單工位雙面臥式車方組合機床的整體設(shè)計

1、、八前言為期四年的大學(xué)生活即將結(jié)束，最后一項重要任務(wù)就是畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計是 工科專業(yè)學(xué)校教學(xué)計劃的一個重要組成部分， 是教學(xué)環(huán)節(jié)的繼續(xù)深化和檢驗， 其實 踐性和綜合性是其它教學(xué)環(huán)節(jié)所不能代替的。通過畢業(yè)設(shè)計使學(xué)生獲得綜合訓(xùn)練， 有利于培養(yǎng)學(xué)生獨立工作能力， 鞏固和提高所學(xué)知識， 全面提高畢業(yè)生的素質(zhì)， 使 之能較快的適合工程實踐，對培養(yǎng)學(xué)生的實際工作能力具有十分重要的作用。通過這一環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，提高了以下能力：1、綜合運用所學(xué)知識和技能，獨立分析和解決實際問題的能力；2、綜合運用基本技能，包括繪圖、計算機應(yīng)用、翻譯、查閱及閱讀文獻等等 的能力；3、調(diào)動實驗研究的積極性，技術(shù)經(jīng)濟分析和組織協(xié)作工

2、作的能力，學(xué)習(xí)撰寫 科技論文和技術(shù)報告，正確運用國家標(biāo)準和技術(shù)語言闡述理論和技術(shù)問題 的能力；4、學(xué)會收集加工各種信息的能力，以及獲取新知識的能力；5、培養(yǎng)創(chuàng)新意識和嚴肅認真的科學(xué)作風(fēng)。我們的設(shè)計題目是： 臥式單工位雙面車方組合機床。 我們知道， 組合機床是用 按系列化標(biāo)準化設(shè)計的通用部件和按被加工零件的形狀及加工工藝要求設(shè)計的專 用部件組成的專用機床。 它專門用于加工一種工件或一種工件的一定工序， 機床的 輔助部件部分地實現(xiàn)了自動化， 大大的提高了生產(chǎn)率。 而車方機床， 就是用曲率半 徑很大的橢圓短半軸曲線代替直線切削方形工件。 在機床中間底座上裝有固定夾具 用于安裝工件。機床工作時 ,裝兩

3、把車刀的車頭主軸由單獨電機驅(qū)動作回轉(zhuǎn)主運動 , 同時車頭由側(cè)底座上的液壓滑臺帶動作進給運動。一次裝夾 ,一個工步完成了 4 個 平面的切削。 與一般銑削相比， 減少了工件的二次裝夾和調(diào)整分度的時間， 提高了 生產(chǎn)率，減輕了勞動強度，降低了生產(chǎn)成本。車方機床只是眾多機床類型中的一種，其設(shè)計也應(yīng)符合一般機床的設(shè)計準則， 即：（1）工藝可行性。指機床適應(yīng)不同生產(chǎn)的需要。大致包括以下內(nèi)容：機床可 完成的工序種類，加工零件的類型、材料和尺寸范圍，毛坯的種類等。（2）加工精度和表面粗糙度。（3）生產(chǎn)率。（4）自動化程度。（5）操作安全方便和工作可靠。（6）效率，使用期限和成本等等。 設(shè)計時還應(yīng)該注意使機床

4、體積小，重量輕，占地面積小，外形美觀以及注意 防止環(huán)境污染，如減少噪音，防止漏油等等。在設(shè)計過程中， 遇到了很多困難和問題， 一方面我們自己不斷查閱相關(guān)資料盡 力去解決，同時，還得到了許多老師的大力支持，他們有問必答，講解耐心詳細， 誨人不倦，在此表示衷心的感謝。1制定機床總體設(shè)計方案1.1設(shè)計任務(wù)設(shè)計任務(wù)：臥式單工位雙面車方組合機車工件名稱：小型拖拉機操縱軸生產(chǎn)批量：中批生產(chǎn)材料：45鋼產(chǎn)品圖如下A-A1.2機床總體設(shè)計的依據(jù)1.2.1概述機床設(shè)計，是設(shè)計人員根據(jù)使用部門的要求和制造部門的可能，運用有關(guān)的科學(xué)技術(shù)知識，所進行的創(chuàng)造性勞動。而機床設(shè)計的第一步，就是整體方案的確定。 即在調(diào)查和分

5、析的基礎(chǔ)上，提出所設(shè)計機床的工藝方法、運動和布局、傳動和控制、 結(jié)構(gòu)和性能等的初步方案?？傮w方案是部件和零件的設(shè)計依據(jù)，對整個機床設(shè)計的影響較大。因此，在擬定總體方案的過程中，必須綜合地考慮，使所定方案技術(shù)上先進，經(jīng)濟效果好。確定機床的總體方案，包括下列內(nèi)容：（ 1）調(diào)查研究 包括調(diào)查和分析工件、 了解使用要求和制造條件、 調(diào)查研究現(xiàn) 有同類型機床等。（ 2）工藝分析包括確定機床上的工藝方法、運動等。（ 3）機床總體布局一般包括：分配運動、選擇傳動形式和支承形式、安排手柄等操作件的位置、 擬定從布局上改善機床性能和技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的措施等。 最后， 繪制機床的總聯(lián)系尺寸圖， 以表達所采用的總體布局

6、， 規(guī)定聯(lián)系尺寸， 并確定主要 技術(shù)參數(shù)。另外， 當(dāng)機床的傳動和控制較復(fù)雜時， 須擬定機床傳動系統(tǒng)的草圖。 對于不同 類型的機床， 擬定總體方案的側(cè)重點也是不同的。 通用機床的工藝比較定型， 一般 是側(cè)重于機床的系列化工作、 對現(xiàn)有同類型機床的調(diào)查分析以及新技術(shù)、 新結(jié)構(gòu)的 應(yīng)用。1.2.2 機床的總體布局機床的總體布局是指確定機床的組成部件， 以及各個部件和操縱、 控制機構(gòu)在 整臺機床中的配置。合理的總體布局的基本要求是：（1）保證工藝方法所要求的工件和刀具的相對位置和相對運動。（2）保證機床具有與所要求的加工精度相適應(yīng)的剛度和抗振性。（3）便于操作、調(diào)整、修理機床；便于輸送、裝卸工件、排除

7、切屑。（4）經(jīng)濟效果好，如節(jié)省材料、減少機床占地面積等。（5）造型美觀。機床總體布局設(shè)計的一般步驟是， 首先根據(jù)工藝分析分配機床部件的運動， 選 擇傳動形式和支承形式； 然后安排操作部位， 并擬定在布局上改善機床性能和技術(shù) 經(jīng)濟指標(biāo)的措施。上述步驟之間有著密切聯(lián)系，必要時可互相穿插或并進。此次畢業(yè)設(shè)計所設(shè)計的機床為一臺專用組合機床，組合機床是針對被加工零件的特點及工藝要求，按高度集中工序原則設(shè)計的一種高效率專用機床。設(shè)計組合機床前，首先應(yīng)根據(jù)組合機床完成工藝的一些限制及組合機床各種工藝方法能達到的 加工精度，表面粗糙度及技術(shù)要求、解決零件是否可以利用組合機床加工以及采用 組合機床加工是否合理的

8、問題。如果確定零件可以利用組合機床加工，那么，為使加工過程順利進行并達到要求的生產(chǎn)率，必須在掌握大量的零件加工工藝資料基礎(chǔ)上，全面考慮影響制定零件丁藝方案、機床配置型式、結(jié)構(gòu)方案的各種因素反應(yīng)注意的問題。經(jīng)過分析比較，以確定零件在組合機床上合理可行的加工方法（包括安排工序及工藝流程，確定工序中的工步數(shù)，選擇加工的定位基難及夾壓方案等）、確定工序（或工步）間加工余量、選擇合適的切削用量、相應(yīng)的刀具結(jié)構(gòu)、確定機床 配置型式等等，這些便是組合機床方案制定的主要內(nèi)容。1.23工件及工藝分析工件是機床的工作對象，是機床總體方案設(shè)計的依據(jù)。因此，必須明確工件的特點和加工要求，諸如：被加工面的尺寸精度、相互

9、位置精度、表面光潔度以及對 生產(chǎn)率的要求等。選擇典型工件進行分析：如圖 1-1A-A30 0.2；外圓后，加工拖拉機操縱軸方頭（見圖1-1），原工序為在已加工了用銃床銃削方頭，由于需要分度轉(zhuǎn)位，輔助工時較長。改為專用臥式組合機床車削方頭，在機床中間底座上裝有固定夾具，用于安裝工件。機床工作時，裝兩把車刀的車頭 主軸由單獨電機驅(qū)動作回轉(zhuǎn)主運動，同時車頭由側(cè)底座上的液壓滑臺帶動作進給運動。一次裝夾，一個工步完成了 4個平面的切削，提高了生產(chǎn)效率。 零件材料為45號鋼，零件工作中受力不很大，可以在車削之后做淬火處理，以提高起剛度強度，延長使用壽命。 此生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)， 應(yīng)盡量提高生產(chǎn)率， 降低生

10、產(chǎn)成本，采用專用機 床生產(chǎn)比較合理。1.3工件加工原理車方機床由車頭行星輪系機構(gòu)產(chǎn)生刀尖的橢圓曲線軌跡。圖1-2車方原理見圖1-2，齒輪Z3與 乙的傳動比為1 : 2，當(dāng)?shù)都獍惭b在比齒輪 Z3的分度圓小的圓周上時，則刀尖的運動軌跡為橢圓。證明如下：設(shè)齒輪Z3的分度圓 半徑為OA=R，O點為齒輪Z3的分度圓中心，刀尖在分度圓內(nèi)定點 a處，且Oa/OA=(1)入。當(dāng)Z3的分度圓在 J 上作純滾動時，圓心O點運動到O ,齒輪上a點運動至a點(坐標(biāo)為x, y),而Oa = O' a',由圖2可知：x = Pb + ca ' = PO' cos 0 + O' a&

11、#39; cos 0 = R cos 0 +Oa cos 0=R cos 0 + 入 Rcos 0 = R ( 1 + 入)cos 0y = O ' b - O ' c = PO' sin0 - O ' a ' sin 0 = Rsin 0 - Oasin 0=Rsi n0 -入 Rsin 0 = R (sin 02)由式(1)COSX22 2R (1 + )由式(2)sin2Y222R (1 -)則 X2/ R2(1 + 入)2+ y2/ R2(1 -入)2 = COS2+si n2車方機床的車頭行星輪系如圖1-3所示。,和a點對稱于中式(3)為橢圓方

12、程，所以a點的運動軌跡為橢圓。同理可以證明心O點的另一刀尖的運動軌跡也是一個橢圓。若入接近于1時,橢圓短半徑處曲率 半徑很大，接近于直線。設(shè)計適當(dāng)?shù)男行禽哯3的分度圓半徑，可以控制用橢圓曲線 代替直線所引起的直線度誤差 ，滿足加工一般方頭的精度要求。1.4行星輪計算及原理誤差分析7圖1-31行星輪分度圓直徑D3的設(shè)計計算圖1.2所示的E點與F點的y坐標(biāo)值之差為計算直線度誤差的初始值。根據(jù)工件精度要求，給出初始直線度公差0.09mm。由零件簡圖1的方頭邊長27°°.i8 = 26.91 ± 0.09和初始線度公差值,我們可以計算出圖2中E點和F點的坐標(biāo)在E點，零件的

13、直線度誤差大到最大值則:6.912=13.455在F點，零件的直線度誤差達到最小值，則:yF =26.912-0.09=03.365所以 E點坐標(biāo)為(0 ,13.455),F點坐標(biāo)為(13144 ,13144),顯然刀尖在E點時,0 ( / O' PO) = 90°。但必須注意的是，在 F點時,夾角0不等于45°。將E點0 = 90。和y = 13.455代入式(2)中，得R (1 -入)=13.455(4)將F點坐標(biāo)代入式(1)和(2)中，得R (1 -入)sin B = 13.365聯(lián)立式(4)、(5)和(6)解得R =64.59997mm ,圓整取R =65m

14、m。z3分度圓直徑 D3130mm。將R = 65mm 代入式(4)中得入=0.791 718 22曲線近似直線的車方原理直線度誤差的分析計算由于工件上有30 0.28的圓角，橢圓曲線近似直線段的長度小于GF，近似直線段的車方原理直線度誤差值小于計算給出的初始值。一個橢圓曲線與圓有4個交點，相鄰兩點在x方向上的距離為近似直線段的長 度。交點I的y值與中點E的y值之差即為原理直線度誤差。2 2)2=1橢圓方程：廠x- + 2 yR2(1)2R2(1圓的方程：x2 + y2 = r2聯(lián)立解之得4個交點，其中第一象限的交點的坐標(biāo)值為2 2 2(1) R r(7)22(8)人二 r y0 28由30

15、0.42變換為29.65 0.07，工件倒圓直徑的基本尺寸d = 29.65mm ,半徑基本尺寸 r = 14.825mm ,將 R =65mm ,入=0.791 718 2 , r = 14.825mm 代入式(7)和(8)得y1 = 13.405mm, x1 = 6.269mm近似直線段的長度L' = 2 x1= 2 X 6.104 = 12.538mm。令PE = h ,按圖1計算的直線段長度為L = 2 . r2 h2 = 214.825" 13.455" = 12.448mm兩者之差厶L = L' - L = 12.538 - 12.448 = 0

16、.09mm ,符合零件圖紙的要求。近似直線段的車方原理的直線度誤差計算值厶=h- % = 13.455 - 13.405 =0.05mm ,即直線段的車方原理直線度誤差是0.05mm,比初始值小的多，完全可以滿足一般方頭的精度要求。2. 機床配置形式的選擇2.1 機床配置形式概述機床的配置形式通常根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點， 加工要求， 生產(chǎn)率和工藝過程方案 等就可以確定。 但在在基本形式的基礎(chǔ)上， 由于工藝的組織， 動力頭的不同配置方 法， 零件安裝數(shù)目和工位數(shù)多少等具體安排不同，而具有多種配置方案。 他們對機床的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度， 通用化程度， 結(jié)構(gòu)工藝性能， 重新調(diào)整的可能性以及經(jīng)濟效果， 還有維修

17、操作是否方便等，都具有不同的影響。另外，還必須看到，就是在有些情 況下，多工藝過程方案不大的更改或重新安排，往往會使機車簡單，工作可靠，結(jié) 構(gòu)緊湊，更符合實際生產(chǎn)的要求。因此，在最后決定機床配置形式結(jié)構(gòu)方案時，必 須注意下面一些問題。（1）加工精度的要求影響 固定式夾具組合機床能達到的加工精度最高，帶移動式加具機床精度相對較 差。（2）機床生產(chǎn)率的影響機床要求的生產(chǎn)率對機床配置形式結(jié)構(gòu)方案有很大影響， 它是決定采單工位機 床，多工位機床或自動線， 還是按中小批生產(chǎn)所需組合機床的特點進行設(shè)計的重要 因素。有時從工件外形及輪廓尺寸來看， 完全可以采用單工位固定夾具的機床形式。 但由于生產(chǎn)率要求很高

18、， 就不得不采用多工位的方案， 使裝卸時間和機動時間相重 合。（3）被加工零件的大小、形狀、加工部位特點的影響 這些特點很大程度上決定了采取臥式、立式或是傾斜式機床。一般來說，臥 式機床多用于加工孔中心線與定位基準面平行， 又需要由一面或是幾面同時加工的 箱體。 一些在立式機床上安裝不方便或者受到高度限制的細長工件， 也適宜采用臥式機床加工。立式機床則適于加工定基面是水平的，而加工面的孔與基面相垂直的工件?？傊?，在擬訂機床配置形式結(jié)構(gòu)方案時，必須認真分析工件加工工藝的要求及加工部位的特點，選擇恰當(dāng)?shù)姆桨浮?.2機床支撐形式的選擇機床中常用的支承件有床身、底座、立柱、橫梁、橫臂、刀架及工作臺等。

19、這 些支承件，或單獨使用，或組合使用。支承件應(yīng)滿足的基本要求：1應(yīng)具有足夠的剛度和較高的剛度一一質(zhì)量比。2應(yīng)具有較好的動態(tài)特性，包括較大的位移阻抗和阻尼，整機的低階頻較高， 若階頻不致引起結(jié)構(gòu)共振，不會因薄壁振動而產(chǎn)生噪聲。3熱穩(wěn)定性好，熱變形對機床加工精度的影響較小。排屑暢通，吊運安全，并具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。機床支承形式可歸納為下列5種：（1）一字形（“一”形）支承 支承件是床身，或床身與底座的組合。具有這 種支承形式的機床，稱為臥式機床。（2）柱形（“丨”形）支承 支承件是立柱，或立柱與底座的組合。具有這種 支承形式的機床，稱為立式機床。（3）倒丁字形（“”形）支承 支承件是床身和立柱的

20、組合。具有這種支承形式的機床，稱為復(fù)合式機床。（4） 槽形（“ ”形）支承 支承件是床身（或底座）、立柱、橫臂三者的組 合。具有這種支承形式的機床，稱為單臂式機床。（5） 框形（“”形）支承 機床的支承件由床身、 橫梁及雙立柱組合而成,形成封閉的框形結(jié)構(gòu)。具有這種支承形式的機床，稱為龍門式機床。由于支承件的結(jié)構(gòu)形狀十分復(fù)雜，受力條件也很復(fù)雜，所以對支承件主要是進行近似的工程技術(shù)計算， 用近似的技術(shù)計算結(jié)果， 來和已有的經(jīng)過生產(chǎn)實踐考驗的 同類型支承件的計算結(jié)果進行比較，進而評價所設(shè)計的支承件。由工件的形狀及加工原理知，宜采用臥式形式（帶一固定式夾具）工液壓滑臺ZL主軸箱電動機工件左主軸頭夾具右

21、主軸頭液壓滑臺床身圖2 12.3床身設(shè)計臥式床身有3種結(jié)構(gòu)形式：中小型機床的床身是安裝在床腿上的，例如回轉(zhuǎn)直徑在630毫米及以下的車床，六角車床等；大型機床的床身是直接安裝在基礎(chǔ)上的， 如大型臥式車床臥式鏜床等；某些臥式床身是框架式的，如仿行車床，多刀車床等。 從載荷的觀點來分析，有的床身主要是在切削力的作用下受兩個方向的彎曲和扭轉(zhuǎn) 載荷，如車床，六角車床和鏜床床身； 有的床身主要是在重力的作用下受豎直面內(nèi) 的彎曲載荷，如龍門刨床和龍門銃床的床身。表2-1鑄鐵件的推薦壁厚當(dāng)量尺寸（m）0.751.01.51.82.02.533.54.5外壁厚（mm）81012141618202225隔板或筋厚

22、（mm）68101212141618201.截面形狀床身的截面形狀決定于剛度要求，導(dǎo)軌的位置，內(nèi)部需要安裝的零，部件，排 屑等。2.截面寬度和高度截面的寬度由工件大小，剛度要求和刀架或工作臺的導(dǎo)向性決定。普通車床床身截形的最佳比例為高比寬約等于1。這里借鑒CA6140車床的床身設(shè)計。床身采用鑄鐵件（材料是 HT30-45號灰鑄鐵）。截面形狀如圖2 2。整體圖如圖23所示3. 動力部件的選擇3.1切削力的計算及刀具的選擇車方機床的主軸上對稱安裝了兩把車刀，但由圖2可知，兩把刀不會同時3027切削,切削深度從 F點ap= 0逐漸增大至E點ap = 1.5mm ,再逐漸P P 2減小至G點ap= 0

23、。其它3個面的切削深度也依次作同樣改變。所以最大切深度ap = 1.5mm ,根據(jù)零件表面粗糙度的要求 ,選f =0.3mm/ r。由Vf = fn可以計算滑臺速度vf。刀具材料選用YT15 (適合加工鋼料及斷續(xù)切削)。為了保證一定的刀具耐用度，選 v = 90m/ min = 1.5m/ s 。零件材料45鋼，加工時的材料硬度為187HB ,查機械加工工藝手冊，F(xiàn)z =883NP =1.32kWpE =1.76kW得：單位切削力 p = 1 962N/ mm2 ;切削力 Fz = p apf = 1 962 X 1.5 X 0.3 =33883N ;切削功率 P = FZ v X 10 =

24、883 X 1.5 X 10 =1.3245kW;取機床總效率n = 0.75 ,則電機功率 pE= P/ n = 1.3245/ 0.75 = 1.766kW。3.2電動機的選擇1.電動機選擇時要考慮的問題：(1) 由于一般生產(chǎn)單位多采用三相交流電源，故無特殊要求時均應(yīng)選用三相交流電動機。其中以三相異步帶能動機應(yīng)用最多，常用為Y系列三相異步電動機。(2) 電動機的功率選擇是否合適，對電動機的正常工作和經(jīng)濟性都有影響。 功率選的過小不能保證工作機的正常工作，或使電動機因超載而過早損壞；功 率選的過大則電動機的價格高，能力又得不到充分的發(fā)揮，而且由于電動機經(jīng) 常不在滿載下運轉(zhuǎn)，其效率和功率因數(shù)都

25、較低而造成能源的浪費(3 )電動機的同步轉(zhuǎn)速愈高，磁極對數(shù)愈少，外廓尺寸愈小，價格愈低。但是電動機轉(zhuǎn)速相對于工作機轉(zhuǎn)速過高勢必使總傳動比加大，致使傳動裝置結(jié)構(gòu) 復(fù)雜，外廓尺寸增加，制造成本提高。而選用較低轉(zhuǎn)速的電動機，其優(yōu)缺點剛 好相反。因此，在確定電動機的轉(zhuǎn)速時，應(yīng)進行分析比較，權(quán)衡利弊，按最佳 方案選擇。2.電動機功率的選擇考慮到減速器的降速比不宜過大，所以初步選擇電動機的轉(zhuǎn)速ns 710r/min再根據(jù)所須電動機功率為 Pr 1.766 kw。查簡明機械設(shè)計手冊 r25 續(xù)表但是，考慮到機床可能調(diào)整加工其它尺寸、材料的方頭或六方頭工件，取電機功率為2.2kW。選用封閉式三相異步電動機，型

26、號為 Y132S-8，其輸出功率 P=2.2kw。其主要性能參數(shù)如表3-1所示。表3-1電動機主要性能參數(shù)電動機的功率P22 kw額定電流5.5A額定轉(zhuǎn)距2.0電動機滿載轉(zhuǎn)速n710 r/mi n堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩2.0電動機的效率0.81電動機的重量63kg3電動機的安裝型式選用B5基本結(jié)構(gòu)型式，機座不帶底腳，端蓋有凸緣。安裝結(jié)構(gòu)型式為制造范圍（機座號）為80-315。其示意圖如圖3-1所示：圖3-1電動機的安裝示意圖主要安裝型式尺寸如表 3-2所示。表3-2電動機主要安裝尺寸電動機軸伸直徑D48mm電動機軸伸長度 E110mm軸伸上鍵槽的尺寸14mm 9mm電動機法蘭外徑尺寸350mm電動

27、機法蘭內(nèi)徑尺寸250mm'電動機法蘭螺栓孔均不圓直徑300mm法蘭螺栓孔的數(shù)量和直徑419電動機的總高度 L710mm4. 液壓滑臺的設(shè)計4.1液壓滑臺系統(tǒng)概述4.1.1液壓滑臺系統(tǒng)的特點（1）滑臺的主要負載是切削力、摩擦力和啟動、制動過程的慣性力，最大負荷一般<10kN。為保證運動平穩(wěn)性和工作可靠性，一般都采取中低壓系統(tǒng)，壓力在6MPa以下。液壓系統(tǒng)的流量是根據(jù)滑臺快速進退的速度確定的，一般<100L/min。（2） 通常滑臺快進與快退的速度大致相等，因此多采用差動連接的單出桿液 壓缸。（3）為解決工進與快進、快退對流量需求差別較大的矛盾，提高系統(tǒng)效率，除采用差動缸外，通

28、常采用限壓式變量泵、高低壓雙泵或單定量泵加蓄能器的供油方式。（4） 各工況速度換接多采用行程控制，如行程閥，或電器行程開關(guān)與電磁閥 組合方式。4.1.2滑臺對液壓系統(tǒng)的要求（1）能在變負載或在斷續(xù)負載下工作，能保證滑臺的進給速度特別是最低進給速度（一般約為5mm/min ）穩(wěn)定，以保證加工精度。（2） 能承受規(guī)定的最大載荷，并具有較大的工進調(diào)速范圍（通常為（5900）mm/min ）,以適應(yīng)不同工序的工藝需求。（3）能實現(xiàn)快速進退及各進給速度間的平穩(wěn)換接。(4) 對于多個滑臺同時工作的系統(tǒng)，應(yīng)防止各液壓執(zhí)行元件的壓力、流量相互影響引起動作上的干擾。(5) 合理利用能量，提高系統(tǒng)效率，減少發(fā)熱。

29、合理解決工進速度與快速進 退速度差值，造成流量值較大的矛盾。4.2導(dǎo)軌的選擇4.2.1導(dǎo)軌的功用和分類導(dǎo)軌的功用是導(dǎo)向和承載。即保證運動部件在外力作用下，能淮確地沿著 一定的方向運動。在導(dǎo)軌剮中，運動的導(dǎo)軌叫做動導(dǎo)軌，不動的導(dǎo)軌叫做支承 導(dǎo)軌。動導(dǎo)軌相對于支承導(dǎo)軌通常只有一個自由度，即直線運動或回轉(zhuǎn)運動。1. 導(dǎo)軌可按下列性質(zhì)分類：(1) 按運動性質(zhì)可分為主運動導(dǎo)軌、進給運動導(dǎo)軌和移置導(dǎo)軌。移置導(dǎo)軌只 用于調(diào)整部件之間的相對位置，在加工時沒有相對運動。例如車床昆座用的導(dǎo) 軌。(2) 按摩擦性質(zhì)可分為滑動導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌。滑動導(dǎo)軌按兩導(dǎo)軌面問的摩擦 狀態(tài)又可分為混合摩擦導(dǎo)軌、邊界摩擦導(dǎo)軌、液體動壓

30、導(dǎo)軌和液體靜壓導(dǎo)軌。 滾動導(dǎo)軌按其滾動體不同又可分為滾珠導(dǎo)軌，滾柱導(dǎo)軌和滾針導(dǎo)軌。(3) 按受力情況可分為開式導(dǎo)軌和閉式導(dǎo)軌。如圖4 1所示，在部件自重和外載荷作用下，導(dǎo)軌面 c和d在導(dǎo)軌全長上始終可以貼合的稱為開式導(dǎo)軌。在 受較大的傾覆力矩時，如圖，部件的自重不能伎主導(dǎo)軌面e、f始終貼合，就必須增加壓板1和2.形成輔助導(dǎo)軌面 g和h，稱為閉式導(dǎo)軌。圖41開式導(dǎo)軌與閉式導(dǎo)軌2、導(dǎo)軌應(yīng)滿足的基本要求機床導(dǎo)軌的質(zhì)量在一定程度上決定了機床的加工精度，工作能力和使用壽命，因此必須滿足下列基本要求：（1）導(dǎo)向精度導(dǎo)軌在空載和在切伊陳件下運動時，都應(yīng)具有足夠的導(dǎo)向精度軌運動軌跡的準確度。 影響導(dǎo)向精度的主

31、要因素有導(dǎo)軌的幾何精度、導(dǎo)軌的接觸精度、導(dǎo)軌及其支承件的自身剛度及熱變形等。2）精度保持性為了能長期保持導(dǎo)向精度、對導(dǎo)軌提出了剛度和耐磨件的要求。若剛度不足， 則直接影響部件之間的相對位置精度和導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度，使導(dǎo)軌面上的壓強分 布不均，加劇導(dǎo)軌的磨損。所以剛度是導(dǎo)軌工作質(zhì)量的另一個重要指標(biāo)。導(dǎo)軌 的耐磨性是決定導(dǎo)向精度能否長期保持的關(guān)鍵，是衡量機床質(zhì)量的重要指標(biāo)。導(dǎo)軌耐磨性與導(dǎo)軌材料、導(dǎo)軌受的摩擦性質(zhì)、導(dǎo)軌受力情況及兩導(dǎo)執(zhí)相對運動 速度有關(guān)。（3）低速運動平穩(wěn)性即應(yīng)保證在作低速運動或微量位移時不出現(xiàn)不平穩(wěn)現(xiàn)象。進給運動時的不平穩(wěn)將使加工表面粗糙度增大；定位運動時的不平穩(wěn)，將降低定位精度。低速

32、 運動的平穩(wěn)性與導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)和潤滑，動、靜摩擦系數(shù)的差值，以及傳動動導(dǎo)軌 運動的傳動系統(tǒng)的剛度等有關(guān)。(4) 結(jié)構(gòu)工藝性在可能的情況下，應(yīng)盡量使導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡單，便于制造和維護。對于刮研導(dǎo)軌，應(yīng)盡量減少刮研量；對于鑲裝導(dǎo)軌，應(yīng)做到更換容易。3、導(dǎo)軌的磨損形式滑動導(dǎo)軌磨損的基本形式是磨粒磨損和咬合磨損。這兩種磨損常同時發(fā)生，它們既相互聯(lián)系，又相互影響。磨粒磨損往往是咬合磨損的起因，咬合磨損反 過來又會加劇磨粒磨損，只是有時其中一種磨損可能起主要作用。滾動導(dǎo)軌則 主要是疲勞磨損。(1) 磨粒磨損磨粒主要是指存在于導(dǎo)軌面之間的微小硬粒如切屑、塵粒和導(dǎo)軌自身磨 損后的殘余產(chǎn)物等。這些微小硬粒在有一定的壓強作

33、用并做相對運動的導(dǎo)軌面 之間起著切刮或刻劃導(dǎo)軌面的作用，使導(dǎo)軌面產(chǎn)生機械劃傷或磨損溝痕。磨粒 磨損與導(dǎo)軌間的相對滑動速度及導(dǎo)軌面比壓成正比。這種磨損是不可避免的， 只能采取某些措施，努力減少這種磨損。(2) 咬合磨損咬臺磨損又稱咬焊。它是指相對運動的兩個表固互相咬合，并在表面產(chǎn)生撕裂的現(xiàn)象。這是由于導(dǎo)軌面相互運動時，導(dǎo)軌表面覆蓋的一層氧化膜因摩擦發(fā) 熱而受到破壞，裸露的金屬表面因分子問的相互吸弓I、滲透，使接觸點粘結(jié)而 發(fā)生咬焊，隨著接觸面的相對運動，咬焊點被拉開，如此反復(fù)多次，就產(chǎn)生撕 裂性破壞。嚴重的咬合磨損將使兩個導(dǎo)軌面無法相對運動。因此，這種磨損是 不允許發(fā)生的。(3) 疲勞磨損和壓演

34、現(xiàn)象滾動導(dǎo)軌疲勞磨損主要是因為導(dǎo)軌表面受滾動體局部應(yīng)力作用而產(chǎn)生彈性 變形，當(dāng)滾動體離開后，變形得到恢復(fù)，這種現(xiàn)象連續(xù)發(fā)生，達到一定循環(huán)次 數(shù)后，就使導(dǎo)軌表層產(chǎn)生疲勞點蝕現(xiàn)象，這就是滾動導(dǎo)軌的疲勞磨損。如果局部應(yīng)力過大而使表層產(chǎn)生凹坑狀的塑性變形，這就是壓潰現(xiàn)象，這種破壞是不 允許發(fā)生的。4.2.2滑動導(dǎo)軌滑動導(dǎo)軌足最常見的導(dǎo)軌，其他類型的導(dǎo)軌部是在滑動導(dǎo)軌的基礎(chǔ)上逐步 發(fā)展起來的，由于滑動導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡，有良好的工藝性，剛度利精度易于保證， 所以在一般機床上仍然得到廣泛的應(yīng)用。1. 導(dǎo)軌的材料和熱處理（1）對導(dǎo)軌材料的要求和搭配對導(dǎo)軌材料的主要要術(shù)是耐磨件好、工藝件好、成本低。常用的導(dǎo)軌材料有鑄

35、鐵、鋼、有色金屬和塑料其中以鑄鐵應(yīng)用最為廣泛。為了提高耐磨性.動導(dǎo)軌和支承導(dǎo)軌應(yīng)盡量采用不同的材料，如果選用相同的材料，也一定要采取不同的熱處理方式以使其具有不同的硬度。在直線運動導(dǎo)軌中，長導(dǎo)軌（通常是支承導(dǎo)軌）要用耐磨性較好和硬度較高的 材料制造。這是因為支承導(dǎo)軌各處使用機會難以均等，且修復(fù)困難，而動導(dǎo)軌 總是全長接觸，且動導(dǎo)軌短，磨損后易于維修；長導(dǎo)軌不易防護等原因：在回 轉(zhuǎn)運動導(dǎo)軌中，一般均是將較軟的材料用于動導(dǎo)軌：因為花盤或圓工作臺導(dǎo)軌 比底座加工方便些，磨損后易于在機床上加工，可減少修理的工作量。表4-1導(dǎo)軌材料的搭配序號123456相對壽命12-3>24-5動導(dǎo)軌鑄鐵鑄鐵鑄鐵

36、淬硬鑄鐵有色金屬塑料支撐導(dǎo)軌鑄鐵淬硬鑄鐵淬硬鋼淬硬鋼鑄鐵鑄鐵導(dǎo)軌常用材料搭配見表 4 1。除鑄鐵外，其余導(dǎo)軌都是鑲裝的。(2) 鑄鐵鑄鐵是一種成本低，有良好減振性和耐磨性，易于鑄造和切削加工的金屬材料。導(dǎo)軌常用的鑄鐵有灰鑄鐵、孕育鑄鐵和耐磨鑄鐵等。灰鑄鐵府用最多的牌號是 HT200b在較好的潤滑與防護條件下，具有一定的 耐磨性。適用于需手工刮研的導(dǎo)軌；潤滑和防護條件好、輕載荷的機床導(dǎo)軌； 不經(jīng)常工作的導(dǎo)軌(包括移置導(dǎo)軌)；對精度要求不高的次要導(dǎo)軌等。常用的孕育鑄鐵牌號足HT300b耐磨性高于灰鑄鐵，但較脆硬，不易刮研，且成本較高。常用于較精密的機床導(dǎo)軌。為了提高鑄鐵導(dǎo)軌的硬度，以增強抗磨粒磨損

37、的能力和防止撕傷，鑄鐵導(dǎo)軌經(jīng)常采用高頻淬火、小頻淬火及電接觸自冷淬火等表面淬火方法。(3) 鋼在耐磨性要求較高的機休上，可采用淬硬鋼制成的鑲鋼導(dǎo)軌。淬火鋼的耐磨 性比普通鑄鐵高5-10倍。鑲鋼導(dǎo)軌通常采用 45鋼或45cr等材料，表面淬硬或全淬透，硬度達到HRc52 58;或者采用20Cr，20CrMn等滲碳淬硬至 HRc56- 62。鑲鋼導(dǎo)軌工藝復(fù)雜， 成本高，目前國內(nèi)主要用于數(shù)控機床的滾動導(dǎo)軌上。(4) 有色金屬有色金屬鑲裝導(dǎo)軌常用于重型機床的動導(dǎo)軌上，與鑄鐵的支承導(dǎo)軌搭配， 以防止咬合磨損，保證運動平穩(wěn)性和提高運動精度。常用的材料有錫青銅ZQS n663,鋁青銅ZQA194和鋅鋁銅合金

38、ZZnAL10 5等。(5) 塑料塑料導(dǎo)軌具有良好的耐磨性能，落在導(dǎo)軌表面上的硬?？蓴D入導(dǎo)軌內(nèi)部，避免了磨粒磨損和撕傷。常用的塑料材料有環(huán)氧樹脂耐磨涂料和聚四氟乙烯基 滑動導(dǎo)軌軟帶等。適用于中、小型精密機床和數(shù)控機床的導(dǎo)軌，用于豎直導(dǎo)軌 更可顯示其優(yōu)點。這里我選用鑄鐵導(dǎo)軌。2. 導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)1 ）截面形狀滑動導(dǎo)軌可分為凸形和凹形兩大類。對于水平布置的機床，凸形導(dǎo)軌不易 積存切屑，但難以保存潤滑油，因此只適用于低速運動；凹形導(dǎo)軌潤滑性能良 好適用于高速運動，但為防止落入切屑等必須配備良好的防護裝置。直線運動導(dǎo)軌截面的基本形狀見圖42。Abcd圖4 2三角形導(dǎo)軌，見圖 a。支承導(dǎo)軌為凸形時，稱為山形

39、導(dǎo)軌；支承導(dǎo)軌為凹 形時，稱為V形導(dǎo)軌。三角形導(dǎo)軌依靠二角形的兩個斜面導(dǎo)向，磨損后能自動 補償，不影響導(dǎo)向精度。但水平和垂直兩個方向上的誤差相萬影響，給制造和 檢修帶來困難。導(dǎo)向精度隨頂角。的增加而降低；承載面積隨的增加而增加。當(dāng)兩導(dǎo)軌面上受力不對稱且相差較大時，可采用不對稱三角形導(dǎo)軌，以保證導(dǎo) 軌面壓力分布均勻。通常取 =90°。對于受力較大的大型或重型機床，可取=110°- 120° ；對于精密機床，常取=90°。支承導(dǎo)軌為V形時，不易積存放大的切屑，也不易存留潤滑油，適用于不易防護、速度較低的進結(jié)運動導(dǎo)軌。支承導(dǎo)軌為V形時，由于能得到較充足的潤滑，

40、除用于精密和大型機床的進給導(dǎo)軌外，還可用于主運動導(dǎo)軌，如龍門刨 床床身導(dǎo)軌。但是必須很好地防護，以防止落人切屑和塵土。矩形導(dǎo)軌，見圖 b。矩形導(dǎo)軌制造簡單，剛度高，承載能力大，具有水平 和垂直兩個方向的導(dǎo)軌面而且兩個導(dǎo)軌面的誤差不會相互影響，便于安裝調(diào) 整。但側(cè)面磨損后不能自動補償，需要有間隙調(diào)整裝置，因此導(dǎo)向件較差。適 用于載荷較大而導(dǎo)向性要求不高的機床。根據(jù)導(dǎo)向形式的不同，矩形導(dǎo)軌又可 分為窄式組合和寬式組合兩種。燕尾形導(dǎo)軌，見圖 G燕尾形導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)緊湊、高度尺寸較小，可承受顛覆 力矩，但磨損后不能自動補償間隙，需用鑲條調(diào)整，剛性較差，摩擦力較大， 制造和檢修都比較復(fù)雜，一般用作中、低速的多

41、層導(dǎo)軌。圓體形導(dǎo)軌，見圖 0圓柱形導(dǎo)軌制造簡單，不易積存較大的鐵屑。但磨損后很難調(diào)整和補償間隙，通常用在承受軸向載荷的場合。這里選用矩形導(dǎo)軌。2）組合形式為了限制運動部件的轉(zhuǎn)動自由度，直線運動導(dǎo)軌一般都由兩條導(dǎo)軌組合而戍。對重型機床，由于共移動部件寬度較大，又承受較重載荷，因此常采用3條或3條以上導(dǎo)軌，來實現(xiàn)導(dǎo)向外承受載荷。常見的導(dǎo)軌組合形式見圖43。mh士V凹也° $f雙二角形組合（圖a）導(dǎo)向精度高，磨損后能自動補償具有較好的精度保 持性，但很難達到 4個表面同時接觸的要求，制造較困難。適用于精度要求較 高的機床，如高精度絲杠機床刀架導(dǎo)軌和滾齒機立體導(dǎo)軌等。雙矩形組合（圖b）具有較

42、大的承載能力，制造調(diào)整比較簡單，但導(dǎo)向性差, 磨損后不能自動補償，對加工精度有較大影響；多用于普通精度機床和重型機 床，如萬能升降臺銃床工作臺導(dǎo)軌等。三角形-矩形組合（圖4 c） 這種組合形式兼有導(dǎo)向性好、制造方便和剛度 高的優(yōu)點，應(yīng)用最廣泛，如普通車床溜板、龍門刨床工作臺導(dǎo)軌、萬能外因磨 床砂輪架導(dǎo)軌等。燕尾形組合（圖d）兩個燕尾平面同時起導(dǎo)向及壓板作用，用一根鑲條就可調(diào)整各接觸面的間隙，但不能承受過大的顛覆力矩，摩擦損失也較大。用于要 求層數(shù)多、尺寸小、調(diào)整間隙方便和移動速度不大的場合，如車床刀架、牛頭 刨床滑枕導(dǎo)軌等。燕尾形一矩形組合（圖e）能承受較大力矩，間隙調(diào)整也比較方便，多用于 橫

43、梁、立柱、搖臂等的導(dǎo)軌，如龍門刨床橫梁導(dǎo)軌等。雙圓柱形組合（圖f） 容易制造，但磨損后不易補償。常用于僅受軸向力的 場合，如壓力機、機械手的導(dǎo)軌。這里選用雙矩形組合3 ）間隙調(diào)整閉式導(dǎo)軌的結(jié)合面之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈g隙。若間隙過小，不但增加運動阻力， 而且會加速導(dǎo)軌磨損；若間隙過大，又會使導(dǎo)向精度降低，還容易產(chǎn)生振動。 因此，除裝配過程中應(yīng)仔細調(diào)整導(dǎo)軌的間隙外，在使用一段時間后，因磨損還 需重調(diào)。常用鑲條和壓板來調(diào)整導(dǎo)軌的間隙。（1）壓板壓板用于調(diào)整間隙和承受顛覆力矩下圖所示為矩形導(dǎo)軌上常用的幾種壓板裝置。圖44 壓板1-動導(dǎo)軌2-支承導(dǎo)軌3-壓板4-墊片5-平鑲條6-螺釘圖a所示的壓板裝置通過磨削

44、或副研壓板3與動導(dǎo)軌1相接觸的d面，或磨、刮與支承導(dǎo)軌2相接觸的e面來調(diào)整垂直方向的間隙。間隙過大時磨、刮d面:間隙過小則磨、刮e面。壓板上的d, e面需用空刀槽分開。 這種方式結(jié)構(gòu)簡單， 但調(diào)整比較麻煩。圖 b所示是采用在壓板與動導(dǎo)軌接觸處放幾層薄墊片4來調(diào)整垂直方向的間隙。隨著摩擦表面的不斷磨損，逐次取下一層墊片。這種方法 比磨、刮省力，但調(diào)整量受墊片厚度限制。圖c所示是在壓板與支承導(dǎo)軌間用平鑲條5來調(diào)整間隙。只要擰動帶有鎖緊螺母的螺釘6即可調(diào)整間隙，故調(diào)整方便。但由于鑲條下面只與幾個螺釘接觸，因此剛度較差。（2）.鑲條鑲條用來調(diào)整矩形和燕尾形導(dǎo)軌的側(cè)面間隙，以保證導(dǎo)軌面的正常接觸。 常用

45、的鑲條有平鑲條和斜鑲條兩種。3. 導(dǎo)軌的潤滑與防護1 ）導(dǎo)軌潤滑導(dǎo)軌潤滑的目的是：減少磨損以延長導(dǎo)凱使用壽命；降低溫度以改善工作條件；減小摩擦力以提高機械效率；保護導(dǎo)軌表面以防止生銹。導(dǎo)軌的潤滑方法很多，最簡單的潤滑方法是人工定期地直接在導(dǎo)軌上澆油或 油杯供油。這種方法成本低廉，但不能保證充分的潤滑。一般用于移置導(dǎo)軌或移動速度較低的滑動導(dǎo)軌及滾動導(dǎo)軌。另一種手動潤滑方式是在機床上裝手動 油泵，在工作前拉動油泵幾次，進行人工潤滑，這種方式操作方便但不能保證連續(xù)供油，用于低中速、低載荷、小行程或不經(jīng)常運動的導(dǎo)軌上?，F(xiàn)代機床上多采用全自動壓力油強制潤滑，這種方法效果較好可保證充分潤滑，不斷地沖洗和冷

46、卻表面，與運動速度無關(guān)，但必須有專門的供油系統(tǒng)，成本較高。為了使?jié)櫥驮趯?dǎo)軌向上均勻分布，保證充分的潤滑效果，應(yīng)在導(dǎo)軌面上開出油溝。2）導(dǎo)軌的防護導(dǎo)軌的防護裝置應(yīng)盡可能使導(dǎo)軌面封閉起來，如果不能封閉，則應(yīng)能將落在 導(dǎo)軌上的塵屑較徹底地清除，還應(yīng)具有耐紅熱切屑的能力，防冷卻液浸蝕的能 力，便于裝卸及清洗導(dǎo)軌，制造容易、耐用和美觀。圖45導(dǎo)軌的防護圖示為幾種導(dǎo)軌的防護方式。圖 a為刮板式防護裝置。在動導(dǎo)軌的端面上 裝有毛氈I，并用金屬刮板 2及螺釘壓緊，當(dāng)動導(dǎo)軌移動時，通過毛氈排除落 在支承導(dǎo)軌上的切屑及灰塵。這種裝置容易被細小的切屑及雜物填塞，對導(dǎo)軌產(chǎn)生刮磨作用，因此僅適用于移動速度較低的導(dǎo)軌。

47、圖b,為鋼帶式防護單，韌帶4的一端繞在床身端部的滾輪 3上，另一端則固定在運動部件上，運動部 件移動時，鋼帶隨著展開或卷在滾輪上。這種防護罩結(jié)構(gòu)簡單，但切屑及雜物 在滾輪卷動時.容易被帶至鋼帶內(nèi)表面而掉在導(dǎo)軌面上，影響防護效果。圖c為固定式防護罩、鐵皮罩固定在運動部件上，以蓋住導(dǎo)軌表面。這種隊護罩結(jié) 構(gòu)簡單，但密封性較差，且使機床外形尺寸增大，僅通用于行程不大的中小型 機床。圖d為層疊式防護罩，用多段金屬薄板制成，最外層蓋板6和最內(nèi)層蓋板7分別固定在運動部件 5和床身8上，當(dāng)運動部件移動時，防護罩可隨之伸 長或縮短。這種防護罩耐熱性好，使用壽命長，但制造較復(fù)雜，成本較高，適 用于大型及精密機床

48、。圖 c為折疊式防護罩，用皮革、塑料或帆布制成，這種 防護罩結(jié)構(gòu)簡單，防護效果好但容易損壞，成本高，常用于磨床和精密機床 上。這里選用刮板式防護裝置。4. 滑動導(dǎo)軌的驗算設(shè)計滑動導(dǎo)軌時，先參考同類型機床， 初步擬定導(dǎo)軌的形狀和尺寸， 然后再 進行驗算?；瑒訉?dǎo)軌的驗算，主要是通過受力分析，求出導(dǎo)軌的平均壓強和最大壓強、 與導(dǎo)軌的許用壓強相對照，判斷導(dǎo)軌設(shè)計是合合理。根據(jù)壓強分布情況，判斷 是合需用壓板。*1 ）導(dǎo)軌壓強的分布當(dāng)導(dǎo)軌的自身剛度大于接觸剛度時，可忽略導(dǎo)軌自身變形的影響，而只考慮接觸變形的影響。這時，沿導(dǎo)軌長度方向的接觸變形和壓強可視為線性分布， 沿寬度方向可視為均勻分布。當(dāng)導(dǎo)軌的自身

49、剛度較低時，既要考慮導(dǎo)軌表面接 觸變形，又要考慮導(dǎo)軌自身變形，這時壓強為非線性分布，下面只討論線性分 布的導(dǎo)軌壓強的計算。每條導(dǎo)軌面所受的載荷， 都可以簡化為一個距導(dǎo)軌中心距離為x的力，這個力的作用又等價于一個位于導(dǎo)軌中心的力F和一個顛覆力矩 M的作用。如圖46所示。圖4 6導(dǎo)軌受力情況在力F作用下，導(dǎo)軌面的壓強 pF （單位為MPa :Pf =FaL(1)在力矩m作用下，導(dǎo)軌面產(chǎn)生的最大壓強pM （單位為MPa由于 M=2 PM13l2l=12Pm a L因此FPm= aL2式中F 導(dǎo)軌承受的集中力，單位為N;M導(dǎo)軌承受的顛覆力矩，單位為 N mma導(dǎo)軌的寬度，單位為 mmL動導(dǎo)軌的長度，單

50、位為 mmPf -集中力F力引起的壓強，單位為MPaPm -顛覆力矩M引起的最大壓強，單位為 MPa由于力F與力矩M同時作用，閱此尋軌所承受的最大、最小、平均壓強分別為：F6M)Pmax =;Pf +Pm =(1 +(3)aLFLF6M、Pmin =:pF 'pM =(1 )(4)aLFL1 (Pmax +pmin )=L2F.(5)2aL從式(4 7)可見，平均壓強Pav只與力F的大小和導(dǎo)軌幾何尺寸有關(guān)，而與 力的作用點無關(guān)。從式(4 5)、(44)可知：(1) X = 0,即力F作用于導(dǎo)軌中點，M=Fx=0, Pmax= Pmin =0,壓強呈矩形分 布(如下圖a),導(dǎo)軌受力均勻，

51、但實際上很難實現(xiàn)這種情況。(2) XVL/ 6,即M=FxVFL/ 6 時，6MT FLV1 ,Pmax < 2 Pav ,Pmin 0,壓強呈梯形分布(如圖b)。設(shè)計時，應(yīng)盡可能保證導(dǎo)軌在這種受力狀態(tài)下工作。(3) X=L / 6，即 M= Fx = FL/6 時，6M/FL=1 , Pmax =0, Pmin =2 Pav，壓強呈三角形分布(圖c)。導(dǎo)軌兩端壓強分布相差較大，但仍保持了導(dǎo)軌面全長接觸， 設(shè)計時也可采用。(4) xL/ 6，即 M=FxFL/6 時，6M/FL 1, pmin < 0。這時，導(dǎo)軌一端將出現(xiàn)間隙(圖d)。為此，需要在導(dǎo)軌下面安裝壓板，形成輔助導(dǎo)軌面。

52、設(shè)計 時應(yīng)避免出現(xiàn)這種情況。T門社業(yè)上4丄L<4LF-WFL . =4圖4 7導(dǎo)軌壓強的分布表4 2鑄鐵導(dǎo)軌的壓強分布/MPa導(dǎo)軌種類機床類別平均壓強最大壓強主運動導(dǎo)軌和速度較高 的進給運動導(dǎo)軌中型機床0.40.50.8 1.0重型機床0.20.30.4 0.6直線運動導(dǎo)軌速度較低的運動導(dǎo)軌中型機床1.21.52.5 3.0重型機床0.51.0 1.5磨床0.025-0.040.050.08主運動和速度較高的圓周運動導(dǎo)軌D<30000.4D導(dǎo)軌直徑，mmD>30000.2 0.3環(huán) 行0.152 ）導(dǎo)軌的許用壓強導(dǎo)軌的壓強是影響導(dǎo)軌耐磨性的一個主要因素。導(dǎo)軌的支承面積應(yīng)與導(dǎo)軌

53、所 承受的載荷相適應(yīng)。如果導(dǎo)軌面的壓強很大，導(dǎo)軌表面將因油膜壓破而加劇磨 損。為此，應(yīng)保證導(dǎo)軌面上的平均壓強不超過許用值。由于導(dǎo)軌面上的壓強分 布不可能完全均勻，所以還必須保證最大壓強不超過許用值。機床鑄鐵鑄鐵、鑄鐵鋼導(dǎo)軌副的許用壓強按表42選取。始終以固定切削條件工作的專用機床，許用壓強應(yīng)比表中數(shù)值減小25% 30%。鋼一鋼導(dǎo)軌副的許用壓強可比表中數(shù)值增加20% 30%。動導(dǎo)軌上鑲裝以聚四氟乙烯為基體的導(dǎo)軌板時，如滑動速度v 1m/min時，則pv植不宜超過o.2MPam/min; 如滑動速度v 1m/min時，則許用壓強取 0.2MPa。鋅鋁銅合金ZZnAII0 5導(dǎo)軌的許用平均壓強p 0

54、.2MPa。5. 提高導(dǎo)軌耐磨性的措施1 )力求無磨損磨損的原因是配合面在一定的壓強作用下直接接觸并作相對運動。因此不磨損的條件是配合面在作相對運動時不直接接觸，接觸時則無相對運動。靜壓導(dǎo)軌與動壓導(dǎo)軌可以實現(xiàn)完全的液體潤滑狀態(tài)，潤滑油使兩導(dǎo)軌面分開而不直接接觸，這種導(dǎo)軌的耐磨性最好。2) 力求少磨損在有些場合既不便采用靜壓導(dǎo)軌，也不能采用動壓導(dǎo)軌，就只能爭取少磨損。減少磨損的措施有：(1) 降低導(dǎo)軌面間的壓強，減小單位面積上承受的摩擦力，可采用加大接觸面積和減輕負荷的辦法來降低壓強。采用卸荷導(dǎo)軌可以減輕負荷，加寬導(dǎo)軌面或加長動導(dǎo)軌的長度可以加大接觸面積，提高導(dǎo)軌接觸精度和減小表面粗糙度，也可以增加實際接觸面積。(2) 降低摩擦系數(shù)，例如采用滾動導(dǎo)軌：在滑動導(dǎo)軌中正確選擇摩擦副的材料；正確選擇潤滑油或采用循環(huán)潤滑方式來改善潤滑條件。(3) 適當(dāng)?shù)臒崽幚矸绞娇商岣邔?dǎo)軌抗磨損的能力。(4) 加強防護。3) 均勻磨損(1)力求使摩擦面上的壓強均勻分布，例如導(dǎo)軌的形狀和尺寸要盡可能與集中載荷對稱。(2) 盡量