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1、第六章机床导轨的设计 第一节概述一 功用和分类1 运动轨迹 1 直线运动导轨 2 圆周运动导轨2 摩擦性质 1 滑动导轨 静压导轨动压导轨 2 滚动导轨3 工作性质 1 主运动导轨 2 进给运动导轨 3 移置导轨 4 卸荷导轨 二 导轨应满足的基本要求 1 导向精度导轨运动轨迹的精确度 2 精度保持性耐磨性3 刚度本身刚度接触刚度4 低速运动平稳性 爬行 低速运动动静摩擦系数自激振动 三 导轨的主要失效形式 1 磨损 1 磨粒磨损导轨面间的坚硬微粒 切屑尘土等 2 咬合磨损局部压强高 破坏吸附膜 裸露 冷焊2 疲劳和压溃滚动导轨多见失效形式疲劳 表层接触应力疲劳剥落压溃 接触应力过大 产生塑性
2、变形 四 导轨的材料及其特点 1 铸铁 铸铁 较精密机床灰铸铁与孕育铸铁 高磷铸铁和合金铸铁2 铸铁 淬硬铸铁支承导轨 HT200表面淬火 高出HB15 453 铸铁 淬硬钢板碳素钢 T10A T8A 或合金钢 40Cr等 4 塑料 铸铁 粘贴聚四氟乙烯软带5 有色金属 铸铁 重型机床在动导轨上镶装有色金属板ZQSn6 6 3ZQAl 9 2 第二节普通滑动导轨 一 直线运动导轨导轨面的组成平面 4种矩形 刚度高承载能力大制造方便精度差三角形 性能与顶角大小有关燕尾形导轨 承受颠覆力矩刚度差制造困难圆柱形导轨 制造容易磨损后难以补偿常用组合形式 双三角形双矩形三角形 矩形矩形 燕尾形双圆柱导轨
3、 二 圆周运动导轨 平面圆环导轨 承载能力大制造方便只能承受轴向载荷应用 立式车床圆工作台磨床等锥面圆环导轨 导向性好可承受轴向和径向载荷V形圆环导轨 可承受较大轴向力 径向力和颠覆力矩制造和装配比较困难应用 立式车床的花盘导轨 三 导轨的间隙调整及导向面的选择 1 压板调整 1 刮研或修磨 2 螺钉调节 3 改变垫片2 镶条调整 1 平镶条 在着力点有挠曲变形 刚度低 2 斜镶条 斜度1 100 1 40 3 镶条的位置 窄导向 较好宽导向 四 滑动导轨的设计计算 1 导轨的受力分析外力 重力切削力牵引力反力 各导轨面支反力和支反力矩例 数控车床纵向导轨 2 导轨的压强计算和压强分布 导轨的
4、长度远大于宽度 故简化为一维力F引起的压强pF pF F aL倾覆力矩M M PM 2 aL 2 故导轨上所受的最大 最小压强为 Pmax min pF pM F 1 6M FL aL关于参数M FL取值的讨论 M FL 1 6梯形分布M FL 1 6三角形M FL 1 2如果没有压板pmax 3 合理设计导轨的布局 减少磨损对加工精度的影响例 车床导轨矩形 山形组合导轨面的磨损量在X Z方向引起位移 x1 ubsin uasin z1 ubcos uacos 磨损不均匀导致刀架的转动 角敏感方向为刀尖水平位移 d减小 d的措施 增大导轨间距导轨为对称三角形增大凸三角形导轨内侧面宽度 第四节滚动导轨 优点 1 摩擦系数小2 动 静摩擦系数很接近3 润滑方便缺点 1 抗振性差2 需要防护 对污染敏感 一 滚动导轨的结构形式 1 直线滚动导轨副2 滚动导轨块承载能力和刚度较大有专业厂家生产 二 滚动导轨的预紧预紧虽增加刚度 但牵引力也显著提高目标 刚度提高而牵引力增加不大预紧方法 1 采用过盈配合 预紧力应大于载荷2 采用调整元件预紧 三 滚动导轨的计算 1 受力分析2 滚动导轨的计算
