機械制造裝備設計8

第三章導軌設計3.3導軌設計一、導軌的功用和應滿足的基本要求二、導軌的截面形狀選擇和導軌間隙的調(diào)整三、導軌的結(jié)構(gòu)類型及特點上一頁下一頁退出返回主頁四、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)返回主頁下一頁3.3.1導軌的功用和應滿足的基本要求（一）導軌的功用和分類

導軌的功用是承受載荷和導向。導軌按結(jié)構(gòu)形式可以分為開式導軌和閉式導軌。（二）導軌應滿足的要求：導軌應滿足精度高、承載能力大、剛度好、摩擦阻力小、運動平穩(wěn)、精度保持性好、壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好、便于加工、裝配、調(diào)整和維修、成本低等要求。

下面的五個要求尤為突出：導向精度；承載能力大，剛度好；精度保持性好；低速運動平穩(wěn)；結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好導軌要求結(jié)構(gòu)簡單，易于加工。第三章導軌設計退出返回本節(jié)返回主頁未完待續(xù)……3.3.2導軌的截面形狀選擇和導軌間隙的調(diào)整（一）直線導軌的截面形狀

直線導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，每種導軌副中還有凹、凸之分。（1）矩形導軌：承載能力大、剛度高、制造簡單、檢驗和維修方便等優(yōu)點。適于載荷較大而導向要求略低的機床。（2）三角形導軌：磨損時自動補償磨損量，不產(chǎn)生間隙。導軌頂角越小，導向性越好，但摩擦力也越大。小頂角用于輕載荷精密機械，大頂角用于大型或重型機床。三角形導軌結(jié)構(gòu)有對稱式和不對稱式兩種。第三章導軌設計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁3.3.2導軌的截面形狀選擇和導軌間隙的調(diào)整（一）直線導軌的截面形狀

（3）燕尾形導軌：承載較大的顛覆力矩，導軌的高度較小，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）圓柱形導軌：制造方便，工藝性好，但磨損后較難調(diào)整和補償間隙。主要用于受軸向負荷的導軌，應用較少。第三章導軌設計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁3.3.2導軌的截面形狀選擇和導軌間隙的調(diào)整（二）回轉(zhuǎn)運動導軌的截面形狀

回轉(zhuǎn)運動導軌的截面形狀/100有三種：平面環(huán)形、錐面環(huán)形和雙錐面導軌。（1）平面環(huán)形導軌：結(jié)構(gòu)簡單、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，由主軸來承受經(jīng)向載荷。（2）錐面環(huán)形導軌：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。導向性比平面環(huán)形好，但制造較困難。

（3）雙錐面導軌：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。第三章導軌設計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁3.3.2導軌的截面形狀選擇和導軌間隙的調(diào)整（三）導軌的組合形式

機床導軌主要有如下的組合：/101

（1）雙三角形導軌：不需要鑲條調(diào)整間隙，接觸剛度好，導向性和精度保持性好，但工藝性差，加工、檢驗和維修都不方便。（2）雙矩形導軌：承載能力大、制造簡單。導向方式有兩種——寬式組合和窄式組合。（3）矩形和三角形導軌的組合：導向性好，剛性高，制造方便，應用最廣。（4）矩形和燕尾形導軌的組合：能承受較大力矩,

調(diào)整方便，多用在橫梁、立柱、搖臂導軌中。

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

第三章導軌設計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁3.3.3導軌的結(jié)構(gòu)類型和特點（一）滑動導軌滑動導軌具有一定動壓效應的混合摩擦狀態(tài)。導軌的動壓效應主要與導軌的摩擦速度、潤滑油粘度、導軌面的油溝尺寸和型式等有關(guān)。速度較高的主運動導軌，應合理設計油溝型式和尺寸，選擇合適粘度的潤滑油，以產(chǎn)生較好的動壓效果。

優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、制造方便和抗振性好。

缺點是磨損快。為提高耐磨性，廣泛采用塑料導軌和鑲鋼導軌。塑料導軌使用粘結(jié)法或涂層法覆蓋在導軌面上。通常對長導軌噴涂法、對短導軌用粘結(jié)法。

四種導軌：粘結(jié)塑料軟帶導軌、塑料涂層、金屬塑料復合導軌、鑲鋼導軌第三章導軌設計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁3.3.3導軌的結(jié)構(gòu)類型和特點（二）靜壓導軌靜壓導軌按結(jié)構(gòu)形式分開式/110和閉式111兩大類。（三）卸荷導軌卸荷導軌用來降低導軌面的壓力，減少摩擦阻力，從而提高導軌的耐磨性和低速運動的平穩(wěn)性，尤其是對大、重型機床來說，工作臺和工件的質(zhì)量很大,

導軌面上的摩擦阻力很大，常用卸荷導軌。

導軌的卸荷方式有機械卸荷、液壓卸荷和氣壓卸荷。第三章導軌設計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁3.3.3導軌的結(jié)構(gòu)類型和特點（四）滾動導軌與滑動導軌相比：優(yōu)點是摩擦因數(shù)小，動、靜摩擦因數(shù)很接近。

缺點是抗振性差，但可以通過預緊方式提高，結(jié)構(gòu)復雜，成本高。

（1）滾動導軌的類型：按滾動體分類：滾珠、滾柱、滾針/115

按循環(huán)方式分：循環(huán)式（見下圖）、非循環(huán)式（見上圖中c）

（2）直線滾動導軌副（3）滾動導軌塊（4）預緊：方法是靠螺釘、墊塊或斜塊移動導軌實現(xiàn)靠尺寸差達到預緊。第三章導軌設計退出返回本節(jié)返回主頁未完待續(xù)……3.3.3導軌的結(jié)構(gòu)類型和特點（五）導軌的設計（1）滑動導軌的設計主要有如下內(nèi)容：

※選擇滑動導軌的類型和截面形狀；

※根據(jù)機床的工作條件、使用性能，選擇出合適的導軌類型；

※選擇合適的導軌材料、熱處理方法，保證導軌耐磨性和使用壽命；

※進行滑動導軌的結(jié)構(gòu)設計和計算；

※設計導軌調(diào)整間隙裝置和補償方法；

※設計潤滑、防護系統(tǒng)裝置；

※制定出導軌制造加工、裝配的技術(shù)要求。第三章導軌設計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁3.3.3導軌的結(jié)構(gòu)類型和特點（五）導軌的設計（2）滾動導軌的設計

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

導軌材料和熱處理方法對導軌性能、精度有直接影響,

要合理的選擇，以便降低摩擦系數(shù)，提高導軌的耐磨性，降低成本。

導軌的材料有鑄鐵、鋼、有色金屬、塑料等。（1）鑄鐵導軌：良好的抗振性抗，工藝性和耐磨性。（2）鑲鋼導軌：磨損能力強。（3）有色金屬：可以防止撕傷，保證運動的平穩(wěn)性和提高運動精度。（4）塑料：摩擦因數(shù)低、耐磨性高、抗撕傷能力強、低速不易爬行、運動平穩(wěn)、工藝簡單、化學性能好、成本低等特點。第三章導軌設計退出返回本節(jié)返回主頁進入下一節(jié)3.3.4提高導軌精度、剛度和耐磨性的措施（二）導軌的預緊

合理地將滾動導軌預緊可以提高其承載能力、運動精度和剛度。（三）導軌的良好潤滑和可靠防護