典型部件设计

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1、3.3.2 2 支承件设计支承件设计3.2.1 支承件的功能及基本要求3.2.2 支承件的结构设计3.2.3 支承件的材料3.2.4 提高支承件结构性能的措施13.2.1 支承件的功能和应满足的基本要求（1）支承件的功能 支承件指床身、立柱、横梁、摇臂、底座、刀架、工支承件指床身、立柱、横梁、摇臂、底座、刀架、工作台、箱体或升降台等大尺寸零件，即大件，是机床的基作台、箱体或升降台等大尺寸零件，即大件，是机床的基础构件。础构件。功能：功能：相互连接构成机床基础，支承机床工作部件，承相互连接构成机床基础，支承机床工作部件，承受载荷，保证机床各部件的相对运动。受载荷，保证机床各部件的相对运动。2（2

2、）支承件应满足的基本要求1 、足够的静刚度K，较高的固有频率； 整体刚度（自身刚度）整体刚度（自身刚度） 与支承件的材料以及截面形状、尺与支承件的材料以及截面形状、尺寸等影响惯性矩的参数有关。寸等影响惯性矩的参数有关。局部刚度局部刚度 指支承件载荷集中的局部结构处抵抗变形的能力指支承件载荷集中的局部结构处抵抗变形的能力接触刚度接触刚度 支承件的结合面在外载荷作用下抵抗接触变形的支承件的结合面在外载荷作用下抵抗接触变形的能力能力3固有频率固有频率 为刚度与质量比值的平方根，即：为刚度与质量比值的平方根，即：q当激振力频率当激振力频率接近固有接近固有频率率0时，时，支撑件将产生共振。支撑件将产生共

3、振。因此设计时要求：因此设计时要求： 0 0 1.3 q满足刚度前提下，尽量减小支承件的质量，提高固有频满足刚度前提下，尽量减小支承件的质量，提高固有频率。率。2 、好的动态特性 动刚度、阻尼特性、高的固有频率防止共振、薄壁噪声动刚度、阻尼特性、高的固有频率防止共振、薄壁噪声3、热稳定性4、排屑畅通、工艺性好、吊装方便、成本低43.2.2 支承件的结构设计 机床支承件要承受切削力、零部件重量、传动力等载荷，机床支承件要承受切削力、零部件重量、传动力等载荷，支撑件所承受的载荷不同，分析受力方式不同。支撑件所承受的载荷不同，分析受力方式不同。q 中小型机床中小型机床 支承件受力分析以切削力分主。支

4、承件受力分析以切削力分主。q 精密和高精密机床精密和高精密机床 支承部件载荷以移动部件的质量和热支承部件载荷以移动部件的质量和热 应力为主。应力为主。q 大型机床大型机床 支承件受力分析考虑工件重力、移动部件重力支承件受力分析考虑工件重力、移动部件重力 和切削力等。和切削力等。 一、支承件的受力分析和支承件形式（1 1）支承件的受力分析）支承件的受力分析5（2 2）支承件的形状）支承件的形状 (1) (1) 箱形类：三个方向上尺寸差不多；箱形类：三个方向上尺寸差不多； (2) (2) 板块类：两个方向尺寸上比第三个尺寸大得多；板块类：两个方向尺寸上比第三个尺寸大得多； (3) (3) 梁类：一

5、个方向上的尺寸比另两个大得多；梁类：一个方向上的尺寸比另两个大得多；6二 支承件的截面形状和选择 支承件的变形主要是支承件的变形主要是弯扭变形弯扭变形。且抗弯刚度和抗扭刚度。且抗弯刚度和抗扭刚度随支承件的截面积惯性矩的增大而增大。设计原则如下：随支承件的截面积惯性矩的增大而增大。设计原则如下：q 截面积一定时，空心截面比实心截面惯性矩大。截面积一定时，空心截面比实心截面惯性矩大。满足工满足工 艺要求是，应尽量减小壁厚。艺要求是，应尽量减小壁厚。q 承受一个方向弯矩的支承件，当高度方向为受弯方向承受一个方向弯矩的支承件，当高度方向为受弯方向 时，时，截面形状应为矩形。截面形状应为矩形。q 承受纯

6、扭矩作用的支承件，承受纯扭矩作用的支承件，截面形状应为圆形。截面形状应为圆形。q 不封闭截面刚度远小于封闭截面刚度，不封闭截面刚度远小于封闭截面刚度，尽量将支承件支尽量将支承件支 承封闭结构承封闭结构7三 支承件肋板和肋条的布置（1 1） 肋板（隔板）肋板（隔板） 连接四周外壁间的内壁。作用是将局部载连接四周外壁间的内壁。作用是将局部载荷传递给其他壁板，使整个支承件较均匀的承受载荷。分为：荷传递给其他壁板，使整个支承件较均匀的承受载荷。分为：纵向肋板 纵向肋板应布置在弯曲平纵向肋板应布置在弯曲平面内，即肋板的高度方向与面内，即肋板的高度方向与作用力作用力F F方向一致。方向一致。 纵向肋板提高

7、抗弯强度纵向肋板提高抗弯强度8(三)支承件肋板和肋条的布置 无横向肋板时，相对抗扭刚无横向肋板时，相对抗扭刚度很低；增加一个断面横向肋板度很低；增加一个断面横向肋板时，抗扭刚度变大，均与布置三时，抗扭刚度变大，均与布置三个横向肋板后，抗扭刚度继续增个横向肋板后，抗扭刚度继续增加。加。 横向肋板提高抗扭刚度横向肋板提高抗扭刚度横向肋板 斜向肋板时多个横肋板和纵斜向肋板时多个横肋板和纵肋板的组合肋板的组合斜向肋板 提高抗弯和抗扭刚度提高抗弯和抗扭刚度9(三)支承件肋板和肋条的布置（2 2）加强肋（肋条）加强肋（肋条）配置在某一外壁内侧或内壁上。加强局部配置在某一外壁内侧或内壁上。加强局部刚度和减少

8、薄壁振动。刚度和减少薄壁振动。注意：肋条高应约为支承件壁厚的注意：肋条高应约为支承件壁厚的5 5倍。倍。 厚度为壁厚的厚度为壁厚的0.80.81 1倍倍右图中，用加强肋提高箱右图中，用加强肋提高箱体轴承孔处的局部刚度。体轴承孔处的局部刚度。10四 合理选择支承件的壁厚 根据根据C C值选择最小壁厚，考虑工艺条件、受力，值选择最小壁厚，考虑工艺条件、受力，可适当加厚，壁厚应尽量均匀。可适当加厚，壁厚应尽量均匀。 1 1、铸铁件：、铸铁件： 当量尺寸当量尺寸C C C= C=（2L+B+H2L+B+H）/3/3 L L、B B、H H分别为支承件的长、宽、高分别为支承件的长、宽、高 2 2、焊接件

9、：钢板和型钢焊接、焊接件：钢板和型钢焊接 弹性模量比铸铁大一倍，同样载荷条件下，壁弹性模量比铸铁大一倍，同样载荷条件下，壁厚为铸件薄厚为铸件薄2/32/34/54/5，防止薄壁振动。，防止薄壁振动。 阻尼系数比铸铁小，需要采取抗振措施。阻尼系数比铸铁小，需要采取抗振措施。111、铸铁 加入少量的铬、硅、稀土等合金元素的灰口铸铁。加入少量的铬、硅、稀土等合金元素的灰口铸铁。特点：铸造、切削性能好；阻尼大，抗振性好；加入合铸造、切削性能好；阻尼大，抗振性好；加入合金元素，提高耐磨性；成本高，适合成批生产。金元素，提高耐磨性；成本高，适合成批生产。支承铸件消除应力的方式：支承铸件消除应力的方式：q铸

10、件壁厚不均匀，铸造冷却中产生铸造应力，铸造后铸件壁厚不均匀，铸造冷却中产生铸造应力，铸造后进行自然时效处理；进行自然时效处理；q精密机床支承件，粗加工前自然时效，粗加工后人工精密机床支承件，粗加工前自然时效，粗加工后人工时效，充分消除铸造应力。时效，充分消除铸造应力。q床身、立柱、横梁等进行振动时效，消除内应力。床身、立柱、横梁等进行振动时效，消除内应力。3.2.3 支承件材料122、钢材钢板和型钢焊接成支承件钢板和型钢焊接成支承件特点：特点：q 钢件的抗弯刚度大于铸铁件；钢件的抗弯刚度大于铸铁件；q 满足刚度要求时，钢件比铸件壁厚薄一半，重量减轻满足刚度要求时，钢件比铸件壁厚薄一半，重量减轻

11、202030%30%。但是。但是阻尼为铸件的阻尼为铸件的1/31/3, ,抗振性能差。抗振性能差。q 适合于生产数量少，品种多的大型床身的制造。适合于生产数量少，品种多的大型床身的制造。3、预应力钢筋混凝土4、天然花岗岩135、树脂混凝土人造花岗岩特点：特点：q阻尼比阻尼比是灰口铸铁的是灰口铸铁的8 81010倍，抗振性好。倍，抗振性好。q耐腐蚀耐腐蚀性好。与金属粘结能力强，可预埋金属件，减性好。与金属粘结能力强，可预埋金属件，减少金属加工量。少金属加工量。q浇筑的床身浇筑的床身静刚度静刚度比铸铁高比铸铁高161640%40%。q可增加钢筋或加强纤维，提高可增加钢筋或加强纤维，提高抗拉强度抗拉

12、强度。q钢板焊接框架，充填树脂混凝土，适合构成、中型机钢板焊接框架，充填树脂混凝土，适合构成、中型机床的支承件。床的支承件。141 1、提高支承件的静刚度和固有频率；、提高支承件的静刚度和固有频率；2 2、提高动态性能；、提高动态性能； （1 1）改善阻尼特性：填充型砂或混凝土等）改善阻尼特性：填充型砂或混凝土等 （2 2）采用新材料：树脂混凝土）采用新材料：树脂混凝土3 3、提高热稳定性；、提高热稳定性； （1 1）控制温升）控制温升 （2 2）采用热对称结构）采用热对称结构 （3 3）采用热补偿装置）采用热补偿装置 （4 4）减少热变形材料的体积）减少热变形材料的体积3.2.4 提高支承件

13、结构性能的措施153.3 导轨设计3.3.1 导轨的功用与分类3.3.2 导轨应满足的基本要求3.3.3 导轨的截面形状选择3.3.4 导轨间隙的调整3.3.5 导轨的结构类型及特点3.6.6 提高导轨精度、刚度和耐磨性的措施163.3.1导轨的功用和分类1、导轨的功用 导轨的功用导轨的功用承载承载和和导向导向。即保证运动部件在外力作。即保证运动部件在外力作用下，能准确地沿着一定方向运动。用下，能准确地沿着一定方向运动。2、导轨的分类（1 1）按工作性质：）按工作性质：q 主运动导轨：动导轨座主运动导轨：动导轨座主运动主运动，导轨副间的相对，导轨副间的相对速度较高速度较高。 q 进给运动导轨：

14、动导轨作进给运动导轨：动导轨作进给运动进给运动，导轨副之间的相对运，导轨副之间的相对运 动速度低动速度低。 q 调位导轨：可调整部件的相对位置，加工过程中没调位导轨：可调整部件的相对位置，加工过程中没 有相对运动（车床尾架用的导轨）。有相对运动（车床尾架用的导轨）。172、导轨的分类（2 2）按摩擦性质：）按摩擦性质：q 滑动导轨：滑动导轨： 液体动压导轨液体动压导轨 液体静压导轨液体静压导轨 普通滑动导轨（混合摩擦导轨）普通滑动导轨（混合摩擦导轨）q 滚动导轨：滚动导轨： 滚珠导轨、滚柱导轨、滚针导轨滚珠导轨、滚柱导轨、滚针导轨182、导轨的分类（3 3）按受力性质：）按受力性质：q 开式导

15、轨开式导轨 利用部件质量和载荷，使导轨副在全长上利用部件质量和载荷，使导轨副在全长上始终保持接触的导轨。始终保持接触的导轨。 开式导轨不能承受较大的颠覆力矩，开式导轨不能承受较大的颠覆力矩，用于大型机床用于大型机床的水平导轨。的水平导轨。q 闭式导轨闭式导轨 在开式导轨上增加辅助导轨而构成。在开式导轨上增加辅助导轨而构成。19 1、导向精度 导轨副在空载下运动和切削条件下运动时，实际运动轨迹导轨副在空载下运动和切削条件下运动时，实际运动轨迹与给定轨迹之间的符合程度。与给定轨迹之间的符合程度。 （1 1）几何精度）几何精度 直线运动的导轨：直线运动的导轨： 导轨在导轨在竖直平面竖直平面内的直线度

16、（简称内的直线度（简称A A项精度）项精度） 导轨在导轨在水平平面水平平面内的直线度（简称内的直线度（简称B B项精度）项精度） 两导轨面间的两导轨面间的平行度平行度（简称（简称C C项精度）项精度） 其精度值可参考有关机床精度检查标准。其精度值可参考有关机床精度检查标准。3.3.2导轨应满足的要求2021 （2 2）接触精度）接触精度 指导轨副间摩擦面实际接触面积占理论接触面积的百分指导轨副间摩擦面实际接触面积占理论接触面积的百分比。比。 采用采用着色法着色法进行检查，用接触面所占的百分比或进行检查，用接触面所占的百分比或25252525平方毫米面积内的接触点数衡量。平方毫米面积内的接触点数

17、衡量。影响导向精度的因素：影响导向精度的因素： 制造精度；导轨的结构形式；装配质量；导轨及其支承制造精度；导轨的结构形式；装配质量；导轨及其支承件的刚度和热变形；对于动压和静压导轨还有油膜刚度。件的刚度和热变形；对于动压和静压导轨还有油膜刚度。222、承载能力大、刚性好3、精度保持性 其影响因素主要是其影响因素主要是磨损磨损。提高耐磨性以保持精度是提高机。提高耐磨性以保持精度是提高机床质量的主要内容之一。床质量的主要内容之一。 常见的磨损有：磨料磨损、粘着磨损、接触疲劳。常见的磨损有：磨料磨损、粘着磨损、接触疲劳。4、低速运动平稳性 即即不出现爬行现象不出现爬行现象 其平稳性与导轨的结构、材料

18、和润滑其平稳性与导轨的结构、材料和润滑有关；与动、静摩擦系数的差值有关；与传动导轨运动的传动有关；与动、静摩擦系数的差值有关；与传动导轨运动的传动链的刚度等因素有关。链的刚度等因素有关。5、结构简单、工艺性好 设计时要注意使导轨的制造和维护方设计时要注意使导轨的制造和维护方便便。23 1、直线导轨截面形状 （1 1）矩形导轨）矩形导轨 （2 2）三角形导轨）三角形导轨 （3 3）燕尾形导轨）燕尾形导轨 （4 4）圆柱形导轨）圆柱形导轨3.3.3 导轨的截面形状242、 回转运动导轨的截面形状1 1、平行环形导轨、平行环形导轨2 2、锥面环形导轨、锥面环形导轨3 3、双锥面导轨、双锥面导轨253

19、、导轨的截面形状与组合（1 1）导轨的截面形状：）导轨的截面形状：三角形三角形、矩形矩形、燕尾形燕尾形和和圆形圆形。一对导。一对导 轨副轨副一凸一凹一凸一凹。26（2 2）窄式、宽式导轨）窄式、宽式导轨 窄式导轨：窄式导轨：用一条导轨面的两侧面导向，导向精度高。用一条导轨面的两侧面导向，导向精度高。 宽式导轨：宽式导轨：用两条导轨的两外侧面导向。用两条导轨的两外侧面导向。273 3、导轨的组合、导轨的组合（1 1）双三角形导轨：导向性和精度保持性都高，）双三角形导轨：导向性和精度保持性都高，磨损时会自动补偿磨损量磨损时会自动补偿磨损量，加，加工、检验和维修都比较困难，多用于精度要求较高的机床。

20、工、检验和维修都比较困难，多用于精度要求较高的机床。（2 2）双矩形导轨）双矩形导轨 ：这种导轨的刚度高，：这种导轨的刚度高，承载能力高承载能力高，加工加工、检验和维修都、检验和维修都方便方便。矩形导轨存在侧向间隙，必须用镶条进行调整。矩形导轨存在侧向间隙，必须用镶条进行调整。（3 3）三角形和矩形导轨的组合）三角形和矩形导轨的组合 ：兼有：兼有导向性好、制造方便和刚度高导向性好、制造方便和刚度高的优点而应的优点而应用很广。用很广。（4 4）燕尾形导轨）燕尾形导轨 ：可以：可以承受颠覆力矩承受颠覆力矩，是闭式导轨中接触面最少的一种结构，是闭式导轨中接触面最少的一种结构，间隙调整方便。这种导轨刚

21、性较差，加工、检验和维修都不大方便，适用于间隙调整方便。这种导轨刚性较差，加工、检验和维修都不大方便，适用于受力小，层次多、要求间隙调整方便的地方。受力小，层次多、要求间隙调整方便的地方。（5 5）矩形和燕尾形导轨的组合）矩形和燕尾形导轨的组合 ：兼有：兼有调整方便和能承受较大力矩调整方便和能承受较大力矩的优点，多用的优点，多用于横梁、立柱和摇臂的导轨副等。于横梁、立柱和摇臂的导轨副等。（6 6）双圆柱导轨的组合）双圆柱导轨的组合 ：制造方便，制造方便，不易积存较大的切屑的优点，但间隙难以不易积存较大的切屑的优点，但间隙难以调整，磨损后也不易补偿。常用于移动件只受轴向力场合。调整，磨损后也不易

22、补偿。常用于移动件只受轴向力场合。283.3.4 导轨间隙的调整1 1、压板、压板 用于用于调整间隙调整间隙和和承受颠覆力矩承受颠覆力矩。压板用螺钉紧固在运动部件。压板用螺钉紧固在运动部件上上 图图a a 通过通过精磨或刮削压精磨或刮削压板厚度调整间板厚度调整间隙隙 图图b b 通过通过改变垫片层数改变垫片层数和垫片厚度调和垫片厚度调整间隙整间隙 图图c c 通过通过压板和导轨间压板和导轨间的平镶条调整的平镶条调整间隙间隙292 2、镶条、镶条 用于调整矩形、燕尾形导轨的侧面间隙，保证导轨的正常用于调整矩形、燕尾形导轨的侧面间隙，保证导轨的正常接触，有平镶条和斜镶条两种。接触，有平镶条和斜镶条

23、两种。 通过通过横向横向移动移动平镶条平镶条来调整侧面间隙。镶条装在不受力来调整侧面间隙。镶条装在不受力或受力较小的一侧，以提高刚度。或受力较小的一侧，以提高刚度。 图图a a、图、图b b：平镶条较薄，各螺钉单独调整，调整力不均：平镶条较薄，各螺钉单独调整，调整力不均匀，螺钉与镶条接触处有变形，刚性较差。匀，螺钉与镶条接触处有变形，刚性较差。 图图c c：间隙调整后，在拧紧紧固螺栓，调整方便，刚性好：间隙调整后，在拧紧紧固螺栓，调整方便，刚性好平镶条调整间隙平镶条调整间隙30斜镶条调整间隙斜镶条调整间隙 将镶条的一面做成与动导轨一面将镶条的一面做成与动导轨一面斜度相同斜度相同，方向相反方向相

24、反的的斜面，通过斜面配合，斜面，通过斜面配合，纵向移动纵向移动镶条来调整导轨镶条来调整导轨横向间隙横向间隙。313.3.5 导轨的结构类型和特点1 1、滑动导轨、滑动导轨 滑动导轨滑动导轨具有一定动压效应的混合摩擦状态。导轨的动压效应主要与导轨的摩擦速度、润滑油粘度、导轨面的油沟尺寸和型式等有关。速度较高的主运动导轨，应合理设计油沟型式和尺寸，选择合适粘度的润滑油，以产生较好的动压效果。 优点优点是结构简单、制造方便和抗振性好。 缺点缺点是磨损快。 为提高耐磨性，广泛采用塑料导轨和镶钢导轨。塑料导轨使用粘结法或涂层法覆盖在导轨面上。通常对长导轨喷涂法、对短导轨用粘结法。 四种导轨四种导轨：粘结

25、塑料软带导轨、塑料涂层、 金属塑料复合导轨、镶钢导轨32退出退出（2 2）静压导轨）静压导轨 静压导轨按结构形式分静压导轨按结构形式分开式开式和和闭式闭式两大类。两大类。（3 3）卸荷导轨）卸荷导轨 卸荷导轨用来降低导轨面的压力，减少摩擦阻力，卸荷导轨用来降低导轨面的压力，减少摩擦阻力， 从而提高导轨的耐磨性和低速运动的平稳性，尤其是对从而提高导轨的耐磨性和低速运动的平稳性，尤其是对 大、重型机床来说，工作台和工件的质量很大大、重型机床来说，工作台和工件的质量很大, ,导轨面导轨面 上的摩擦阻力很大，常用卸荷导轨。上的摩擦阻力很大，常用卸荷导轨。 导轨的卸荷方式：导轨的卸荷方式： 机械卸荷机械

26、卸荷 液压卸荷液压卸荷 气压卸荷。气压卸荷。33退出退出4 4、滚动导轨、滚动导轨 与滑动导轨相比： 优点优点 摩擦因数小，动、静摩擦因数很接近。 缺点缺点 抗振性差，但可以通过预紧方式提高，结构复杂， 成本高。 （1）滚动导轨的类型： 按滚动体分类：滚珠、滚柱、滚针 按循环方式分：循环式、非循环式 （2）直线滚动导轨副 （3）滚动导轨块 （4）预紧 方法是靠螺钉、垫块或斜块移动导轨实现靠尺 寸差达到预紧。 341、合理选择导轨的材料和热处理、合理选择导轨的材料和热处理 导轨材料和热处理方法对导轨性能、精度有直接影响,要合理的选择，以便降低摩擦系数，提高导轨的耐磨性，降低成本。 导轨的材料有铸

27、铁、钢、有色金属、塑料等。导轨的材料有铸铁、钢、有色金属、塑料等。 （1）铸铁导轨：）铸铁导轨：良好的抗振性抗，工艺性和耐磨性。 （2）镶钢导轨：）镶钢导轨：磨损能力强。 （3）有色金属：）有色金属：可以防止撕伤，保证运动的平稳性和提高运 动精度。 （4）塑料：）塑料：摩擦因数低、耐磨性高、抗撕伤能力强、 低速不易爬行、运动平稳、工艺简单、化学性能 好、成本低等特点。 3.6.6 提高导轨精度、刚度和耐磨性的措施352、导轨的预紧、导轨的预紧 合理地将滚动导轨预紧可以提高其承载能力、运 动精度和刚度。3、导轨的良好润滑和可靠防护、导轨的良好润滑和可靠防护 导轨的良好润滑和可靠防护，可以降低摩擦

28、力， 减少磨损，降低温度和防止生锈，延长寿命。4、争取无磨损、少磨损、均匀磨损，磨损后应能补偿磨、争取无磨损、少磨损、均匀磨损，磨损后应能补偿磨 损量损量 磨损的原因：磨损的原因：导轨结合面在一定压强作用下直 接接触并相对运动而造成的。 争取不磨损的条件：争取不磨损的条件：让结合面在运动时不接触。 方法：方法：保证完全的液体润滑。 36 对导轨材料的主要要求是：耐磨性高、工艺性好和成本低等。对导轨材料的主要要求是：耐磨性高、工艺性好和成本低等。 1、铸铁 铸铁是一种成本低，优良好的减振性和耐磨性，易于铸造和铸铁是一种成本低，优良好的减振性和耐磨性，易于铸造和切削加工的金属材料。在切削加工的金属

29、材料。在动导轨动导轨和和支承导轨支承导轨中都有应用。中都有应用。 灰铸铁灰铸铁：在润滑与防护较好的条件下有一定的耐磨性。：在润滑与防护较好的条件下有一定的耐磨性。HT200HT200。 精度不高，次要导轨。精度不高，次要导轨。 孕育铸铁孕育铸铁：耐磨性高于灰铸铁。：耐磨性高于灰铸铁。HT300HT300。普通精度。普通精度。 耐磨铸铁耐磨铸铁：含合金元素，耐磨性高于孕育铸铁。：含合金元素，耐磨性高于孕育铸铁。精密机床。精密机床。 热处理：导轨的表面淬火，采用淬火的方法提高铸热处理：导轨的表面淬火，采用淬火的方法提高铸 铁导轨表铁导轨表面的硬度，增强抗磨料磨损、粘着磨损的能力，防止划伤与撕伤，面

30、的硬度，增强抗磨料磨损、粘着磨损的能力，防止划伤与撕伤，提高导轨的耐磨性。提高导轨的耐磨性。 1、导轨的材料37 2 钢 采用采用淬火钢淬火钢或或氮化钢氮化钢的镶钢支承导轨，可大幅度提高导轨的的镶钢支承导轨，可大幅度提高导轨的耐磨性。耐磨性。 镶钢导轨材料有几类：镶钢导轨材料有几类： （1 1）合金工具钢或轴承钢合金工具钢或轴承钢，牌号为，牌号为9Mn2V9Mn2V、CrWMnCrWMn、GCr15GCr15等；等； （2 2）高碳工具钢高碳工具钢，牌号为，牌号为T8AT8A、T10AT10A等；等； （3 3）中碳钢中碳钢，牌号为，牌号为4545、40Cr40Cr； （4 4）低碳钢低碳钢，

31、牌号为，牌号为20Cr20Cr； （5 5）氮化钢氮化钢，牌号为，牌号为38CrMoAlA38CrMoAlA。 镶钢导轨工艺复杂、加工较困难、成本也较高，镶钢导轨工艺复杂、加工较困难、成本也较高，多用于数控多用于数控机床和加工中心上机床和加工中心上。383、有色金属 用于用于镶装镶装导轨的有色金属板材料，主要有锡青铜导轨的有色金属板材料，主要有锡青铜ZQSn6-6-3ZQSn6-6-3和铝青铜和铝青铜ZQAl9-4ZQAl9-4。它们多用于。它们多用于重型机床的动导轨重型机床的动导轨上。这种材料的优点是耐磨性较上。这种材料的优点是耐磨性较高，可以防止撕伤和保证运动的平稳性和提高移动精度。高，可

32、以防止撕伤和保证运动的平稳性和提高移动精度。4、塑料 优点是摩擦系数低、耐磨性高、抗撕拉能力强、低速时不易出现爬行、优点是摩擦系数低、耐磨性高、抗撕拉能力强、低速时不易出现爬行、加工性和化学稳定性好、工艺简单、成本低。在各类机床上都有应用，特加工性和化学稳定性好、工艺简单、成本低。在各类机床上都有应用，特别是用在别是用在精密、数控和重型机床的动导轨精密、数控和重型机床的动导轨上。上。5、导轨副材料的选用 在导轨副中，为了提高耐磨性和防止咬焊，在导轨副中，为了提高耐磨性和防止咬焊，动导轨和支承导轨动导轨和支承导轨应分别应分别采用采用不同的材料不同的材料。如果采用相同的材料，也应采用不同的热处理使

33、双方具。如果采用相同的材料，也应采用不同的热处理使双方具有不同的硬度。有不同的硬度。39 1 1、导轨的润滑、导轨的润滑（1 1）润滑的目的、要求与方式）润滑的目的、要求与方式 润滑的目的：润滑的目的：是为了降低摩擦力、减少磨损、降低温是为了降低摩擦力、减少磨损、降低温 度和防止生锈。度和防止生锈。 润滑要求：润滑要求：供给导轨清洁的润滑油，油量可以调节，供给导轨清洁的润滑油，油量可以调节， 尽量采取自动和强制润滑，润滑元件要可尽量采取自动和强制润滑，润滑元件要可 靠，要有安全装置。靠，要有安全装置。 润滑方式：润滑方式：人工定期向导轨面浇油；在运动部件上装人工定期向导轨面浇油；在运动部件上装

34、 油杯，使油沿油孔流或滴向导轨面；在运动油杯，使油沿油孔流或滴向导轨面；在运动 部件上装润滑电磁泵或手动润滑泵。部件上装润滑电磁泵或手动润滑泵。3、导轨的润滑与防护40（2 2）润滑油的选择）润滑油的选择 导轨常用的润滑剂有导轨常用的润滑剂有润滑油润滑油和和润滑脂润滑脂，滑动导轨用润，滑动导轨用润滑油，滚动导轨则两种都可用。滑油，滚动导轨则两种都可用。 导轨润滑油的粘度可根据导轨的工作条件和润滑方式导轨润滑油的粘度可根据导轨的工作条件和润滑方式选择。高速低载荷可用粘度较低的油，反之则用粘度较高选择。高速低载荷可用粘度较低的油，反之则用粘度较高的油。的油。 滚动导轨支承多采用润滑脂润滑。优点是不

35、会泄漏，滚动导轨支承多采用润滑脂润滑。优点是不会泄漏，不需经常加油；缺点是尘屑进入后易磨损导轨，因此对防不需经常加油；缺点是尘屑进入后易磨损导轨，因此对防护要求较高，易被污染又难以防护的地方，可用润滑油润护要求较高，易被污染又难以防护的地方，可用润滑油润滑。滑。412 2、导轨的防护、导轨的防护 防止或减少导轨副磨损的重要方法之一，就是对导轨进行防止或减少导轨副磨损的重要方法之一，就是对导轨进行防护。目前，防护装置已有专门工厂生产，可以外购。导轨防防护。目前，防护装置已有专门工厂生产，可以外购。导轨防护方式有以下几种：护方式有以下几种：（1 1）刮板式）刮板式 这种方法能刮除落在导轨面上的尘削

36、屑，属于间接防护装这种方法能刮除落在导轨面上的尘削屑，属于间接防护装置。这种装置广泛应用于外露导轨的防护。置。这种装置广泛应用于外露导轨的防护。42（2 2）伸缩式）伸缩式 是把导轨全部封闭起来的结构，防护可靠，在滚动导是把导轨全部封闭起来的结构，防护可靠，在滚动导轨与滑动导轨中都有应用。轨与滑动导轨中都有应用。4344 从设计角度提高耐磨性的基本思路是：尽量争取无磨损；从设计角度提高耐磨性的基本思路是：尽量争取无磨损；在无法避免磨损时尽量争取少磨损、均匀磨损以及磨损后能够在无法避免磨损时尽量争取少磨损、均匀磨损以及磨损后能够补偿，以便提高使用期限。补偿，以便提高使用期限。1 1、争取无磨损、

37、争取无磨损 磨损的原因：是配合面在一定的压强作用下直接接触并作磨损的原因：是配合面在一定的压强作用下直接接触并作相对运动。相对运动。不磨损的条件不磨损的条件：配合面在作相对运动时不直接接触；：配合面在作相对运动时不直接接触；接触时则无相对运动。配合面在作相对运动时不直接接触的办接触时则无相对运动。配合面在作相对运动时不直接接触的办法之一是保证完全的液体润滑，使润滑剂把摩擦面完全分隔开。法之一是保证完全的液体润滑，使润滑剂把摩擦面完全分隔开。4、提高导轨耐磨性的措施452 2、争取少磨损、争取少磨损 争取无磨损只能在少数和特殊情况下才能做到。多数情况争取无磨损只能在少数和特殊情况下才能做到。多数

38、情况只能争取少磨损以延长工作期限。只能争取少磨损以延长工作期限。争取少磨损的措施：争取少磨损的措施：（1 1）降低压强）降低压强 可采用加大导轨的接触面和减轻负荷的方法来可采用加大导轨的接触面和减轻负荷的方法来 降低压强。降低压强。（2 2）改变摩擦性质）改变摩擦性质 用滚动副代替滑动副，可以减少磨损。用滚动副代替滑动副，可以减少磨损。（3 3）正确选择摩擦副的材料和热处理）正确选择摩擦副的材料和热处理（4 4）加强防护）加强防护463 3、争取均匀磨损、争取均匀磨损 磨损是否均匀对零部件的工作期限影响很大。争取均匀磨磨损是否均匀对零部件的工作期限影响很大。争取均匀磨损的措施：损的措施： （1 1）力求使摩擦面上压强均匀分布。）力求使摩擦面上压强均匀分布。 （2 2）尽量减少扭转力矩和倾覆力矩。）尽量减少扭转力矩和倾覆力矩。 （3 3）保证支承件有足够的刚度。）保证支承件有足够的刚度。 （4 4）摩擦副中全长上使用机会不均的那一件硬度应高些。）摩擦副中全长上使用机会不均的那一件硬度应高些。4 4、磨损后应能补偿磨损量、磨损后应能补偿磨损量 磨损后间歇变大了，设计时应考虑在构造上能补偿这个间磨损后间歇变大了，设计时应考虑在构造上能补偿这个间隙。隙。 补偿方法：可以是自动的连续补偿，也可以是定期的人工补偿方法：可以是自动的连续补偿，也可以是定期的人工补偿。补偿。47