机床设计-2.ppt

5．合理设计导轨结构形状，减少磨损对加工精度影响。 滑动导轨设计内容： （1）选择导轨的结构类型→根据工作条件、使用性能。 （2）选择导轨的截面形状和结构尺寸——导向精度、定 　位精度、加工工艺性、结构刚度。 （3）选择合适导轨材料、热处理方法、表面精加工方法、摩擦表面硬度匹配。 （4）进行滑动导轨结构设计和计算： 导轨受力分析； 计算导轨面上的最大压强和平均压强； 验算磨损量和确定合理结构尺寸。 （5）设计磨损后的补偿和间隙调整装置。 （6）设计导轨润滑系统和防护装置。 （7）确定导轨制造加工、装配的技术要求。 ◇有色金属导轨：采用有色金属材料，如锡青铜和铝青铜镶装在重型机床、数控机床的动导轨上，可以防止咬合磨损，↑耐磨性，使导轨运动平稳。 　 　◇各种塑料导轨和镶钢导轨： 　塑料导轨：应用各类机床，特别是用在精密、数控、大型、重型机床的动导轨上。 1．粘贴塑料软带导轨（动导轨） 聚四氟乙烯、有机物和有机粉末等填料。 　 特点：摩擦系数小，抗咬合磨损性能好；动、静摩 擦系数接近，不易爬行（有填充剂）；工艺性好， 化学性能稳定，成本低，但刚性差。 2．金属塑料复合导轨板： 　有三层，内层金属钢板；中间层在钢板上烧结一层多孔青铜；外层在青铜间隙中压入聚四氟乙烯及其填料。 　特点： 　提高导轨板的导热性（约0.01～0.05mm表面自润滑塑料层）；与铸铁导轨组合，f ≤0.04～0.06，摩擦阻力↓；摩擦阻尼特性↑；低速运动平稳性↑；成本低；刚度高。 3．塑料涂层导轨： 环氧树脂、含氟涂层、HNT耐磨涂层。 以环氧树脂作为基体，加固体润滑剂二硫化钼和胶 体石墨及 其它铁粉填充剂。 特点： 耐磨性、硬度、强度、热导率↑；无润滑油时，不爬行，能改善导轨的运动特性，特别是低速运动平稳性。 4．镶钢导轨： 采用淬火钢和氮化钢的镶钢支承导轨，耐磨性比灰铸铁高5～10倍。淬火钢和氮化钢条通过焊接、螺钉连接等方式固定在导轨上。 （二）静压导轨： 1．分类 ◆按动力源： （1）液体静压导轨 在动导轨面上均匀分布有油腔和封油面，把具有一定压力的液体经节流器送到油腔内，使导轨面间流体产生压力，将动导轨微微抬起，与支承导轨脱离接触，浮在压力油膜上。 （2）气体静压导轨 把具有一定压力的气体介质经节流器送到空腔内，使导轨面产生压力，将动导轨微微抬起，与支承导轨脱离接触，浮在气膜上。 ◆按结构形式： （1）开式静压导轨 （2）闭式静压导轨 2．特点 　 摩擦系数小，磨损小，精度保持性好；结构复 杂，需要一套专门的液压或气压设备；维修、调 整麻烦。 3．应用 　 精密、高精度、低速运动机床。 （三）卸荷导轨 　1．机械卸荷导轨 机械卸荷导轨 1、螺钉，2、碟形弹簧，3、滚动轴承 原理: 导轨上一部分载荷由支承在辅助导轨面a上的滚动轴 承3承受，卸荷力的大小通过螺钉1和碟形弹簧2调 整。卸荷点的数目由动导轨上的载荷和卸荷系数 （卸荷量大小）决定。 　 　2．液压卸荷 　把高压油压入工作台导轨上的一串纵向油槽，产生 　向上浮力，分担工作台的部分外载荷，起到卸荷作 　用；或利用油压把工作台往上推，减小导轨面间的 　压强，使滑动导轨卸荷。 　→用类似静压导轨的节流器调整卸荷压力。 3．自动调整气压卸荷导轨 气压卸荷导轨原理 气压卸荷导轨原理： 　压缩空气进入工作台气囊，经导轨面间由表面粗糙度而形成的微小沟槽流入大气，导轨间的气压呈梯形分布，形成一个气垫，产生的上浮力对导轨进行卸荷。气垫的数量根据工作台长度和刚度定（至少有两个）。 自动调整气压卸荷导轨（半气浮导轨） （四）滚动导轨： 在静、动导轨面之间放置滚动体（滚珠、滚柱、滚 针、滚动 导轨块）。 特点 可获得很高的定位精度： 滚动导轨的摩擦系数很小（0.0025～0.005），且静、动摩擦系 数十分接近，即使在极低速度下也不会爬行。 滚动导轨的磨损速度非常慢，具有良好的精度保持性，且安装 调试简便→应用越来越广。 1．分类 （1）按滚动体类型：滚珠、滚柱、滚针三种结构形式。 （2）按按循环方式分： 　 非循环式：滚动体在运行过程中不循环。 　 循环式：滚动体在运行过程中沿本身的工作轨道和返回 轨道连续循环运动。 循环式直线滚动导轨副： 运动部件行程不受限制；结构装配和使用方便；防护可靠。 　◇主要有滚珠导套