節(jié)很方便，只要擰動(dòng)調(diào)節(jié)

38、螺釘就可以了，但剛度比前兩種差，多用于經(jīng)常調(diào)節(jié)間隙和受力不大的場(chǎng)合。67v 導(dǎo)軌的材料 （1）對(duì)導(dǎo)軌材料的要求 對(duì)其主要要求是耐磨性好、工藝性好和成本低。 （2）常用的導(dǎo)軌材料 1）鑄鐵：成本低，有良好的減振性和耐磨性 2）鋼：采用淬火鋼和氮化鋼的鑲裝鋼導(dǎo)軌，可大幅度提高導(dǎo)軌的耐磨性。 3）非鐵金屬：用于鑲裝導(dǎo)軌的非鐵金屬板的材料主要有錫青銅和鋅合金。 4）塑料：鑲裝塑料導(dǎo)軌具有摩擦因數(shù)小、耐磨性好、抗撕傷能力強(qiáng)、低速時(shí)不易出現(xiàn)爬行、加工性能和化學(xué)穩(wěn)定性好、工藝簡(jiǎn)單、成本低等 3.3 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)68 （3）導(dǎo)軌副材料的選用 在導(dǎo)軌副中，為了提高耐磨性和防止咬焊，動(dòng)導(dǎo)軌和支承導(dǎo)軌應(yīng)盡量采用

39、不用材料。如果采用相同的材料，也應(yīng)采用不同的熱處理使雙方具有不同的硬度。一般說(shuō)來(lái)動(dòng)導(dǎo)軌的硬度比支承導(dǎo)軌的硬度約低1545 HBS為宜。 導(dǎo)軌材料的搭配有如下幾種： 鑄鐵鑄鐵、鑄鐵淬火鑄鐵、鑄鐵淬火鋼、非鐵金屬鑄鐵、塑料鑄鐵、淬火鋼淬火鋼等，前者為動(dòng)導(dǎo)軌，后者為支承導(dǎo)軌。除鑄鐵導(dǎo)軌外，其他導(dǎo)軌都是鑲裝的。 3.3 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)69v 導(dǎo)軌的驗(yàn)算 驗(yàn)算滑動(dòng)導(dǎo)軌，現(xiàn)階段只能驗(yàn)算導(dǎo)軌的壓強(qiáng)和壓強(qiáng)分布。壓強(qiáng)大小直接影響導(dǎo)軌表面的耐磨性，壓強(qiáng)的分布影響磨損的均勻性。通過(guò)壓強(qiáng)分布還可以判斷是否應(yīng)采用壓板，即導(dǎo)軌應(yīng)是開(kāi)式還是閉式的。 （1）驗(yàn)算滑動(dòng)導(dǎo)軌的步驟： 1）受力分析。 2）計(jì)算導(dǎo)軌的壓強(qiáng)。 3）按

40、許用強(qiáng)度判斷導(dǎo)軌設(shè)計(jì)是否可行。 4）根據(jù)壓強(qiáng)分布情況，判斷是否需用壓板。 3.3 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)70 （2）導(dǎo)軌壓強(qiáng)的分布 導(dǎo)軌所受最大、最小和平均壓強(qiáng)分別為： 3.3 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)導(dǎo)軌設(shè)計(jì))FL6M(1aLFPPPMFmax)FL6M(1aLFPPPMFminaLF)P(P21Pminmax平均2MaL6MP71 （1） ，壓強(qiáng)按矩形分布，這時(shí)導(dǎo)軌的受力情況最好，但這種情況幾乎不存在。 （2） ，由于顛覆力矩的作用，使導(dǎo)軌的壓強(qiáng)不 按矩形分布，它的合力作用點(diǎn)偏離導(dǎo)軌的中心。 （3） ，壓強(qiáng)按梯形分布，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能保證這種情況。 （4） ，壓強(qiáng)按三角形分布；壓強(qiáng)相差雖然較大，但仍可使導(dǎo)軌面在全

41、長(zhǎng)上接觸，是一種臨界狀態(tài)。 （5） ，均可采用無(wú)壓板的開(kāi)式導(dǎo)軌。 （6） ，主導(dǎo)軌面上將有一段長(zhǎng)度出現(xiàn)不接觸。這時(shí)必須裝置壓板，形成輔助導(dǎo)軌面。 3.3 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)導(dǎo)軌設(shè)計(jì) 0FL6M0FL6M1FL6M1FL6M61FL6M1FL6M72v 導(dǎo)軌的許用壓強(qiáng) 導(dǎo)軌的壓強(qiáng)是影響導(dǎo)軌耐磨性的主要因素之一。設(shè)計(jì)導(dǎo)軌時(shí)，如壓強(qiáng)取得過(guò)大，則會(huì)加劇導(dǎo)軌的磨損；若取得過(guò)小，又會(huì)增大導(dǎo)軌的尺寸。 3.3 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)導(dǎo)軌種類(lèi)平均壓強(qiáng)/Mpa最大壓強(qiáng)/Mpa直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和滑動(dòng)速度大的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌中型設(shè)備0.40.50.81.0重型設(shè)備0.20.30.40.6滑動(dòng)速度低的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌中型設(shè)備1.21.52.53.0重型設(shè)備0