導(dǎo)軌的選型及計(jì)算

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上導(dǎo)軌的選型及計(jì)算按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和摩擦特性劃分的導(dǎo)軌類型見(jiàn)表6-15,各類導(dǎo)軌的主要特點(diǎn)及應(yīng)用列于表中。表6-1 導(dǎo)軌類型特點(diǎn)及應(yīng)用導(dǎo)軌類型主要特點(diǎn)應(yīng)用導(dǎo)軌類型主要特點(diǎn)應(yīng)用滑動(dòng)導(dǎo)軌1, 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用維修方便。2,未形成完全液體摩擦?xí)r低速易爬行 3,磨損大壽命低,運(yùn)動(dòng)精度不穩(wěn)定普通機(jī)床,冶金設(shè)備上應(yīng)用普遍滾動(dòng)導(dǎo)軌1,運(yùn)動(dòng)靈敏度高,低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好,定位精度高。2,精度保持性好,磨損少,壽命長(zhǎng)。3,剛性和抗振性差,結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本高,要求良好的保護(hù)廣泛用于各類精密機(jī)床,數(shù)控機(jī)床,紡織機(jī)械等塑料導(dǎo)軌1,動(dòng)導(dǎo)軌表面貼塑料軟帶等與鑄鐵 或鋼導(dǎo)軌搭配,摩擦系數(shù)小,且動(dòng)靜摩擦系數(shù)搭配,不易

2、爬行,抗摩擦性能好。2,貼塑工藝簡(jiǎn)單。3,剛度較低,耐熱性差容易蠕變主要應(yīng)用與中大型機(jī)床壓強(qiáng)不大的導(dǎo)軌應(yīng)用日益廣泛動(dòng)壓導(dǎo)軌1,速度高(90m/min600m/min),形成液體摩擦2,阻尼大,抗陣性好 3,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,不需復(fù)雜供油系統(tǒng),使用維護(hù)方便4,油膜厚度隨載荷與速度而變化。影響加工精度,低速重載易出現(xiàn)導(dǎo)軌面接觸主要用語(yǔ)速度高,精度要求一般的機(jī)床主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌鑲鋼,鑲金屬導(dǎo)軌1,在支撐導(dǎo)軌上鑲裝有一定硬度的不鋼板或鋼帶,提高導(dǎo)軌耐磨性,改善摩擦或滿足焊接床身結(jié)構(gòu)需要。2,在動(dòng)導(dǎo)軌上鑲有青銅只類的金屬防止咬合磨損,提高耐磨性,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)精度高鑲鋼導(dǎo)軌工藝復(fù)雜,成本高。常用于重型機(jī)床如立車,龍門(mén)銑床的

3、導(dǎo)軌上靜壓導(dǎo)軌1,摩擦系數(shù)很小,驅(qū)動(dòng)力小。2,低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好 3,承載能力大,剛性,吸陣性好4,需要一套液壓裝置,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,調(diào)整困難各種大型,重型機(jī)床,精密機(jī)床,數(shù)控機(jī)床的工作臺(tái)6.1 初選導(dǎo)軌型號(hào)及估算導(dǎo)軌長(zhǎng)度X方向初選導(dǎo)軌型號(hào)為 6具體數(shù)據(jù)見(jiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)9-149 Y方向初選導(dǎo)軌型號(hào)為導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)條件為常溫，平穩(wěn)，無(wú)沖擊和震動(dòng)為何選用滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副：1）滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副動(dòng)靜摩擦力之差很小，摩擦阻力小，隨動(dòng)性極好。有利于提高數(shù)控系統(tǒng)的響應(yīng)速度和靈敏度。驅(qū)動(dòng)功率小，只相當(dāng)普通機(jī)械的十分之一。2）承載能力大，剛度高。3）能實(shí)現(xiàn)高速直線運(yùn)動(dòng)，起瞬時(shí)速度比滑動(dòng)導(dǎo)軌提高10倍。4）采用滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副可簡(jiǎn)

4、化設(shè)計(jì)，制造和裝配工作，保證質(zhì)量，縮短時(shí)間，降低成本。導(dǎo)軌的長(zhǎng)度：由于導(dǎo)軌長(zhǎng)度影響工作臺(tái)的工作精度和高度，一般可根據(jù)滑塊導(dǎo)向部分的長(zhǎng)度來(lái)確定導(dǎo)軌長(zhǎng)度。其公式為：L=H+S+l-S1-S2由此公式估算出Lx=940mm,Ly=1090mm其中L導(dǎo)軌長(zhǎng)度H滑塊的導(dǎo)向面長(zhǎng)度S滑塊行程l封閉高度調(diào)節(jié)量S1滑塊到上死點(diǎn)時(shí)，滑塊露出導(dǎo)軌部分的長(zhǎng)度S2滑塊到下死點(diǎn)時(shí)，滑塊露出導(dǎo)軌部分的長(zhǎng)度6.2 計(jì)算滾動(dòng)導(dǎo)軌副的距離額定壽命X方向的導(dǎo)軌計(jì)算X方向初選導(dǎo)軌型號(hào)為，查表9.3-731得，這種導(dǎo)軌的額定動(dòng)，靜載荷分別為Ca=13.6kN,Coa=20.3kN。4個(gè)滑塊的載荷按表9.3-48序號(hào)1的載荷計(jì)算式計(jì)算。

5、其中工作臺(tái)的最大重量為:G=1009.8=980NF1=F2=F3=F4=1/4（G1+F）=250N1)滾動(dòng)導(dǎo)軌的額定壽命計(jì)算公式6為：L=（fh ft fc fa Ca/ fwPc）K=27166km式中 L額定壽命（km）； Ca額定動(dòng)載荷（KN）； P當(dāng)量動(dòng)載荷（KN）； Fmax受力最大滑塊所受的載荷（KN）； Z導(dǎo)軌上的滑塊數(shù)；指數(shù)，當(dāng)導(dǎo)軌體為滾珠時(shí)，=3；當(dāng)為滾柱時(shí)=10/3；K額定壽命單位（KM），滾珠時(shí)，K=50KM；滾柱時(shí)，K=100KM；fh 硬度系數(shù)；fh （滾道實(shí)際硬度（HRC）。由于產(chǎn)品技術(shù)要求規(guī)定，滾道硬度不得低于58HRC，故通?？扇h =1ft 溫度系數(shù)，查

6、表6-27,得=1表6-2 溫度系數(shù)工作溫度/1001501502002002501090073060fc接觸系數(shù)，查表6-3；得=1表6-3 接觸系數(shù)每根導(dǎo)軌上的滑塊數(shù)12345100081072066061fa精度系數(shù)，查表6-4；取=1.5表6-4 精度系數(shù)工作條件無(wú)外部沖擊或振動(dòng)的低速運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合，速度小于15m/min11.5無(wú)明顯沖擊或振動(dòng)的場(chǎng)合，速度為1560m/min1.52有外部沖擊或高速運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合，速度大于60m/min23.5fw載荷系數(shù)，查表6-5；得=1表6-5 載荷系數(shù)精度等級(jí)234510100909 則L=27166Km2)壽命時(shí)間的計(jì)算當(dāng)行程長(zhǎng)度一定，以h為單位的

7、額定壽命為：式中 壽命時(shí)間（h） L額定壽命（km） La行程長(zhǎng)度（m） 每分鐘往返次數(shù)則工況為：每天開(kāi)機(jī)6個(gè)小時(shí)，每年300個(gè)工作日，則預(yù)計(jì)壽命年限為：Lh=30592.3/3006=16.9年同理求出Y方向滾動(dòng)導(dǎo)軌副的距離額定壽命：L=26340.1kmLh=25230h=14年6.3導(dǎo)軌材料與熱處理機(jī)床滑動(dòng)導(dǎo)軌常用材料主要是灰鑄鐵和耐磨鑄鐵?；诣T鐵通常以HT200或HT300做固定導(dǎo)軌，以HT150或HT200做動(dòng)導(dǎo)軌。JB/T3997-1994標(biāo)準(zhǔn)對(duì)普通灰鑄鐵導(dǎo)軌的硬度要求如表6-610所示表6-6 灰鑄鐵導(dǎo)軌硬度要求硬度要求(HBS)硬度不均勻性(HBS)導(dǎo)軌長(zhǎng)度/mm導(dǎo)軌鑄件重量/

8、t不低于不高于導(dǎo)軌長(zhǎng)度/mm硬度差不超過(guò)2500-190255250025250031802412500355175241由幾何件連接的導(dǎo)軌4510165241常用耐磨鑄鐵與普通鑄鐵耐磨性比較見(jiàn)表6-78表6-7 常用耐磨鑄鐵耐磨鑄鐵名稱耐磨性高于普通鑄鐵倍數(shù)磷銅鈦耐磨鑄鐵1.52高磷耐磨鑄鐵1釩鈦耐磨鑄鐵12稀土鑄鐵1鉻鉬耐磨鑄鐵1導(dǎo)軌熱處理:一般重要的導(dǎo)軌，鑄件粗加工后進(jìn)行一次時(shí)效處理，高精度導(dǎo)軌鑄件半精加工后還需進(jìn)行第二次時(shí)效處理。常用導(dǎo)軌淬火方法有:1)中頻淬火，淬硬層深度(12)mm。硬度(4550)HRC。2)接觸加熱自冷表面淬火，淬硬深度(0.20.25)mm,顯微硬度600HM

9、左右。這種淬火方法主要用于大型鑄件導(dǎo)軌。6.4導(dǎo)軌的技術(shù)要求6.4.1表面粗糙度1)刮研導(dǎo)軌 刮研導(dǎo)軌具有接觸好、變形小、可以存油、外觀美等特點(diǎn),但勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)率低。主要用于高精度導(dǎo)軌。刮研導(dǎo)軌軌面每25mm25mm面積內(nèi)的接觸點(diǎn)數(shù)不得少于表6-89的規(guī)定。表6-8 刮研導(dǎo)軌面25mm25mm內(nèi)接觸點(diǎn)數(shù)機(jī)床類別滑動(dòng)導(dǎo)軌移置導(dǎo)軌鑲條、壓板滑動(dòng)面每條導(dǎo)軌寬度mm250250100100級(jí)和級(jí)以上2016161212級(jí)1612121010級(jí)1088662)導(dǎo)軌 生產(chǎn)率高,是加工淬硬導(dǎo)軌唯一方法，磨削導(dǎo)軌表面粗糙度應(yīng)達(dá)到的要求,見(jiàn)表6-910。接觸面要求見(jiàn)表6-1010。表6-9 磨削導(dǎo)軌表面粗糙

10、度Ra機(jī)床類型動(dòng)導(dǎo)軌固定導(dǎo)軌中小型大型重型中小型大型重型級(jí)和級(jí)以上0.20.4(0.10.2)0.40.8(0.20.4)0.8(0.4)0.10.2(0.050.1)0.20.4(0.10.2)0.4(0.2)級(jí)0.4(0.2)1.6(0.8)1.6(0.8)0.2(0.1)0.4(0.2)0.8(0.4)級(jí)0.8(0.4)1.6(0.8)1.6(0.8)0.4(0.2)0.8(0.4)1.6(0.8)注:1.滑動(dòng)速度大于0.5時(shí),粗糙度應(yīng)降低一級(jí)(括號(hào)內(nèi)數(shù)值)。2.淬硬導(dǎo)軌的表面粗糙度應(yīng)降低一級(jí)(括號(hào)內(nèi)數(shù)值)。表6-10 磨削導(dǎo)軌表面的接觸指標(biāo)(%)機(jī)床類型滑(滾)動(dòng)導(dǎo)軌移置導(dǎo)軌全長(zhǎng)上全寬

11、上全長(zhǎng)上全寬上級(jí)和級(jí)以上80707050級(jí)75606545級(jí)70506040注:1.寬度接觸達(dá)到要求后,方能作長(zhǎng)度的評(píng)定。2.鑲條按相配導(dǎo)軌接觸指標(biāo)檢驗(yàn)。6.4.2幾何精度導(dǎo)軌的幾何精度主要是指導(dǎo)軌的直線度和導(dǎo)軌間的平行度,垂直度等。具體相關(guān)的幾何精度參閱有關(guān)機(jī)械的精度標(biāo)準(zhǔn)。本機(jī)構(gòu)導(dǎo)軌精度取3級(jí)。6.5導(dǎo)軌設(shè)計(jì)和使用注意事項(xiàng)正確合理地設(shè)計(jì)和使用滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副,可以提高耐用度和精度保持性,減少維修和保養(yǎng)時(shí)間。為此,應(yīng)注意如下事項(xiàng):1)盡量避免力矩和偏心載荷的作用 滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副樣本中給出的額定動(dòng),靜載荷,都是在各個(gè)滾珠受載均勻的理想狀態(tài)下算出的。因此,必須十分注意避免力矩載荷和偏心載荷。否則,一

12、部分滾珠承受的載荷,有可能超過(guò)計(jì)算Ca值時(shí)確定的許用接觸應(yīng)力,導(dǎo)致過(guò)早的疲勞破壞或產(chǎn)生壓痕并出現(xiàn)振動(dòng),噪聲,降低移動(dòng)精度等現(xiàn)象。2)提高剛度,減少振動(dòng) 適當(dāng)預(yù)緊可以提高剛度,均化滾動(dòng)體的受力從而提高壽命,并在一定程度上提高阻尼。但是預(yù)緊力過(guò)大會(huì)增加導(dǎo)軌副的摩擦阻力,增加發(fā)熱,降低使用壽命。因此預(yù)緊力有其最佳值。滾動(dòng)支承的阻尼較小,因此要盡可能使它承受恒定的載荷。有過(guò)大的振動(dòng)和沖擊載荷的場(chǎng)合不宜應(yīng)用直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副。為了減少振動(dòng),可以在移動(dòng)的工作臺(tái)上加裝減振裝置。條件許可時(shí)可安裝鎖緊裝置,加工時(shí)把不移動(dòng)的工作臺(tái)固定。3)降低加速度的影響 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的移動(dòng)速度可以高達(dá)600m/min。起動(dòng)和停止時(shí),將產(chǎn)生一個(gè)力矩,使部分滾動(dòng)體受載過(guò)大,造成破壞。因此,如果加速度較大,應(yīng)采取以下措施:減輕被移動(dòng)物體的質(zhì)量,降低物體的重心,采取多級(jí)制動(dòng)以降低加速度,在啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí),增加阻尼裝置等。4）導(dǎo)軌防護(hù)固定保