機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)3機(jī)床主要部件設(shè)計(jì)課件

1、2022年7月28日機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 模塊三 機(jī)床主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模塊三 機(jī)床主要部件設(shè)計(jì)知識(shí)目標(biāo) 掌握主軸部件的設(shè)計(jì)及支承件、導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。技能目標(biāo) 知道主部件的組成形式，主軸組件設(shè)計(jì)原理及支承件、導(dǎo)軌件的結(jié)構(gòu)性分析教學(xué)重點(diǎn) 主部件的組成形式，主軸組件設(shè)計(jì)原理 ，導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。教學(xué)難點(diǎn) 主軸組件設(shè)計(jì)原理教學(xué)方案（情景） 多媒體教學(xué)，案例教學(xué)以及視頻 選用工程應(yīng)用案例 CA6140型普通車(chē)床主軸。建議學(xué)時(shí) 6-8學(xué)時(shí) 組成機(jī)床的部件很多，本模塊僅就其比較重要的部件如主軸部件、支承部件和導(dǎo)軌等的結(jié)構(gòu)、作用及設(shè)計(jì)的敏感性問(wèn)題進(jìn)行介紹。項(xiàng)目一 主軸部件的設(shè)計(jì)主軸組件包括 主軸、支承軸承、傳動(dòng)

2、件、定位元件、密封件。功用 支承并帶動(dòng)工件或刀具旋轉(zhuǎn)進(jìn)行切削；承受切削力和驅(qū)動(dòng)力，完成表面成形運(yùn)動(dòng)。 任務(wù)一 主軸部件的性能要求及傳動(dòng)方式 基 本 要 求 旋轉(zhuǎn)精度 剛度 抗振性 溫升和熱變性 精度保持性.旋轉(zhuǎn)精度 旋轉(zhuǎn)精度 指主軸裝配后，在空載、低速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)下，安裝刀具或工件的主軸部位的徑向跳動(dòng)和軸向跳動(dòng)。旋轉(zhuǎn)精度取決于主軸、軸承、箱體孔的制造、裝配和調(diào)整精度。 主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度直接影響工件的加工精度。 剛度 指主軸組件在外載荷作用下抵抗變形的能力。 2.剛度 剛度的量化 以主軸前端產(chǎn)生單位位移的彈性變形時(shí)，在位移方向所施加的作用力大小來(lái)表示。 當(dāng)主軸外伸端受徑向作用力F，主軸受力方向上的

3、彈性位移為時(shí)，其剛度K 的表達(dá)式為 主軸主件的剛度不足直接影響零件的加工精度和機(jī)床的性能 （2）動(dòng)剛度 主軸組件在交變載荷作用下抵抗變形的能力，表示為 Kd =Fd /d 。 （1）靜剛度 主軸組件在靜載荷作用下抵抗變形的能力，表示為 Kj =Fj /j 。 主軸組件的剛度受主軸的尺寸和形狀，滾動(dòng)軸承的類(lèi)型、數(shù)量、預(yù)緊和配置形式，傳動(dòng)件的布置方式，主軸組件的制造精度和裝配質(zhì)量等因素影響。 在切削過(guò)程中，主軸部件受到靜態(tài)力的作用，也受到?jīng)_擊力和交變力的作用而產(chǎn)生振動(dòng)。沖擊力和交變力是由材料硬度不均勻、加工余量的變化、斷續(xù)切削、主軸部件不平衡、軸承或齒輪存在缺陷以及切削過(guò)程中的顫振等引起。 抗振性

4、 是指機(jī)床在額定載荷切削時(shí)，主軸組件抵抗受迫振動(dòng)和自激振動(dòng)的能力。 3.抗振性 主軸振動(dòng)直接影響工件的表面加工質(zhì)量和刀具的使用壽命，并產(chǎn)生噪聲。 熱變形 是主軸組件運(yùn)動(dòng)時(shí)，各相對(duì)運(yùn)動(dòng)處的摩擦，切削區(qū)的切削熱等使主軸組件的溫度升高，造成形狀、尺寸及位置變化。 4.溫升和熱變形 熱變形會(huì)引起軸承間隙變化，潤(rùn)滑油粘度降低，影響主軸部件的工作性能，降低加工精度。 精度保持性影響機(jī)床使用壽命內(nèi)的加工精度和工作穩(wěn)定性。 精度保持性 指主軸組件長(zhǎng)期保持其原始制造精度的能力。 5.精度保持性 精度保持性決定于主軸組件的耐磨性能。影響耐磨性的因素有主軸、軸承的材料、熱處理方法、軸承類(lèi)型及潤(rùn)滑防護(hù)措施等。 明確：

5、 主軸組件喪失原始制造精度的原因磨損。如主軸軸承、主軸軸頸表面、裝夾工件或刀具的定位表面的磨損。 1. 傳動(dòng)方式 （1）齒輪傳動(dòng) 輪齒的嚙合傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊；能傳遞較大的扭矩，適應(yīng)變轉(zhuǎn)速、變載荷工作。 不足：線(xiàn)速度需1.3 設(shè)計(jì)要點(diǎn)：在滿(mǎn)足剛度的前提下，盡量減小支承件的質(zhì)量 m，提高固有頻率o。 2.良好的動(dòng)態(tài)特性 支承件有較高靜剛度、固有頻率、還應(yīng)有 較大阻尼，薄壁面積應(yīng)小于400mm400mm，避免薄壁振動(dòng)。 3.結(jié)構(gòu)合理 通過(guò)失效處理，能充分消除內(nèi)應(yīng)力，形狀穩(wěn)定。 4.排屑暢通，工藝性好，成本低，吊運(yùn)安裝方便。 機(jī)床支承件要承受切削力、零部件重量、傳動(dòng)力等載荷。 支承件所承受的載荷不

6、同，設(shè)計(jì)時(shí)分析其受力方式不同。 1.中小型機(jī)床 支承件受力分析以切削力為主。 2.精密和高精度機(jī)床 支承部件載荷以移動(dòng)部件的質(zhì)量和熱應(yīng)力為主。如：雙柱立式坐標(biāo)鏜床的橫梁，受力分析考慮主軸箱位于橫梁中部時(shí)，橫梁的彎曲和扭轉(zhuǎn)變形。 3.大型機(jī)床 支承件受力分析應(yīng)考慮工件重力，移動(dòng)部件重力和切削力等。一、支承件的受力分析方式任務(wù)二 支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 二、支承件的截面形狀設(shè)計(jì)原則 支承件變形主要是彎扭變形。且抗彎剛度和抗扭剛度隨支承件的截面慣性矩增大而增大。設(shè)計(jì)原則： 截面積一定時(shí)，空心截面比實(shí)心截面的慣性矩大，滿(mǎn)足工藝要求時(shí)，應(yīng)盡量減小壁厚，提高抗彎剛度。 承受一個(gè)方向彎矩的支承件，當(dāng)高度方向?yàn)槭軓?/p>

7、方向時(shí)，截面形狀應(yīng)為矩形。 承受彎扭作用的支承件，截面形狀應(yīng)為方形。 承受純轉(zhuǎn)矩的支承件，截面形狀應(yīng)為圓環(huán)形。 不封閉截面剛度遠(yuǎn)小于封閉截面剛度，盡量將支承件制成封閉形狀。 截面不能封閉的支承件，應(yīng)采取補(bǔ)償剛度措施。 三、提高支承件靜剛度的措施 從抗彎剛度、鑄造工藝、支承件功用綜合考慮，支承件截面不能完全封閉，存在剛度損失。 導(dǎo)軌與床身的過(guò)渡連接處存在局部剛度損失。 箱體軸承孔處存在剛度損失。 為什么要進(jìn)行剛度補(bǔ)償？ 縱向隔板應(yīng)布置在彎曲平面內(nèi)，即隔板的高度方向與作用力F 的方向一致，如圖?？v向隔板能提高抗彎剛度。 1.隔板和加強(qiáng)肋 （1）隔板（肋板）是連接外壁間的內(nèi)壁。作用是將局部載荷傳遞給

8、其它壁板，使整個(gè)支承件較均勻地承受載荷。 縱向隔板 無(wú)橫向隔板時(shí)，相對(duì)抗扭剛度很低；增加一個(gè)端面橫向隔板時(shí)，抗扭剛度成倍增加，均勻布置三個(gè)橫向隔板后，抗扭剛度又成倍增加。 支承件內(nèi)增加橫向隔板能提高抗扭剛度。 斜板是多個(gè)橫隔板和縱隔板組合形成。支承件內(nèi)增加斜板可提高抗彎和抗扭剛度。 斜向隔板 橫向隔板 （2）加強(qiáng)肋（肋條） 配置在外壁內(nèi)側(cè)或內(nèi)壁上，其作用是加強(qiáng)局部剛度和減少薄壁振動(dòng)。 注意：肋條高應(yīng)約為支承件壁厚的5倍。 圖a，用加強(qiáng)肋 提高導(dǎo)軌與床身過(guò)渡連接處的局部剛度。 圖b，用加強(qiáng)肋 提高箱體軸承孔處的局部剛度。 圖 c、d、e 為工作臺(tái)等板形支承件的加強(qiáng)肋。提高抗彎剛度，避免薄壁振動(dòng)。

9、 2.支承件開(kāi)孔后的剛度補(bǔ)償 立柱或橫梁中為安裝機(jī)件或工藝需要，需要開(kāi)孔，從而造成抗扭、抗彎剛度的損失。 （1）在孔上加蓋板，用螺栓將蓋板固定在壁上。 （2）也可將孔的周邊加厚（翻邊），再加嵌入式蓋板。剛度補(bǔ)償方法： 3.提高接觸剛度 相對(duì)滑動(dòng)的連接面和重要的固定結(jié)合面須精磨或配對(duì)刮研，以增加接觸面積。 緊固螺栓應(yīng)使結(jié)合面有2MPa的接觸壓強(qiáng)，以消除結(jié)合面的平面度誤差，增大結(jié)合面積。 結(jié)合面承受彎矩時(shí)，應(yīng)使較多的緊固螺栓布置在受拉面，承受拉應(yīng)力。 結(jié)合面承受轉(zhuǎn)矩時(shí)，螺栓遠(yuǎn)離扭轉(zhuǎn)中心，均勻分布在四周。第二節(jié) 支承件設(shè)計(jì) 五、支承件的材料 灰口鑄鐵的鑄造、切削性能好，易得到復(fù)雜形狀；阻尼大，有良好

10、的抗振性能；加入少量合金元素可提高耐磨性。 （1）機(jī)床支承件常采用鑄鐵 1.鑄鐵 是加入少量的鉻、硅、稀土等合金元素的灰口鑄鐵。（2）支承鑄件消除應(yīng)力的方式 鑄件壁厚不均勻，鑄造冷卻中產(chǎn)生鑄造應(yīng)力，鑄造后應(yīng)進(jìn)行自然失效處理。 精密機(jī)床支承件，粗加工前自然失效，粗加工后人工失效，充分消除鑄造應(yīng)力。 床身、立柱、橫梁等進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效，消除內(nèi)應(yīng)力。 2.鋼材 特點(diǎn)及應(yīng)用 不用鑄模，制作周期短。 鋼件抗彎剛度大于鑄鐵件。 滿(mǎn)足剛度要求時(shí)，鋼件比鑄件壁厚薄一半，重量減輕20%30%。但阻尼為鑄件的1/3，抗振性能差。 適合于生產(chǎn)數(shù)量少，品種多的大型床身的制造。 常用Q235-A，20鋼的鋼板和型鋼焊接成支

11、承件。 3.樹(shù)脂混凝土 阻尼比是灰口鑄鐵的810倍，抗振性好。 耐腐蝕性好。與金屬粘接力強(qiáng)，可按結(jié)構(gòu)要求，預(yù)埋金屬件，減少金屬加工量。 澆注的床身靜剛度比鑄鐵高16%40%。 可增加鋼筋或加強(qiáng)纖維，提高抗拉強(qiáng)度。 樹(shù)脂混凝土即人造花崗巖，是制造床身的新型材料。 鋼板焊成框架，充入樹(shù)脂混凝土，適合構(gòu)成大、中型機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的支承件。特點(diǎn)及應(yīng)用第二節(jié)結(jié)束 移置導(dǎo)軌 可調(diào)整部件之間的相對(duì)位置，在機(jī)床中沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。如：臥式車(chē)床的尾座導(dǎo)軌。項(xiàng)目三 導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)任務(wù)一 導(dǎo)軌的性能要求及分類(lèi) 1.功用：承受載荷和導(dǎo)向。承受安裝在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)部件及工件的質(zhì)量和切削力，引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)部件沿一定的軌跡運(yùn)動(dòng)。 主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌

12、用于刨床、拉床、插齒機(jī)的主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌 用于機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)中。（1）按運(yùn)動(dòng)性質(zhì)分為 2.分類(lèi)及應(yīng)用 （2）按摩擦性質(zhì)分為 滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌。 靜壓滑動(dòng)導(dǎo)軌 液體摩擦，導(dǎo)軌間有壓力油膜層，靠液壓系統(tǒng)提供壓力油膜。用于高精度機(jī)床進(jìn)給導(dǎo)軌。 動(dòng)壓滑動(dòng)導(dǎo)軌 液體摩擦，動(dòng)壓油膜的形成是利用滑移速度帶動(dòng)潤(rùn)滑油從大間隙處向狹窄處流動(dòng)形成的。 適用于主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌。 普通滑動(dòng)導(dǎo)軌 混合摩擦，導(dǎo)軌間有一定動(dòng)壓效應(yīng)，速度較低，導(dǎo)軌面處于接觸狀態(tài)。用于大多數(shù)普通機(jī)床。 滾動(dòng)導(dǎo)軌 導(dǎo)軌面之間裝有滾動(dòng)元件（鋼球），靠鋼球的滾動(dòng)摩擦引導(dǎo)部件運(yùn)動(dòng)。廣泛用于數(shù)控、精密和高精度機(jī)床。 （3）按結(jié)構(gòu)形式分為 開(kāi)式導(dǎo)軌、

13、閉式導(dǎo)軌 。 開(kāi)式導(dǎo)軌 是利用部件質(zhì)量和載荷，使導(dǎo)軌副在全長(zhǎng)上始終保持接觸的導(dǎo)軌。 開(kāi)式導(dǎo)軌不能承受較大顛覆力矩。用于大型機(jī)床的水平導(dǎo)軌。 閉式導(dǎo)軌能保持導(dǎo)軌副始終接觸，故能承受較大的顛覆力矩。 如圖，壓板和床身導(dǎo)軌下底面 a 組成的輔助導(dǎo)軌。閉式導(dǎo)軌 是在開(kāi)式導(dǎo)軌上增加輔助導(dǎo)軌而構(gòu)成。任務(wù)二 、滑動(dòng)導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.導(dǎo)軌的截面形狀選擇 要使動(dòng)導(dǎo)軌嚴(yán)格按規(guī)定的軌跡運(yùn)動(dòng)，必須限制五個(gè)自由度。因?qū)к壍哪Σ撩鎸挾容^小，故導(dǎo)軌可視為 窄定位板。 兩個(gè)窄支承平面 a、b 構(gòu)成一個(gè)定位面，限制 3 個(gè)自由度 窄支承平面 c 限制 2 個(gè)自由度 雙矩形導(dǎo)軌 導(dǎo)軌制造容易，剛度和承載能力大，安裝調(diào)整方便。但側(cè)

14、導(dǎo)向需用鑲條調(diào)整間隙補(bǔ)償導(dǎo)軌面的磨損。廣泛用于普通精度的中型車(chē)床、組合機(jī)床、升降臺(tái)銑床、數(shù)控機(jī)床等。 三角形和矩形導(dǎo)軌的組合 導(dǎo)軌的導(dǎo)向性好，制造方便、剛度高。廣泛用于車(chē)床、磨床、龍門(mén)銑床、龍門(mén)刨、滾齒機(jī)、坐標(biāo)鏜床的床身導(dǎo)軌。 對(duì)于三角形導(dǎo)軌，減小其頂角，導(dǎo)軌的導(dǎo)向性能提高，但承載能力下降。 一般機(jī)床取= 900，重型機(jī)床取900，精密機(jī)床和滾齒機(jī)取 900。 雙三角形導(dǎo)軌 這種導(dǎo)軌不需要鑲條調(diào)整間隙，接觸剛度好，導(dǎo)向性和精度保持性好。但工藝性差，加工、檢驗(yàn)和維修不方便，只能配加工。 多用于精密機(jī)床，如絲杠車(chē)床、導(dǎo)軌磨床、齒輪磨床等。 燕尾形和矩形導(dǎo)軌的組合 這組導(dǎo)軌調(diào)整方便，承載力矩大。廣泛

15、用在機(jī)床的橫梁、立柱、搖臂導(dǎo)軌中。 雙燕尾形導(dǎo)軌 是一種不用輔助導(dǎo)軌副的閉式導(dǎo)軌。導(dǎo)軌高度小，可承受顛覆力矩。 燕尾導(dǎo)軌是過(guò)定位，必須用鑲條調(diào)整摩擦面的間隙。由于結(jié)構(gòu)原因，此導(dǎo)軌剛度差，加工、檢驗(yàn)、維修不方便。 用于受力小，結(jié)構(gòu)層數(shù)多，間隙調(diào)整方便處，如牛頭刨床滑枕導(dǎo)軌、臥式車(chē)床的刀架導(dǎo)軌等。 2.導(dǎo)軌間隙的調(diào)整 （1）輔助導(dǎo)軌間隙調(diào)整 采用壓板 調(diào)整輔助導(dǎo)軌面間隙，承受顛覆力矩。 圖a ：通過(guò)精磨或刮削壓板厚度調(diào)整間隙。 圖b：通過(guò)改變墊片層數(shù)和墊片厚度調(diào)整間隙。 圖c：通過(guò)壓板和導(dǎo)軌間的平鑲條調(diào)節(jié)間隙。 （2）矩形導(dǎo)軌和燕尾導(dǎo)軌的間隙調(diào)整 圖a、圖b：平鑲條較薄，全長(zhǎng)只由幾個(gè)螺釘調(diào)整間隙，

16、鑲條在幾個(gè)點(diǎn)上受力，因此鑲條易變形，剛度較低。 圖c：間隙調(diào)整后，再擰緊緊固螺栓。平鑲條調(diào)整方便。 采用鑲條來(lái)調(diào)整矩形導(dǎo)軌和燕尾導(dǎo)軌的側(cè)面間隙。鑲條應(yīng)裝在導(dǎo)軌受力較小的一側(cè)，以提高剛度。 平鑲條調(diào)整間隙 斜鑲條調(diào)整間隙 調(diào)整方式：將動(dòng)導(dǎo)軌的一面做成與鑲條斜度相同，方向相反的斜面，通過(guò)斜面配合，縱向移動(dòng)鑲條來(lái)調(diào)整導(dǎo)軌橫向間隙。 缺點(diǎn)：螺釘?shù)耐辜绾丸倵l溝槽間的間隙會(huì)引起鑲條在運(yùn)動(dòng)中竄動(dòng)。 圖a：用螺釘推動(dòng)鑲條縱向移動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便。 圖c：將螺釘凸肩變?yōu)閹A柱銷(xiāo)的調(diào)整套，圓柱銷(xiāo)與圓孔配作，通過(guò)配合精度控制鑲條的竄動(dòng)。調(diào)整方便，但縱向尺寸較長(zhǎng)。 圖b：用雙螺釘調(diào)節(jié)，能避免鑲條竄動(dòng)，性能較好。

17、孕育鑄鐵廣泛應(yīng)用在臥式車(chē)床、轉(zhuǎn)塔車(chē)床、升降臺(tái)銑床及磨床等機(jī)床上。任務(wù)三 、滑動(dòng)導(dǎo)軌的材料及選擇 （1）鑄鐵導(dǎo)軌 常用的有灰鑄鐵、孕育鑄鐵、耐磨鑄鐵等。 1.滑動(dòng)導(dǎo)軌的材料 1）對(duì)耐磨性能要求高、精加工為磨削、且與床身做成一體的導(dǎo)軌，廣泛采用孕育鑄鐵HT300。 孕育鑄鐵 是在鐵水中加入少量孕育劑硅、錳、鋁、稀土等，以獲得均勻的珠光體和細(xì)片狀石墨組織，而提高強(qiáng)度和硬度。并通過(guò)電接觸淬火或高頻淬火，進(jìn)一步提高耐磨性。 鉻鉬銅耐磨鑄鐵 可用于制造中、小型精密機(jī)床、儀表機(jī)床的床身導(dǎo)軌。 2）耐磨鑄鐵 是在灰鑄鐵中添加磷、銅、鈦、鉬、釩等細(xì)化晶粒的元素，其耐磨性比HT300提高12倍以上。 高磷耐磨鑄鐵

18、 可用于普通機(jī)床的床身、溜板、工作臺(tái)及其導(dǎo)軌，且應(yīng)用日趨廣泛。 釩鈦耐磨鑄鐵 適用于制造各類(lèi)中、小型機(jī)床的導(dǎo)軌，其機(jī)械性能好，優(yōu)于高磷耐磨鑄鐵 ，溶鑄工藝簡(jiǎn)單，耐磨性能比孕育鑄鐵HT300提高近2倍。 磷銅鈦耐磨鑄鐵 鑄件質(zhì)量較高，適用于制造坐標(biāo)鏜床、螺紋磨床等精密機(jī)床的床身、立柱和工作臺(tái)等導(dǎo)軌。 （2）鑲鋼導(dǎo)軌 是將淬硬的碳素鋼或合金鋼導(dǎo)軌，分段地鑲裝在鑄鐵和或鋼制的床身上。以提高導(dǎo)軌的耐磨性。 鑲鋼導(dǎo)軌工藝復(fù)雜、加工較困難。 主要用于數(shù)控機(jī)床和加工中心的導(dǎo)軌中。 在鑄鐵床身上，鑲裝鋼導(dǎo)軌常用螺釘或楔塊擠緊固定。 在鋼制床身上，鑲裝鋼導(dǎo)軌一般用焊接方法連接。 適用于中小型精密機(jī)床和數(shù)控機(jī)床，

19、特別是潤(rùn)滑不良（如立式導(dǎo)軌）或無(wú)法潤(rùn)滑的導(dǎo)軌。 （3）塑料導(dǎo)軌 是用粘結(jié)法或噴涂法覆蓋在導(dǎo)軌面上。以提高耐磨性。 粘貼軟帶以聚四氟乙烯為基體，添加各種無(wú)機(jī)物和有機(jī)粉末等填料制成。 1） 粘貼塑料軟帶導(dǎo)軌 聚四氟乙烯軟帶導(dǎo)軌的特點(diǎn)是：摩擦系數(shù)小，耗能低；動(dòng)靜摩擦系數(shù)接近，低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好；阻尼特性好，抗振性好；耐磨性好，能自身潤(rùn)滑，使用壽命長(zhǎng)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，磨損易更換，經(jīng)濟(jì)性好。剛性較差，受力后產(chǎn)生變形，對(duì)高精度的機(jī)床有影響。 塑料涂層 都是以環(huán)氧樹(shù)脂為基體，加入固體潤(rùn)滑劑和膠體石墨及其它鐵粉填充劑混合而成。 2）塑料涂層導(dǎo)軌 根據(jù)涂層材料的組織和性能不同，可分別適用于大、中、小型精密機(jī)床

20、導(dǎo)軌和數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌。 涂塑導(dǎo)軌在西歐國(guó)家，普遍用于數(shù)控機(jī)床的制造中。 環(huán)氧樹(shù)脂塑料涂層的特點(diǎn)：有較高的耐磨性、硬度、強(qiáng)度和熱導(dǎo)率；在無(wú)潤(rùn)滑情況下，能防止爬行，改善導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)特性，特別是低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性較好。 塑料涂層 應(yīng)用較多的有環(huán)氧涂層、含氟涂層和HNT涂層。 5）精密和高精度機(jī)床，導(dǎo)軌面需刮削，可采用耐磨鑄鐵導(dǎo)軌副，但動(dòng)導(dǎo)軌的硬度比支承導(dǎo)軌的硬度低1545HB。 1）導(dǎo)軌副應(yīng)采用不同的材料制造，以提高導(dǎo)軌副的耐磨性，防止粘結(jié)磨損。導(dǎo)軌副材料的選用原則： 2）采用相同的材料，應(yīng)采用不同的熱處理，使其雙方具有不同的硬度。 3）滑動(dòng)長(zhǎng)導(dǎo)軌各處的使用機(jī)率不等，磨損不勻。因此，長(zhǎng)導(dǎo)軌應(yīng)采用耐磨性好、硬

21、度較高的材料制造。 4）普通機(jī)床的動(dòng)導(dǎo)軌多采用聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶，支承導(dǎo)軌采用淬硬的孕育鑄鐵。 靜壓導(dǎo)軌 是依靠液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力油，形成承載油膜的導(dǎo)軌任務(wù)四、靜壓導(dǎo)軌 靜壓導(dǎo)軌的優(yōu)點(diǎn)： 摩擦系數(shù)小，機(jī)械效率高；導(dǎo)軌面被油膜隔開(kāi)，不產(chǎn)生粘結(jié)磨損，導(dǎo)軌精度保持好；導(dǎo)軌的油膜較厚，有均化表面誤差的作用；油膜的阻尼比大，導(dǎo)軌的抗振性能良好；導(dǎo)軌低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，防爬行性能良好 。 靜壓導(dǎo)軌 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要一套完整的液壓系統(tǒng)。 工作原理 能夠?qū)⒕哂幸欢▔簭?qiáng)的潤(rùn)滑油，經(jīng)節(jié)流器通入動(dòng)導(dǎo)軌的縱向油槽中，形成承載油膜，使導(dǎo)軌副的摩擦面隔開(kāi)，實(shí)現(xiàn)液體摩擦。 應(yīng)用： 靜壓導(dǎo)軌適用于具有液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的精密機(jī)床和高精度機(jī)

22、床的水平進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌。 導(dǎo)軌面的油腔形成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的液壓支承點(diǎn)，在液壓的作用下，動(dòng)導(dǎo)軌及其運(yùn)動(dòng)部件便浮動(dòng)起來(lái)，形成液體摩擦。 如圖：常用的閉式靜壓導(dǎo)軌，液壓泵產(chǎn)生的壓力油，經(jīng)可變節(jié)流器節(jié)流后，通入導(dǎo)軌面油腔A和輔助導(dǎo)軌面油腔B 1）爬行 是進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的一種低速運(yùn)動(dòng)的不均勻現(xiàn)象，即在傳動(dòng)件以很低的速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，工件臺(tái)出現(xiàn)速度不均勻的跳躍式運(yùn)動(dòng)，或出現(xiàn)間歇式運(yùn)動(dòng)，速度時(shí)快時(shí)慢，時(shí)走時(shí)停。任務(wù)五、低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性 1. 爬行現(xiàn)象及產(chǎn)生原因 運(yùn)動(dòng)不均勻的低速爬行，影響機(jī)床的加工精度、定位精度，使工件表面精度降低。 爬行嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致機(jī)床不能正常工作。特別是在精密機(jī)床、數(shù)控機(jī)床及大型機(jī)床中，爬行危害極大

23、。2）爬行現(xiàn)象的危害 通常，爬行的臨界速度是評(píng)價(jià)機(jī)床性能的一個(gè)重要指標(biāo)。 爬行是一種摩擦自激振動(dòng)。主要原因是摩擦面上的動(dòng)摩擦系數(shù)小于靜摩擦系數(shù)，且由于摩擦阻尼，動(dòng)摩擦系數(shù)隨滑移速度的增加而減小，以及傳動(dòng)系統(tǒng)的彈性變形。3）爬行的產(chǎn)生原因 2）提高傳動(dòng)系統(tǒng)的剛性（適當(dāng)加大絲杠直徑以提高拉壓剛度，軸承適度預(yù)緊?？s短傳動(dòng)鏈，合理分配傳動(dòng)比。防止液壓傳動(dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的氣穴、沖擊現(xiàn)象）。2.消除爬行的措施 降低爬行臨界速度的措施有： 1）減少靜動(dòng)摩擦系數(shù)之差，改變動(dòng)摩擦系數(shù)隨速度變化的特性（滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，液體摩擦代替滑動(dòng)摩擦，減摩材料，專(zhuān)用導(dǎo)軌油）。 3）盡量減少動(dòng)導(dǎo)軌及工作臺(tái)的質(zhì)量。第三節(jié)結(jié)束2.

24、工作原理 項(xiàng)目四 滾珠絲杠螺母副機(jī)構(gòu) 任貿(mào)一、滾珠絲杠副的工作原理及特點(diǎn)1.結(jié)構(gòu) 滾珠絲杠副 是將絲杠和螺母都加工成凹半圓弧形螺紋，且圓弧半徑略大于鋼珠半徑。在螺紋副間放入鋼珠，使絲杠和螺母之間的運(yùn)動(dòng)成為滾動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 當(dāng)絲杠、螺母相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鋼珠沿螺旋滾道滾動(dòng)，使螺紋摩擦為滾動(dòng)摩擦。滾珠通過(guò)螺母兩端的回程導(dǎo)引裝置，自動(dòng)返回入口而循環(huán)流動(dòng)。從而實(shí)現(xiàn)高精度、高效率的傳動(dòng)。 軸承鋼，淬硬磨削3.特點(diǎn)及應(yīng)用 傳動(dòng)效率高達(dá) 85%98%，是普通滑動(dòng)絲杠副的24倍，摩擦損失小，功率消耗小。 適當(dāng)預(yù)緊，能消除反向螺紋間隙，定位精度、剛度高。 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)爬行現(xiàn)象，傳動(dòng)精度高。 摩擦角小于10，不能自鎖。

25、如果驅(qū)動(dòng)升降運(yùn)動(dòng)，必須增加制動(dòng)裝置。 滾珠絲杠螺母副常用于數(shù)控機(jī)床行程不太長(zhǎng)的進(jìn)給系統(tǒng)中，以提高進(jìn)給系統(tǒng)的靈敏度、定位精度和防止爬行。 1.滾珠循環(huán)方式 如圖，絲杠螺母之外置有插管式回珠器5，螺母之內(nèi)裝有擋珠器。 （1）外循環(huán)滾珠絲杠副 任務(wù)二、滾珠循環(huán)方式及軸向間隙調(diào)整 鋼珠每一個(gè)循環(huán)稱(chēng)為一列，每一列內(nèi)每個(gè)導(dǎo)程稱(chēng)為一圈，外循環(huán)每列有1.5圈、2.5圈、 3.5圈，剩下的半圈用作回珠。 絲杠勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，擋珠器能迫使?jié)L珠轉(zhuǎn)幾圈后，經(jīng)回珠器返回入口，完成一個(gè)滾動(dòng)循環(huán)，同時(shí)準(zhǔn)備開(kāi)始新的循環(huán)。 內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副的螺母內(nèi)孔中，裝有接通相鄰滾道的返向回珠器，迫使?jié)L珠翻越螺紋的牙頂進(jìn)入相鄰滾道。 內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠的每一個(gè)循環(huán)（每列）只有一圈