機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)8

第三章導(dǎo)軌設(shè)計(jì)3.3導(dǎo)軌設(shè)計(jì)一、導(dǎo)軌的功用和應(yīng)滿足的基本要求二、導(dǎo)軌的截面形狀選擇和導(dǎo)軌間隙的調(diào)整三、導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)類(lèi)型及特點(diǎn)上一頁(yè)下一頁(yè)退出返回主頁(yè)四、提高道軌精度、剛度和耐磨性的措施返回本章退出返回本節(jié)返回主頁(yè)下一頁(yè)3.3.1導(dǎo)軌的功用和應(yīng)滿足的基本要求（一）導(dǎo)軌的功用和分類(lèi)

導(dǎo)軌的功用是承受載荷和導(dǎo)向。導(dǎo)軌按結(jié)構(gòu)形式可以分為開(kāi)式導(dǎo)軌和閉式導(dǎo)軌。（二）導(dǎo)軌應(yīng)滿足的要求：導(dǎo)軌應(yīng)滿足精度高、承載能力大、剛度好、摩擦阻力小、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、精度保持性好、壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好、便于加工、裝配、調(diào)整和維修、成本低等要求。

下面的五個(gè)要求尤為突出：導(dǎo)向精度；承載能力大，剛度好；精度保持性好；低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好導(dǎo)軌要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工。第三章導(dǎo)軌設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁(yè)未完待續(xù)……3.3.2導(dǎo)軌的截面形狀選擇和導(dǎo)軌間隙的調(diào)整（一）直線導(dǎo)軌的截面形狀

直線導(dǎo)軌的截面形狀主要有四種：矩形、三角形、燕尾形和圓柱形，它們可互相組合，每種導(dǎo)軌副中還有凹、凸之分。（1）矩形導(dǎo)軌：承載能力大、剛度高、制造簡(jiǎn)單、檢驗(yàn)和維修方便等優(yōu)點(diǎn)。適于載荷較大而導(dǎo)向要求略低的機(jī)床。（2）三角形導(dǎo)軌：磨損時(shí)自動(dòng)補(bǔ)償磨損量，不產(chǎn)生間隙。導(dǎo)軌頂角越小，導(dǎo)向性越好，但摩擦力也越大。小頂角用于輕載荷精密機(jī)械，大頂角用于大型或重型機(jī)床。三角形導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)有對(duì)稱(chēng)式和不對(duì)稱(chēng)式兩種。第三章導(dǎo)軌設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁(yè)下一頁(yè)3.3.2導(dǎo)軌的截面形狀選擇和導(dǎo)軌間隙的調(diào)整（一）直線導(dǎo)軌的截面形狀

（3）燕尾形導(dǎo)軌：承載較大的顛覆力矩，導(dǎo)軌的高度較小，結(jié)構(gòu)緊湊，間隙調(diào)整方便。但剛度性較差，加工檢驗(yàn)維修都不大方便。適于受力小、層次多、要求間隙調(diào)整方便的部件。（4）圓柱形導(dǎo)軌：制造方便，工藝性好，但磨損后較難調(diào)整和補(bǔ)償間隙。主要用于受軸向負(fù)荷的導(dǎo)軌，應(yīng)用較少。第三章導(dǎo)軌設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁(yè)下一頁(yè)3.3.2導(dǎo)軌的截面形狀選擇和導(dǎo)軌間隙的調(diào)整（二）回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的截面形狀

回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的截面形狀/100有三種：平面環(huán)形、錐面環(huán)形和雙錐面導(dǎo)軌。（1）平面環(huán)形導(dǎo)軌：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、能承受較大的軸向力，但不能承受徑向力，因而必須與主軸聯(lián)合使用，由主軸來(lái)承受經(jīng)向載荷。（2）錐面環(huán)形導(dǎo)軌：除能承受軸向載荷外，還能承受一定的徑向載荷，但不能承受較大的顛覆力矩。導(dǎo)向性比平面環(huán)形好，但制造較困難。

（3）雙錐面導(dǎo)軌：能承受較大的徑向力，軸向力和一定的顛覆力矩，制造研磨均較困難。第三章導(dǎo)軌設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁(yè)下一頁(yè)3.3.2導(dǎo)軌的截面形狀選擇和導(dǎo)軌間隙的調(diào)整（三）導(dǎo)軌的組合形式

機(jī)床導(dǎo)軌主要有如下的組合：/101

（1）雙三角形導(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)和維修都不方便。（2）雙矩形導(dǎo)軌：承載能力大、制造簡(jiǎn)單。導(dǎo)向方式有兩種——寬式組合和窄式組合。（3）矩形和三角形導(dǎo)軌的組合：導(dǎo)向性好，剛性高，制造方便，應(yīng)用最廣。（4）矩形和燕尾形導(dǎo)軌的組合：能承受較大力矩,

調(diào)整方便，多用在橫梁、立柱、搖臂導(dǎo)軌中。

第三章導(dǎo)軌設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁(yè)下一頁(yè)3.3.2導(dǎo)軌的截面形狀選擇和導(dǎo)軌間隙的調(diào)整（四）導(dǎo)軌間隙的調(diào)整導(dǎo)軌面間的間隙對(duì)機(jī)床工作性能有直接影響，如果間隙過(guò)大，經(jīng)影響運(yùn)動(dòng)精度和平穩(wěn)性；間隙過(guò)小，運(yùn)動(dòng)阻力大，導(dǎo)軌的磨損加快。因此必須保證導(dǎo)軌具有合理間隙，磨損后又能方便地調(diào)整，導(dǎo)軌常用壓板、鑲條來(lái)調(diào)整。（1）壓板/102：用來(lái)調(diào)整導(dǎo)軌面的間隙和承受顛覆力矩。（2）鑲條：調(diào)整矩形導(dǎo)軌和燕尾形導(dǎo)軌的側(cè)向間隙。常用的鑲條有平鑲條/103和斜鑲條/104兩種。（3）導(dǎo)向調(diào)整板：

第三章導(dǎo)軌設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁(yè)下一頁(yè)3.3.3導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)類(lèi)型和特點(diǎn)（一）滑動(dòng)導(dǎo)軌滑動(dòng)導(dǎo)軌具有一定動(dòng)壓效應(yīng)的混合摩擦狀態(tài)。導(dǎo)軌的動(dòng)壓效應(yīng)主要與導(dǎo)軌的摩擦速度、潤(rùn)滑油粘度、導(dǎo)軌面的油溝尺寸和型式等有關(guān)。速度較高的主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，應(yīng)合理設(shè)計(jì)油溝型式和尺寸，選擇合適粘度的潤(rùn)滑油，以產(chǎn)生較好的動(dòng)壓效果。

優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便和抗振性好。

缺點(diǎn)是磨損快。為提高耐磨性，廣泛采用塑料導(dǎo)軌和鑲鋼導(dǎo)軌。塑料導(dǎo)軌使用粘結(jié)法或涂層法覆蓋在導(dǎo)軌面上。通常對(duì)長(zhǎng)導(dǎo)軌噴涂法、對(duì)短導(dǎo)軌用粘結(jié)法。

四種導(dǎo)軌：粘結(jié)塑料軟帶導(dǎo)軌、塑料涂層、金屬塑料復(fù)合導(dǎo)軌、鑲鋼導(dǎo)軌第三章導(dǎo)軌設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁(yè)下一頁(yè)3.3.3導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)類(lèi)型和特點(diǎn)（二）靜壓導(dǎo)軌靜壓導(dǎo)軌按結(jié)構(gòu)形式分開(kāi)式/110和閉式111兩大類(lèi)。（三）卸荷導(dǎo)軌卸荷導(dǎo)軌用來(lái)降低導(dǎo)軌面的壓力，減少摩擦阻力，從而提高導(dǎo)軌的耐磨性和低速運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，尤其是對(duì)大、重型機(jī)床來(lái)說(shuō)，工作臺(tái)和工件的質(zhì)量很大,

導(dǎo)軌面上的摩擦阻力很大，常用卸荷導(dǎo)軌。

導(dǎo)軌的卸荷方式有機(jī)械卸荷、液壓卸荷和氣壓卸荷。第三章導(dǎo)軌設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁(yè)下一頁(yè)3.3.3導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)類(lèi)型和特點(diǎn)（四）滾動(dòng)導(dǎo)軌與滑動(dòng)導(dǎo)軌相比：優(yōu)點(diǎn)是摩擦因數(shù)小，動(dòng)、靜摩擦因數(shù)很接近。

缺點(diǎn)是抗振性差，但可以通過(guò)預(yù)緊方式提高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。

（1）滾動(dòng)導(dǎo)軌的類(lèi)型：按滾動(dòng)體分類(lèi)：滾珠、滾柱、滾針/115

按循環(huán)方式分：循環(huán)式（見(jiàn)下圖）、非循環(huán)式（見(jiàn)上圖中c）

（2）直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副（3）滾動(dòng)導(dǎo)軌塊（4）預(yù)緊：方法是靠螺釘、墊塊或斜塊移動(dòng)導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)靠尺寸差達(dá)到預(yù)緊。第三章導(dǎo)軌設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁(yè)未完待續(xù)……3.3.3導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)類(lèi)型和特點(diǎn)（五）導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)（1）滑動(dòng)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)主要有如下內(nèi)容：

※選擇滑動(dòng)導(dǎo)軌的類(lèi)型和截面形狀；

※根據(jù)機(jī)床的工作條件、使用性能，選擇出合適的導(dǎo)軌類(lèi)型；

※選擇合適的導(dǎo)軌材料、熱處理方法，保證導(dǎo)軌耐磨性和使用壽命；

※進(jìn)行滑動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算；

※設(shè)計(jì)導(dǎo)軌調(diào)整間隙裝置和補(bǔ)償方法；

※設(shè)計(jì)潤(rùn)滑、防護(hù)系統(tǒng)裝置；

※制定出導(dǎo)軌制造加工、裝配的技術(shù)要求。第三章導(dǎo)軌設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁(yè)下一頁(yè)3.3.3導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)類(lèi)型和特點(diǎn)（五）導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)（2）滾動(dòng)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)

目前，直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副和滾動(dòng)導(dǎo)軌塊基本上已經(jīng)系列化、規(guī)格化和模塊化。用戶可根據(jù)需要進(jìn)行外購(gòu)。滾動(dòng)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)，主要是根據(jù)導(dǎo)軌的工作條件、受力情況、使用壽命等要求，選擇直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副或滾動(dòng)導(dǎo)軌塊的類(lèi)型、數(shù)量，并進(jìn)行合理的配置。第三章導(dǎo)軌設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁(yè)下一頁(yè)3.3.4提高導(dǎo)軌精度、剛度和耐磨性的措施（一）合理選擇導(dǎo)軌的材料和熱處理

導(dǎo)軌材料和熱處理方法對(duì)導(dǎo)軌性能、精度有直接影響,

要合理的選擇，以便降低摩擦系數(shù)，提高導(dǎo)軌的耐磨性，降低成本。

導(dǎo)軌的材料有鑄鐵、鋼、有色金屬、塑料等。（1）鑄鐵導(dǎo)軌：良好的抗振性抗，工藝性和耐磨性。（2）鑲鋼導(dǎo)軌：磨損能力強(qiáng)。（3）有色金屬：可以防止撕傷，保證運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和提高運(yùn)動(dòng)精度。（4）塑料：摩擦因數(shù)低、耐磨性高、抗撕傷能力強(qiáng)、低速不易爬行、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、工藝簡(jiǎn)單、化學(xué)性能好、成本低等特點(diǎn)。第三章導(dǎo)軌設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁(yè)進(jìn)入下一節(jié)3.3.4提高導(dǎo)軌精度、剛度和耐磨性的措施（二）導(dǎo)軌的預(yù)緊

合理地將滾動(dòng)導(dǎo)軌預(yù)緊可以提高其承載能力、運(yùn)動(dòng)精度和剛度。（三）導(dǎo)軌的良好潤(rùn)滑和可靠防護(hù)