機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置.ppt

1 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 2 機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)是進(jìn)給伺服系統(tǒng)的重要組成部分 它包括減速齒輪 聯(lián)軸節(jié) 滾珠絲杠螺母副 絲杠支承 導(dǎo)軌副 傳動(dòng)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的蝸桿蝸輪等機(jī)械環(huán)節(jié) 它們的剛性 制造精度 摩擦阻尼特性等 對(duì)執(zhí)行件能否實(shí)現(xiàn)每一脈沖的微量移動(dòng)有重要影響 另外 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)力矩很大 負(fù)載變化頻繁 故對(duì)剛度也有特殊的要求 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 3 滾珠絲杠副的優(yōu)點(diǎn) 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 4 3 1滾珠絲杠副 傳動(dòng)效率高 達(dá) 0 92 0 94 是普通滑動(dòng)絲杠的3 4倍 摩擦力小 因靜 動(dòng)摩擦因數(shù)小 因而傳動(dòng)靈敏 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) 低速不易爬行 隨動(dòng)精度和定位精度高 可預(yù)緊 經(jīng)預(yù)緊后可消除軸向間隙 有助于定位精度和剛度提高 既使反向也沒有空行程 反向定位精度高 且傳動(dòng)平穩(wěn) 有可逆性 因摩擦因數(shù)小 所以不僅可將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng) 也可將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 絲杠和螺母既可作為主動(dòng)件 也可作為從動(dòng)件 使用壽命長(zhǎng) 滾珠絲杠副采用優(yōu)質(zhì)合金鋼制成 其滾道表面淬火硬度達(dá)60 62HRC 表面粗糙度值小 而且是滾動(dòng)摩擦 故磨損很小 使用壽命長(zhǎng) 4 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 4 3 1滾珠絲杠副 滾珠絲杠副的缺點(diǎn) 制造工藝復(fù)雜 成本高 滾珠絲杠 螺母 反向器等零件的加工精度和表面粗糙度要求高 故制造成本高 如絲杠螺母上的螺旋槽滾道一般都要求磨削成形表面 工藝復(fù)雜 不能實(shí)現(xiàn)自鎖 由于其摩擦因數(shù)小而不能自鎖 特別是垂直 立式 絲杠 由于自重和慣性或因突然停斷電而容易造成主軸箱等下滑 所以需要添加制動(dòng)裝置 5 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 4 3 1滾珠絲杠副 絲杠和螺母的螺紋滾道間裝有承載滾珠 當(dāng)絲杠或螺母轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 滾珠沿螺紋滾道滾動(dòng) 則絲杠與螺母之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生滾動(dòng)摩擦 為防止?jié)L珠從滾道中滾出 在螺母的螺旋槽兩端設(shè)有回程引導(dǎo)裝置 它們與螺紋滾道形成循環(huán)回路 使?jié)L珠在螺母滾道內(nèi)循環(huán) 端蓋循環(huán) 插管循環(huán) 6 1 滾珠的循環(huán)方式 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 4 3 1滾珠絲杠副 滾珠絲杠螺母副的滾珠循環(huán)方式常用的有外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩種 滾珠在循環(huán)過(guò)程中有時(shí)與絲杠脫離接觸的稱為外循環(huán) 始終與絲杠保持接觸的稱內(nèi)循環(huán) 滾珠絲杠螺母副的每個(gè)循環(huán)稱為一列 每個(gè)導(dǎo)程稱為一圈 7 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 4 3 1滾珠絲杠副 外循環(huán) 外循環(huán)這種結(jié)構(gòu)是在螺母體上軸向相隔2 5圈或3 5圈螺紋處鉆兩個(gè)孔與螺旋槽相切 作為滾珠的進(jìn)口與出口 再用弧形銅管插入進(jìn)口和出口內(nèi) 形成滾珠返回通道 由彎管的端部來(lái)引導(dǎo)滾珠 這種彎管由兩半合成 采用沖壓件 工藝性好 外循環(huán)方式制造工藝簡(jiǎn)單 應(yīng)用廣泛 但螺母徑向尺寸較大 因用彎管端部作擋珠器 故剛性差 易磨損 噪音較大 外循環(huán)的工作圈數(shù)是2 5圈或3 5圈 1 2列 8 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 4 3 1滾珠絲杠副 內(nèi)循環(huán)它采用圓柱凸鍵反向器實(shí)現(xiàn)滾珠循環(huán) 反向器的圓柱部分嵌入螺母內(nèi) 端部開有反向槽 反向槽靠圓柱外圓面及其上端的凸鍵定位 以保持對(duì)準(zhǔn)螺紋滾道方向 在一個(gè)螺母上沿螺紋周向錯(cuò)開120 軸向錯(cuò)開 t為導(dǎo)程 裝三個(gè)反向器 形成三圈滾珠循環(huán) 內(nèi)循環(huán)螺母結(jié)構(gòu)緊湊 定位可靠 剛性好 不易磨損 反回滾道短 不易產(chǎn)生滾珠堵塞 摩擦損失小 缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜 制造較困難 內(nèi)循環(huán)的工作圈數(shù)是3列 內(nèi)循環(huán) 9 2 滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 4 3 1滾珠絲杠副 滾珠絲杠副除了對(duì)本身單一方向的傳動(dòng)精度有要求外 對(duì)其軸向間隙也有嚴(yán)格要求 以保證其反向傳動(dòng)精度 滾珠絲杠副的軸向間隙是承載時(shí)在滾珠與滾道型面接觸點(diǎn)的彈性變形所引起的螺母位移量和螺母原有間隙的總和 通常采用雙螺母預(yù)緊或單螺母 大滾珠 大導(dǎo)程 的方法 把彈性變形控制在最小限度內(nèi) 以減小或消除軸向間隙 并可以提高滾珠絲杠副的剛度 10 2 滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 4 3 1滾珠絲杠副 雙螺母預(yù)緊是使兩個(gè)螺母產(chǎn)生軸向位移 相離或靠近 以消除它們之間的間隙和施加預(yù)緊力 方法有三種 1 雙螺母螺紋式2 雙螺母墊片式3 雙螺母齒差式 11 2 滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 4 3 1滾珠絲杠副 1 雙螺母螺紋式 利用一個(gè)螺母上的外螺紋 通過(guò)圓螺母調(diào)整兩個(gè)螺母的相對(duì)軸向位置實(shí)現(xiàn)預(yù)緊 調(diào)整好后用另一個(gè)圓螺母鎖緊 這種結(jié)構(gòu)調(diào)整方便 且可在使用過(guò)程中 隨時(shí)調(diào)整 但預(yù)緊力大小不能準(zhǔn)確控制 12 2 滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 4 3 1滾珠絲杠副 2 雙螺母墊片式 通過(guò)改變墊片的厚度 使?jié)L珠絲杠的左右螺母不相對(duì)旋轉(zhuǎn) 只作軸向位移 實(shí)現(xiàn)預(yù)緊 這種方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 剛性好 應(yīng)用最為廣泛 13 2 滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊 5 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 4 3 1滾珠絲杠副 3 雙螺母齒差式 在兩個(gè)螺母的凸緣上各制有圓柱外齒輪 分別與固緊在套筒兩端的內(nèi)齒圈相嚙合 其齒數(shù)分別為Z1 Z2 并相差一個(gè)齒 調(diào)整時(shí) 先取下內(nèi)齒圈 讓兩個(gè)螺母相對(duì)于套筒同方向都轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒 然后再插入內(nèi)齒圈 則兩個(gè)螺母便產(chǎn)生相對(duì)角位移 其軸向位移量為 14 2 滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 4 3 1滾珠絲杠副 單螺母預(yù)緊的方法有二種 1 增大滾珠直徑法 2 偏置導(dǎo)程法 15 2 滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 4 3 1滾珠絲杠副 1 增大滾珠直徑法 為了補(bǔ)償滾道的間隙 設(shè)計(jì)時(shí)將滾珠的尺寸適當(dāng)增大 使其4點(diǎn)接觸 產(chǎn)生預(yù)緊力 為了提高工作性能 可以在承載滾珠之間加入間隔鋼球 16 2 滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 4 3 1滾珠絲杠副 2 偏置導(dǎo)程法 在螺母中部將其導(dǎo)程增加一個(gè)預(yù)壓量 以達(dá)到預(yù)緊的目的 17 3 滾珠絲杠的支承結(jié)構(gòu) 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 4 3 1滾珠絲杠副 A 一端裝止推軸承 固定 自由式 雙推 自由式 1 軸向剛度低 與螺母位置有關(guān) 2 雙推端可預(yù)拉伸安裝 3 適宜中小載荷與低速 更適宜垂直安裝 短絲杠 18 3 滾珠絲杠的支承結(jié)構(gòu) 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 4 3 1滾珠絲杠副 B 一端裝止推軸承 另一端裝深溝球軸承 固定 支承式 雙推 簡(jiǎn)支 1 軸向剛度不高 與螺母位置有關(guān) 2 雙推端可預(yù)拉伸安裝 3 適宜中速 精度較高的長(zhǎng)絲杠 19 3 滾珠絲杠的支承結(jié)構(gòu) 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 4 3 1滾珠絲杠副 C 兩端裝推力軸承 單推 單推式或雙推 單推式 1 軸向剛度較高 2 預(yù)拉伸安裝時(shí) 須加載荷較大 軸承壽命低 3 適宜中速 精度高 20 3 滾珠絲杠的支承結(jié)構(gòu) 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 4 3 1滾珠絲杠副 D 兩端裝雙重止推軸承及深溝球軸承 固定 固定式 雙推 雙推式 1 軸向剛度最高 2 預(yù)拉伸安裝時(shí) 須加載荷較小 軸承壽命較高3 適宜高速 高剛度 高精度 21 4 滾珠絲杠副的選用 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 4 3 1滾珠絲杠副 根據(jù)機(jī)床的精度要求來(lái)選用滾珠絲杠副的精度 根據(jù)機(jī)床的載荷來(lái)選定絲杠的直徑 并且要驗(yàn)算絲杠扭轉(zhuǎn)剛度 壓曲剛度 臨界轉(zhuǎn)速與工作壽命等 1 選用要點(diǎn) 22 4 滾珠絲杠副的選用 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 4 3 1滾珠絲杠副 滾珠絲杠副的精度將直接影響數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸的定位精度 普通精度的數(shù)控機(jī)床 一般可選用D級(jí) 精密級(jí)數(shù)控機(jī)床選用C級(jí)精度的滾珠絲杠副 絲杠精度中的導(dǎo)程誤差對(duì)機(jī)床定位精度影響最明顯 而絲杠在運(yùn)轉(zhuǎn)中由于溫升引起的絲杠伸長(zhǎng) 將直接影響機(jī)床的定位精度 通常需要計(jì)算出絲杠由于溫升產(chǎn)生的伸長(zhǎng)量 該伸長(zhǎng)量稱為絲杠的方向目標(biāo) 用戶在定購(gòu)滾珠絲杠時(shí) 必須給出滾珠絲杠的方向目標(biāo)值 2 精度等級(jí)的選擇 23 4 滾珠絲杠副的選用 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 4 3 1滾珠絲杠副 滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)尺寸主要有 絲杠的名義直徑D0 螺距t 長(zhǎng)度L 滾珠直徑d0等 尤其是名義直徑與剛度直接相關(guān) 直徑大 承載能力和剛度越大 但直徑大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也隨之增加 使系統(tǒng)的靈敏度降低 所以 一般是在兼顧二者的情況下選取最佳直徑 3 結(jié)構(gòu)尺寸的選擇 24 4 滾珠絲杠副的選用 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 4 3 1滾珠絲杠副 有關(guān)資料推薦 名義直徑D0 對(duì)于小型加工中心采用32 40 mm 中型加工中心選用40 50 mm 大型加工中心采用50 63 mm 的滾珠絲杠 但通常應(yīng)大于L 30 L 35 螺距t t越小 螺旋升角小 摩擦力矩小 分辨率高 但傳動(dòng)效率低 承載能力低 應(yīng)折中考慮 絲桿長(zhǎng)度L 一般為工作行程 螺母長(zhǎng)度 5 10 滾珠直徑d0越大 承載能力越高 盡量取大值 一般取d0 0 6t 滾珠的工作圈數(shù) 列數(shù)和工作滾珠總數(shù)對(duì)絲桿工作特性影響較大 當(dāng)前面三項(xiàng)確定后 后兩項(xiàng)也確定了 一般不用用戶考慮 3 結(jié)構(gòu)尺寸的選擇 25 4 3 1 1滾珠絲杠副的常見故障 滾珠絲杠副故障大部分是由于運(yùn)動(dòng)質(zhì)量下降 反向間隙過(guò)大 機(jī)械爬行 潤(rùn)滑不良等原因造成的 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 26 4 3 1 1滾珠絲杠副的常見故障 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 27 4 3 1 1滾珠絲杠副的常見故障 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 28 4 3 1 1滾珠絲杠副的常見故障 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 29 4 3 1 1滾珠絲杠副的常見故障 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 30 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 導(dǎo)軌的主要功能是導(dǎo)向和承載作用 導(dǎo)軌使運(yùn)動(dòng)部件沿一定的軌跡運(yùn)動(dòng) 從而保證各部件之間的相對(duì)位置精度 導(dǎo)軌承受運(yùn)動(dòng)部件及工件的重量和切削力 導(dǎo)軌在很大程度上決定了數(shù)控機(jī)床的剛度 精度與精度保持性 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 31 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 a 導(dǎo)向精度導(dǎo)向精度主要是指動(dòng)導(dǎo)軌沿支承導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的直線度或圓度 影響它的因素有 導(dǎo)軌的幾何精度 接觸精度 結(jié)構(gòu)形式 剛度 熱變形 裝配質(zhì)量以及液體動(dòng)壓和靜壓導(dǎo)軌的油膜厚度 油膜剛度等 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 5 3 2 1導(dǎo)軌副應(yīng)滿足的基本要求 32 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 b 耐磨性是指導(dǎo)軌在長(zhǎng)期使用過(guò)程中能否保持一定的導(dǎo)向精度 因?qū)к壴诠ぷ鬟^(guò)程中難免有所磨損 所以應(yīng)力求減小磨損量 并在磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償或便于調(diào)整 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 5 3 2 1導(dǎo)軌副應(yīng)滿足的基本要求 33 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 c 疲勞和壓潰導(dǎo)軌面由于過(guò)載或接觸應(yīng)力不均勾而使導(dǎo)軌表面產(chǎn)生彈性變形 反復(fù)運(yùn)行多次后就會(huì)形成疲勞點(diǎn) 呈塑性變形 表面形成龜裂 剝落而出現(xiàn)凹坑 這種現(xiàn)象就是壓潰 疲勞和壓潰是滾動(dòng)導(dǎo)軌失效的主要原因 為此應(yīng)控制滾動(dòng)導(dǎo)軌承受的最大載荷和受載的均勻性 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 5 3 2 1導(dǎo)軌副應(yīng)滿足的基本要求 34 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 d 剛度導(dǎo)軌受力變形會(huì)影響導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度及部件之間的相對(duì)位置 因此要求導(dǎo)軌應(yīng)有足夠的剛度 為減輕或平衡外力的影響 可采用加大導(dǎo)軌尺寸或添加輔助導(dǎo)軌的方法提高剛度 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 5 3 2 1導(dǎo)軌副應(yīng)滿足的基本要求 35 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 e 低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性低速運(yùn)動(dòng)時(shí) 作為運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)導(dǎo)軌易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象 低速運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性與導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)和潤(rùn)滑 動(dòng) 靜摩擦系數(shù)的差值 以及導(dǎo)軌的剛度等有關(guān) 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 5 3 2 1導(dǎo)軌副應(yīng)滿足的基本要求 36 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 f 結(jié)構(gòu)工藝性設(shè)計(jì)導(dǎo)軌時(shí) 要注意制造 調(diào)整和維修的方便 力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 工藝性及經(jīng)濟(jì)性好 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 5 3 2 1導(dǎo)軌副應(yīng)滿足的基本要求 37 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 滑動(dòng)導(dǎo)軌常用材料有鑄鐵 鋼 有色金屬和塑料等1 鑄鐵有良好的耐磨性 抗振性和工藝性 常用鑄鐵的種類有 1 灰鑄鐵一般選擇HT200 用于手工刮研 中等精度和運(yùn)動(dòng)速度較低的導(dǎo)軌 硬度在HB180以上 2 孕育鑄鐵把硅鋁孕育劑加入鐵水而得 耐磨性高于灰鑄鐵 3 合金鑄鐵 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 5 3 2 2導(dǎo)軌副的材料選擇 38 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 鑄鐵導(dǎo)軌的熱處理方法 通常有接觸電阻淬火和中高頻感應(yīng)淬火 接觸電阻淬火 淬硬層為0 15 0 2mm 硬度可達(dá)HRC55 中高頻感應(yīng)淬火 淬硬層為2 3mm 硬度可達(dá)HRC48 55 耐磨性可提高二倍 但在導(dǎo)軌全長(zhǎng)上依次淬火易產(chǎn)生變形 全長(zhǎng)上同時(shí)淬火需要相應(yīng)的設(shè)備 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 5 3 2 2導(dǎo)軌副的材料選擇 39 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 2 鋼鑲鋼導(dǎo)軌的耐磨性較鑄鐵可提高五倍以上 常用的鋼有 9Mn2V CrWMn GCr15 T8A 45 40Cr等采用表面淬火或整體淬硬處理 硬度為52 58HRC 20Cr 20CrMnTi 等滲碳淬火 滲碳淬硬至56 62HRC 38CrMoAlA等采用氮化處理 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 5 3 2 2導(dǎo)軌副的材料選擇 40 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 3 有色金屬常用的有色金屬有黃銅HPb59 l 錫青銅ZCuSn6Pb3Zn6 鋁青銅ZQAl9 2和鋅合金ZZn Al10 5 超硬鋁LC4 鑄鋁ZL106等 其中以鋁青銅較好 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 5 3 2 2導(dǎo)軌副的材料選擇 41 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 4 塑料鑲裝塑料導(dǎo)軌具有耐磨性好 但略低于鋁青銅 抗振性能好 工作溫度適應(yīng)范圍廣 200 260 抗撕傷能力強(qiáng) 動(dòng) 靜摩擦系數(shù)低 差別小 可降低低速運(yùn)動(dòng)的臨界速度 加工性和化學(xué)穩(wěn)定件好 工藝簡(jiǎn)單 成本低等優(yōu)點(diǎn) 目前在各類機(jī)床的動(dòng)導(dǎo)軌上有應(yīng)用 塑料導(dǎo)軌多與不淬火的鑄鐵導(dǎo)軌搭配 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 5 3 2 2導(dǎo)軌副的材料選擇 42 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 1 導(dǎo)軌的基本類型 1 按運(yùn)動(dòng)軌跡分 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌 導(dǎo)軌副的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡為一直線 如臥式車床的床鞍和床身之間的導(dǎo)軌 圓周運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌 導(dǎo)軌副的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡為圓 如立式車床的工作臺(tái)和底座之間的導(dǎo)軌 43 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 1 導(dǎo)軌的基本類型 2 按摩擦性質(zhì)分 滑動(dòng)導(dǎo)軌 滾動(dòng)導(dǎo)軌 靜壓導(dǎo)軌 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 普通滑動(dòng)導(dǎo)軌 導(dǎo)軌工作面之間的摩擦性質(zhì)為滑動(dòng)摩擦 滾動(dòng)導(dǎo)軌 導(dǎo)軌工作面之間為滾動(dòng)摩擦 它由導(dǎo)軌面間的滾珠 滾柱或滾針等滾動(dòng)體實(shí)現(xiàn) 靜壓導(dǎo)軌 導(dǎo)軌面之間為純液體摩擦 不產(chǎn)生磨損 低速不易產(chǎn)生爬行 承載能力大 剛性好 承載油膜有良好吸振作用 抗振性好 44 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 2 對(duì)導(dǎo)軌的基本要求 1 導(dǎo)向精度導(dǎo)向精度主要是指運(yùn)動(dòng)部件沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)軌跡的直線度 對(duì)直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌 或圓度 對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 2 耐磨性耐磨性直接影響機(jī)床的精度保持性 是導(dǎo)軌設(shè)計(jì)制造的關(guān)鍵 也是衡量機(jī)床質(zhì)量好壞的重要標(biāo)志 45 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 2 對(duì)導(dǎo)軌的基本要求 3 剛度導(dǎo)軌受力后變形會(huì)影響部件之間的相對(duì)位置和導(dǎo)向精度 因此要求導(dǎo)軌有足夠高的剛度 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 4 低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性運(yùn)動(dòng)部件低速移動(dòng)時(shí)易產(chǎn)生爬行 故要求導(dǎo)軌低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) 46 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 3 滑動(dòng)導(dǎo)軌 滑動(dòng)導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 制造方便 接觸剛度大等優(yōu)點(diǎn) 但傳統(tǒng)滑動(dòng)導(dǎo)軌摩擦阻力大 磨損快 動(dòng) 靜摩擦系數(shù)差別大 低速時(shí)易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象 目前 數(shù)控車床已不采用傳統(tǒng)滑動(dòng)導(dǎo)軌 而是采用帶有耐磨粘貼帶覆蓋層的滑動(dòng)導(dǎo)軌和新型塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌 它們具有摩擦性能良好和使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn) 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 導(dǎo)軌剛度的大小 制造是否簡(jiǎn)單 能否調(diào)整 摩擦損耗是否最小以及能否保持導(dǎo)軌的初始精度 在很大程度上取決于導(dǎo)軌的橫截面形狀 47 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 3 滑動(dòng)導(dǎo)軌 1 滑動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu) 1 直線滑動(dòng)導(dǎo)軌的截面形狀 矩形導(dǎo)軌 三角形導(dǎo)軌 燕尾形導(dǎo)軌 圓柱形導(dǎo)軌 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 48 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 3 滑動(dòng)導(dǎo)軌 1 滑動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu) 1 直線滑動(dòng)導(dǎo)軌的截面形狀 矩形導(dǎo)軌 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 制造簡(jiǎn)便 剛度和承載能力大 水平方向和垂直方向上的位移互不影響 因此安裝 調(diào)整都較方便 M面是保證在垂直面內(nèi)直線移動(dòng)精度的導(dǎo)向面 又是承受載荷的主要支承面 N面是保證水平面內(nèi)直線移動(dòng)精度的導(dǎo)向面 因N面磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償間隙 所以需要有間隙調(diào)整裝置 49 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 3 滑動(dòng)導(dǎo)軌 1 滑動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu) 1 直線滑動(dòng)導(dǎo)軌的截面形狀 三角形導(dǎo)軌 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 山形導(dǎo)軌及V形導(dǎo)軌均稱三角形導(dǎo)軌 當(dāng)其水平布置時(shí) 在垂直載荷作用下 導(dǎo)軌磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償 不會(huì)產(chǎn)生間隙 因此導(dǎo)向性好 但壓板面仍需要有間隙調(diào)整裝置 導(dǎo)向性能與頂角有關(guān) 頂角 越小 導(dǎo)向性越好 角加大 承載能力增加 大型或重型機(jī)床 可取 110 120 精密機(jī)床 常取 90 支承導(dǎo)軌為凸三角形時(shí) 不易積存較大切屑 也不易存潤(rùn)滑油 50 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 3 滑動(dòng)導(dǎo)軌 1 滑動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu) 1 直線滑動(dòng)導(dǎo)軌的截面形狀 燕尾形導(dǎo)軌 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 可以看成是三角形導(dǎo)軌的變形 其磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償間隙 需用鑲條調(diào)整 兩燕尾面起壓板面作用 用一根鑲條就可調(diào)整水平 垂直方向的間隙 導(dǎo)軌制造 檢驗(yàn)和修理較復(fù)雜 摩擦阻力大 當(dāng)承受垂直作用力時(shí) 它以支承平面為主要工作面 它的剛度與矩形導(dǎo)軌相近 當(dāng)承受顛覆力矩時(shí) 其斜面為主要工作面 剛度較低 燕尾形導(dǎo)軌一般用于要求高度小的多層移動(dòng)部件 兩個(gè)導(dǎo)軌面間的夾角為55 51 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 3 滑動(dòng)導(dǎo)軌 1 滑動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu) 1 直線滑動(dòng)導(dǎo)軌的截面形狀 圓柱形導(dǎo)軌 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 制造簡(jiǎn)單 內(nèi)孔可珩磨 外圓經(jīng)過(guò)磨削可達(dá)到精密配合 但磨損后調(diào)整間隙困難 為防止轉(zhuǎn)動(dòng) 可在圓柱表面上開鍵槽或加工出平面 但不能承受大的轉(zhuǎn)矩 圓柱形導(dǎo)軌主要用于受軸向載荷的場(chǎng)合 適用于同時(shí)作直線運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的場(chǎng)合 如拉床 珩磨機(jī)及機(jī)械手等 52 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 3 滑動(dòng)導(dǎo)軌 1 滑動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu) 2 直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的組合形式 從限制自由度的角度出發(fā) 采用一條導(dǎo)軌即可 用一條導(dǎo)軌 移動(dòng)部件無(wú)法承受顛覆力矩 直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌一般由兩條導(dǎo)軌組合 重型機(jī)床 常用三條或三條以上導(dǎo)軌的組合 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 53 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 3 滑動(dòng)導(dǎo)軌 1 滑動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu) 2 直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的組合形式 雙三角形組合 V形一平導(dǎo)軌組合 雙矩形組合 三角形一矩形組合 平 平 三角形組合 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 54 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 3 滑動(dòng)導(dǎo)軌 1 滑動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu) 2 直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的組合形式 雙三角形組合 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 這種導(dǎo)軌同時(shí)起支承 導(dǎo)向作用 磨損后相對(duì)位置不變 能自行補(bǔ)償垂直方向及水平方向的磨損 導(dǎo)向精度高 但要求四個(gè)表面的刮削或磨削后接觸 工藝性較差 床身與運(yùn)動(dòng)部件熱變形不一樣時(shí) 不易保證四個(gè)面同時(shí)接觸 這種導(dǎo)軌用于龍門刨床與高精度車床 55 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 3 滑動(dòng)導(dǎo)軌 1 滑動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu) 2 直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的組合形式 V形一平導(dǎo)軌組合 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 不需要用鑲條調(diào)整間隙 導(dǎo)向精度高 加工裝配也較方便 溫度變化不會(huì)改變導(dǎo)軌面的接觸情況 但熱變形會(huì)使移動(dòng)部件水平偏移 通常用于磨床 精密鏜床上 56 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 3 滑動(dòng)導(dǎo)軌 1 滑動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu) 2 直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的組合形式 雙矩形組合 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 這種導(dǎo)軌主要承受與主支承面相垂直的作用力 此外 側(cè)導(dǎo)向面要用鑲條調(diào)整間隙 接觸剛度低 承載能力大 導(dǎo)向性差 雙矩形組合導(dǎo)軌制造 調(diào)整簡(jiǎn)單 用于普通精度機(jī)床 如升降臺(tái)銑床 龍門銑床等 57 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 3 滑動(dòng)導(dǎo)軌 1 滑動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu) 2 直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的組合形式 三角形一矩形組合 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 三角形一矩形組合導(dǎo)軌兼有導(dǎo)向性好 制造方便等優(yōu)點(diǎn) 應(yīng)用最為廣泛 常用于車床 磨床 精密鏜床 滾齒機(jī)等機(jī)床上 三角形導(dǎo)軌作主要導(dǎo)向面 導(dǎo)向性比雙矩形好 三角形導(dǎo)軌磨損后不能調(diào)整 對(duì)位置精度有影響 58 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 3 滑動(dòng)導(dǎo)軌 1 滑動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu) 2 直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的組合形式 平 平 三角形組合 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 是用于重型龍門刨床工作臺(tái)導(dǎo)軌的一種形式 三角形導(dǎo)軌主要起導(dǎo)向作用 平導(dǎo)軌主要起承載作用 不需用鑲條調(diào)整間隙 59 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 3 滑動(dòng)導(dǎo)軌 2 塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌 塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌具有耐磨性好 具有自潤(rùn)滑功能 摩擦因數(shù)小 動(dòng) 靜摩擦因數(shù)差小 減振性好 具有良好的阻尼性 耐磨性好 有自潤(rùn)滑作用 加工性好 工藝簡(jiǎn)單 化學(xué)性能好 耐水 耐油 維修方便 成本低等特點(diǎn) 數(shù)控機(jī)床采用的塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌有鑄鐵一塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌和鑲鋼一塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌 塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌常用在導(dǎo)軌副的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌上 與之相配的金屬導(dǎo)軌采用鑄鐵或鋼質(zhì)材料 塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌分為注塑導(dǎo)軌和貼塑導(dǎo)軌 導(dǎo)軌上的塑料常用環(huán)氧樹脂耐磨涂料和聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 60 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 3 滑動(dòng)導(dǎo)軌 2 塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌 注塑導(dǎo)軌 注塑的材料是以環(huán)氧樹脂和二硫化鉬為基體 加入增塑劑 混合成膏狀為一組分 固化劑為另一組分的雙組分塑料 這種涂料附著力強(qiáng) 具有良好的可加工性 可經(jīng)車 銑 刨 鉆 磨削和刮削加工 也有良好的摩擦特性和耐磨性 而且抗壓強(qiáng)度比聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶要高 固化時(shí)體積不收縮 尺寸穩(wěn)定 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 61 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 3 滑動(dòng)導(dǎo)軌 2 塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌 貼塑導(dǎo)軌 在導(dǎo)軌滑動(dòng)面上貼一層抗磨的塑料軟帶 與之相配的導(dǎo)軌滑動(dòng)面經(jīng)淬火和磨削加工 軟帶以聚四氟乙烯為基材 添加合金粉和氧化物制成 塑料軟帶可切成任意大小和形狀 用膠黏劑粘接在導(dǎo)軌基面上 由于這類導(dǎo)軌軟帶用粘接方法 故稱為貼塑導(dǎo)軌 貼塑導(dǎo)軌 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 62 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 4 滾動(dòng)導(dǎo)軌 滾動(dòng)導(dǎo)軌有下列優(yōu)點(diǎn) 運(yùn)動(dòng)靈敏度高 摩擦系數(shù)小 動(dòng) 靜摩擦系數(shù)很接近 不會(huì)產(chǎn)生爬行現(xiàn)象 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 定位精度高 牽引力小 移動(dòng)輕便 磨損小 精度保持性好 潤(rùn)滑系統(tǒng)簡(jiǎn)單 可以使用油脂潤(rùn)滑 維修方便 63 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 4 滾動(dòng)導(dǎo)軌 滾動(dòng)導(dǎo)軌缺點(diǎn) 抗振性較差 對(duì)防護(hù)要求也較高 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 制造困難 成本較高 64 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 4 滾動(dòng)導(dǎo)軌 滾動(dòng)導(dǎo)軌按滾動(dòng)體形式的不同 可分為滾珠導(dǎo)軌 滾柱導(dǎo)軌 滾針導(dǎo)軌等 1 滾動(dòng)導(dǎo)軌類型 滾動(dòng)體不作循環(huán)運(yùn)動(dòng) 1 滾珠導(dǎo)軌 其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為點(diǎn)接觸 摩擦阻力小 承載能力較差 剛度低 其結(jié)構(gòu)緊湊 制造容易 成本較低 通過(guò)合理設(shè)計(jì)滾道圓弧可大幅度降低接觸應(yīng)力 提高承載能力 滾珠導(dǎo)軌一般適用于運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量小于200kg 切削力矩和顛覆力矩都較小的機(jī)床 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 65 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 4 滾動(dòng)導(dǎo)軌 1 滾動(dòng)導(dǎo)軌類型 2 滾柱導(dǎo)軌 滾動(dòng)體與導(dǎo)軌之間是線接觸 承載能力較同規(guī)格滾珠導(dǎo)軌高一個(gè)數(shù)量級(jí) 剛度高 滾柱導(dǎo)軌對(duì)導(dǎo)軌面的平面度敏感 制造精度要求比滾珠導(dǎo)軌高適用于載荷較大的機(jī)床 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 66 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 4 滾動(dòng)導(dǎo)軌 1 滾動(dòng)導(dǎo)軌類型 3 滾針導(dǎo)軌 滾針尺寸小 結(jié)構(gòu)緊湊 承載能力大 剛度高 對(duì)導(dǎo)軌面的平面度更敏感 對(duì)制造精度的要求更高 摩擦因數(shù)較大 適用于導(dǎo)軌尺寸受限制的機(jī)床 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 67 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 4 滾動(dòng)導(dǎo)軌 2 滾動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式 滾動(dòng)體作循環(huán)運(yùn)動(dòng) 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與導(dǎo)向裝置 數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的行程一般較長(zhǎng) 因此滾動(dòng)體常必須循環(huán) 根據(jù)滾動(dòng)體的不同 滾動(dòng)導(dǎo)軌可分為滾珠直線導(dǎo)軌和滾柱直線導(dǎo)軌 68 4 3 2數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌 4 滾動(dòng)導(dǎo)軌 2 滾動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式 滾動(dòng)體作循環(huán)運(yùn)動(dòng) 1 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副由長(zhǎng)導(dǎo)軌和帶有滾珠的滑軌組成 在所有方向都承受載荷 通過(guò)鋼球的過(guò)盈配合能實(shí)現(xiàn)不同的預(yù)載荷 使機(jī)床設(shè)計(jì) 制造方便 1 導(dǎo)軌條 2 側(cè)面密封墊 3 保持器 4 滾珠 5 端部密封墊 6 端面擋板 7 滑塊 8 潤(rùn)滑油嘴 4 3 機(jī)械傳動(dòng)與