各類機(jī)床導(dǎo)軌的比較及功能分析

ww1883

各類機(jī)床導(dǎo)軌的比較及功能分析
- b+ d) v* U- C7 O6 `& @+ s
    　設(shè)計者在設(shè)計機(jī)床時,，導(dǎo)軌的設(shè)計形式是多種多樣的。人們不禁要問,，哪一種導(dǎo)軌是最佳的。本文闡述的是各種導(dǎo)軌的比較和分析其不同的原因,。
4 ~! Z* ^) v( W
& H2 E8 D: ?& c0 L' Q4 m　　機(jī)床控制元件的運(yùn)動實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的精密加工,，這是手動工具和機(jī)床的主要區(qū)別，下面討論的是機(jī)床的控制元件之一——導(dǎo)軌系統(tǒng),。
　　機(jī)床制造者最關(guān)心的莫過于機(jī)床的精度,，剛性和使用壽命。對導(dǎo)軌系統(tǒng)的研究途徑是很不夠的,，至少在機(jī)床制造技術(shù)方面沒有把它放在重要的位置上,，在機(jī)床樣本，宣傳廣告上,，最具有吸引力的技術(shù)參數(shù)是：主軸轉(zhuǎn)速,、進(jìn)給速度,、換刀時間和快速進(jìn)給速度。當(dāng)然,，這些參數(shù)對機(jī)床的性能是很重要的,。但導(dǎo)軌為機(jī)床功能的實(shí)現(xiàn)奠定了可靠的基礎(chǔ)。
　　各種類型的機(jī)床工作部件,，都是利用控制軸在指定的導(dǎo)軌上運(yùn)動,，機(jī)床設(shè)計者根據(jù)機(jī)床的類型和用途選用各種不同形式的導(dǎo)軌系統(tǒng)，用得較為廣泛的有下列三種,；即平面導(dǎo)軌,、直線滾動導(dǎo)軌和循環(huán)滾柱與平面導(dǎo)軌的組合所構(gòu)成的滾動體導(dǎo)軌。當(dāng)然系統(tǒng)遠(yuǎn)不止上述三種形式,，還有其它形式的導(dǎo)軌,。
/ |$ f6 p) Y+ q. k
+ U( J/ ?. z: ]6 N0 u　　導(dǎo)軌的功能

3 A! S* X8 C8 n: J( r+ ?0 Y　　盡管導(dǎo)軌系統(tǒng)的形式是多種多樣的，但工作性質(zhì)都是相同的,，機(jī)床工作部件在指定導(dǎo)軌系統(tǒng)上移動,，尤如火車沿著鐵軌在指定的方向上行駛。無論是機(jī)床導(dǎo)軌還是鐵路上的鐵軌,，都是體現(xiàn)如下三種基本功能：
　　(1)為承載體的運(yùn)動導(dǎo)向
4 [+ G8 n: ^& U. `: d' D5 M　　(2)為承載體提供光滑的運(yùn)動表面
# }3 `, p" s& V　　(3)把火車的運(yùn)動或機(jī)床的切削所產(chǎn)生的力傳到地基或床身上,，減少由此產(chǎn)生的沖擊對乘客和被動加工零件的影響。
　　沿導(dǎo)軌系統(tǒng)的運(yùn)動,，大多數(shù)為直線運(yùn)動,，也有少數(shù)為弧線運(yùn)動。本文討論的重點(diǎn)是直線導(dǎo)軌系統(tǒng),。當(dāng)然,，直線導(dǎo)軌的很多技術(shù)可以直接應(yīng)用弧形導(dǎo)軌,。
　　導(dǎo)軌為什么被稱為“系統(tǒng)”呢,？這是因?yàn)閷?dǎo)軌系統(tǒng)的工作包含著若干元件的同時工作，最基本的元件為一個運(yùn)動元件和一個固定元件,。運(yùn)動元件的形式有多種多樣,，以后將予以詳細(xì)介紹，固定元件一般為道軌式,，它是導(dǎo)軌精度的保證,，如果導(dǎo)軌彎曲變形，運(yùn)動元件或滑動元件便失去精確的導(dǎo)向,。
2 I" K1 i) y: C0 ^. U. L' f　　機(jī)床制造廠都在盡最大的努力,，確保導(dǎo)軌安裝的精確性。導(dǎo)軌被加工前,。導(dǎo)軌和工作部件都已經(jīng)過時效處理,。以消除內(nèi)應(yīng)力,。為了保證導(dǎo)軌的精度和延長使用壽命，刮研是一種常用的工藝方法,。
/ p2 W! O* d- K3 H5 f! \  B
3 }' d+ s3 t3 `) l( f, z8 f" s7 K1 \0 c　　鑲鋼導(dǎo)軌

# f  V8 m% p# l$ _2 ]+ n4 U　　機(jī)床上最常用的導(dǎo)軌形式是鑲鋼導(dǎo)軌,，它的使用已有很長的歷史。鑲鋼導(dǎo)軌是導(dǎo)軌系統(tǒng)的固定元件,，其截面為矩形,。它可水平裝在機(jī)床的床身上，也可以與床身鑄成一體,，分別被稱為鑲鋼式或整體式,。鑲鋼式導(dǎo)軌是由鋼制成的，經(jīng)淬硬和磨削,。硬度在洛氏硬度60度以上,、把鑲鋼導(dǎo)軌用螺釘或粘結(jié)劑(環(huán)氧樹脂)貼在機(jī)床床身或經(jīng)刮研的立柱配合表面上，確保導(dǎo)軌獲得最佳的平面度,。這種形式,，維修更換方便、簡單,，很受維修工人的歡迎,。
　　整體導(dǎo)軌或鑄造導(dǎo)軌，即鋼導(dǎo)軌與底座鑄成一體,，加工后再經(jīng)精磨到要求的尺寸和光潔度,。導(dǎo)軌必須經(jīng)過火焰淬火提高表面硬度，以提高導(dǎo)軌的耐磨性,。床身一般為球墨鑄鐵,，當(dāng)然球墨鑄鐵的硬度比不上鋼，整體導(dǎo)軌可以重新修理和淬硬,，但更換它幾乎是不可能的,。
0 F) w# S: [" T8 W- j) ^0 C為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，機(jī)床制造者過去的通常做法是：鋼導(dǎo)軌的邊緣設(shè)計有鉤形的“耳朵”,，在澆鑄底座前,，把鋼導(dǎo)軌置于底座的鑄模內(nèi)，再把鐵水澆入鑄模內(nèi),，這樣便把鋼導(dǎo)軌與底座鑄成一體,。
/ Z4 o4 k) f1 E' ?
  　　滑動導(dǎo)軌
# m; r: H# g! `1 b: q1 M2 o
9 p) C5 ^. D: H' m5 @( u5 i　　傳統(tǒng)導(dǎo)軌的發(fā)展，首先表現(xiàn)在滑動元件和導(dǎo)軌形式上,，滑動導(dǎo)軌的特點(diǎn)是導(dǎo)軌和滑動件之間使用了介質(zhì),，形式的不同在于選擇不同的介質(zhì)。
3 D9 y& H  q% V  Q3 t　　液壓被廣泛用于許多導(dǎo)軌系統(tǒng)。靜壓導(dǎo)軌是其中的一種,，液壓油在壓力作用下,，進(jìn)入滑動元件的溝槽，在導(dǎo)軌和滑動元件之間形成油膜,，把導(dǎo)軌和移動元件隔開,，這樣大大減少移動元件的摩擦力。靜壓導(dǎo)軌對大負(fù)荷是極其有效的,，對偏心負(fù)荷有補(bǔ)償作用,。例如：一個大型的砂型箱在加工時，正好走到機(jī)床行程的末端,，負(fù)載導(dǎo)軌能夠增大油壓,，使導(dǎo)軌準(zhǔn)確地保持著水平負(fù)載的狀態(tài)。有的臥式鏜銑床使用這種技術(shù)補(bǔ)償深孔加工時主軸轉(zhuǎn)速的下降,。
( _4 f; m2 H7 D& l/ t　　利用油作為介質(zhì)的另一種導(dǎo)軌形式是動壓導(dǎo)軌,，動壓導(dǎo)軌與靜壓導(dǎo)軌的不同點(diǎn)是：油不是在壓力下起作用的，它利用油的粘度來避免移動元件和導(dǎo)軌之間的直接接觸,，優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省液壓油泵,。
6 `* ]1 m% Y3 Q6 C" w* i　　空氣也可以用于移動元件和導(dǎo)軌之間的介質(zhì)，它也有兩種形式,，氣動靜壓導(dǎo)軌和氣動動壓導(dǎo)軌,，工作原理與液壓導(dǎo)軌相同。
　　使用比較普通的抗摩擦導(dǎo)軌,，它是在移動元件上安裝一種抗摩擦材料(如聚氯乙烯或青銅混合材料等),，以替代液體介質(zhì)，如油或空氣,。其作用與液體介質(zhì)相似,，安裝在移動元件上的抗摩擦材料應(yīng)設(shè)計有油槽，滿足移動元件和導(dǎo)軌表面之間油潤滑或其它形式潤滑的需要,。
9 r6 N" y" R0 m! [　　眾所周知,，平面導(dǎo)軌和移動元件之間的接觸面積比較大，移動元件要作快速微量進(jìn)給.需要克服移動元件的慣量,，因此將會產(chǎn)生爬行現(xiàn)象,。當(dāng)滾珠絲杠或其它驅(qū)動力推動移動元件移動時,，產(chǎn)生一個輕微粘附阻力,，移動元件開始運(yùn)動時，由于移動元件處于被抓住的狀態(tài),，出現(xiàn)了輕微的跳動,，導(dǎo)致產(chǎn)生爬行，這種現(xiàn)象對于大的移動影響不大，而對于微量移動,，就成為一個問題,。
( R9 d* O5 x) p% b- _# g3 o　　可調(diào)性是平面導(dǎo)軌特有的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)導(dǎo)軌的使用情況,，平面導(dǎo)軌系統(tǒng)至少有一個或一個以上的可調(diào)邊,。由于移動元件沿著直線導(dǎo)軌的側(cè)邊移動，保證移動元件與導(dǎo)軌側(cè)面緊密接觸是極為重要的,。普遍使用調(diào)整的方法是斜鐵,，斜鐵位于移動元件和導(dǎo)軌接觸面相對的側(cè)面之間。形狀為錐形條塊角鐵,，可以精確地調(diào)整,，以消除移動部件和導(dǎo)軌之間的間隙。如果滑動部件或?qū)к壞�損,，接觸表面之間的間隙加大,，可調(diào)整斜鐵進(jìn)行補(bǔ)償。
　　機(jī)床制造廠已發(fā)明了斜鐵自動調(diào)整的專利技術(shù),，它的基本原理是使斜鐵保持固定的彈簧壓力,，一旦導(dǎo)軌系統(tǒng)被磨損，斜鐵能自動地消除移動部件與導(dǎo)軌之間的間隙,。
" U7 j6 I5 u- |* P" K% G- |
　

ww1883

　直線導(dǎo)軌
, p) {! E- \; G. Z3 o9 O
3 [+ _0 c- H6 A! \3 O1 ]3 [　　新的導(dǎo)軌系統(tǒng)使機(jī)床可獲得快速進(jìn)給速度,，在主軸轉(zhuǎn)速相同的情況下，快速進(jìn)給是直線導(dǎo)軌的特點(diǎn),。直線導(dǎo)軌與平面導(dǎo)軌一樣,，有兩個基本元件；一個作為導(dǎo)向的為固定元件,，另一個是移動元件,。由于直線導(dǎo)軌是標(biāo)準(zhǔn)部件，對機(jī)床制造廠來說.唯一要做的只是加工一個安裝導(dǎo)軌的平面和校調(diào)導(dǎo)軌的平行度,。當(dāng)然,，為了保證機(jī)床的精度，床身或立柱少量的刮研是必不可少的,，在多數(shù)情況下,，安裝是比較簡單的。
' m9 R8 `0 v& f　　作為導(dǎo)向的導(dǎo)軌為淬硬鋼,，經(jīng)精磨后置于安裝平面上,。與平面導(dǎo)軌比較，直線導(dǎo)軌橫截面的幾何形狀，比平面導(dǎo)軌復(fù)雜,，復(fù)雜的原因是因?yàn)閷?dǎo)軌上需要加工出溝槽,，以利于滑動元件的移動，溝槽的形狀和數(shù)量,，取決于機(jī)床要完成的功能,。例如：一個既承受直線作用力，又承受顛覆力矩的導(dǎo)軌系統(tǒng),，與僅承受直線作用力的導(dǎo)軌相比.設(shè)計上有很大的不同,。
　　直線導(dǎo)軌的移動元件和固定元件之間不用中間介質(zhì)，而用滾動鋼球,。因?yàn)闈L動鋼球適應(yīng)于高速運(yùn)動,、摩擦系數(shù)小、靈敏度高,，滿足運(yùn)動部件的工作要求,，如機(jī)床的刀架，拖板等,。直線導(dǎo)軌系統(tǒng)的固定元件(導(dǎo)軌)的基本功能如同軸承環(huán),，安裝鋼球的支架，形狀為“v”字形,。支架包裹著導(dǎo)軌的頂部和兩側(cè)面,。為了支撐機(jī)床的工作部件，一套直線導(dǎo)軌至少有四個支架,。用于支撐大型的工作部件,，支架的數(shù)量可以多于四個。
1 p/ ]! M- g, ?% h2 h7 s8 R    　機(jī)床的工作部件移動時,，鋼球就在支架溝槽中循環(huán)流動,，把支架的磨損量分?jǐn)偟礁鱾�鋼球上，從而延長直線導(dǎo)軌的使用壽命,。為了消除支架與導(dǎo)軌之間的間隙,，預(yù)加負(fù)載能提高導(dǎo)軌系統(tǒng)的穩(wěn)定性，預(yù)加負(fù)荷的獲得.是在導(dǎo)軌和支架之間安裝超尺寸的鋼球,。鋼球直徑公差為±20微米,，以0.5微米為增量，將鋼球篩選分類,，分別裝到導(dǎo)軌上,，預(yù)加負(fù)載的大小，取決于作用在鋼球上的作用力,。如果作用在鋼球上的作用力太大,，鋼球經(jīng)受預(yù)加負(fù)荷時間過長，導(dǎo)致支架運(yùn)動阻力增大,。這里就有一個平衡作用問題,；為了提高系統(tǒng)的靈敏度，減少運(yùn)動阻力,，相應(yīng)地要減少預(yù)加負(fù)荷,，而為了提高運(yùn)動精度和精度的保持性，要求有足夠的預(yù)加負(fù)數(shù),，這是矛盾的兩方面,。
# X1 N" j2 T1 u' [. S% C2 a　　工作時間過長，鋼球開始磨損,，作用在鋼球上的預(yù)加負(fù)載開始減弱,，導(dǎo)致機(jī)床工作部件運(yùn)動精度的降低。如果要保持初始精度,，必須更換導(dǎo)軌支架,，甚至更換導(dǎo)軌。如果導(dǎo)軌系統(tǒng)已有預(yù)加負(fù)載作用,。系統(tǒng)精度已喪失,，唯一的方法是更換滾動元件。
5 C9 i7 ]' _- @' T- {　　導(dǎo)軌系統(tǒng)的設(shè)計,，力求固定元件和移動元件之間有最大的接觸面積,，這不但能提高系統(tǒng)的承載能力，而且系統(tǒng)能承受間歇切削或重力切削產(chǎn)生的沖擊力,，把作用力廣泛擴(kuò)散,，擴(kuò)大承受力的面積。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),，導(dǎo)軌系統(tǒng)的溝槽形狀有多種多樣,，具有代表性的有兩種，一種稱為哥待式(尖拱式),，形狀是半園的延伸,，接觸點(diǎn)為頂點(diǎn)；另一種為園弧形,，同樣能起相同的作用,。無論哪一種結(jié)構(gòu)形式，目的只有一個,，力求更多的滾動鋼球半徑與導(dǎo)軌接觸(固定元件),。決定系統(tǒng)性能特點(diǎn)的因素是：滾動元件怎樣與導(dǎo)軌接觸，這是問題的關(guān)鍵,。
5 ]. Z( W8 D8 q) b
　　直線滾柱導(dǎo)軌
2 |& Q2 z# t* A  U
　　直線滾柱導(dǎo)軌系統(tǒng)是平面導(dǎo)軌與直線滾柱導(dǎo)軌的組合,，用滾柱安裝在平行導(dǎo)軌上,，用滾柱代鋼球承載機(jī)床的運(yùn)動部件。優(yōu)點(diǎn)是接觸面積大,、承載負(fù)荷大,、靈敏度高。從床身尾部看,，支架與滾柱置于平面導(dǎo)軌的頂面和側(cè)面,，為了獲得高精度，在機(jī)床工作部件和支架內(nèi)面之間,，設(shè)置一塊楔板,，使預(yù)加負(fù)載作用于支架的側(cè)面。楔板的工作原理與斜鐵相似,，工作部件的重量作用于支架的頂面,。由于作用在導(dǎo)軌系統(tǒng)上的預(yù)加負(fù)荷是可調(diào)的，為此楔板的損失得到補(bǔ)償,，這一特點(diǎn)被廣泛用于中型或大型機(jī)床上,，因?yàn)樗鼘�CNC指令反應(yīng)靈敏，承受負(fù)荷大,，直線滾柱導(dǎo)軌系統(tǒng)比傳統(tǒng)的平面導(dǎo)機(jī)能經(jīng)受高速運(yùn)轉(zhuǎn),，改善機(jī)床的性能。
. f' g) P# M5 n5 S2 a0 e  D9 W9 f
　　其它形式的導(dǎo)軌
) [- q1 A* ]; `) Y3 V2 {
+ Y* E; w0 ]2 Y  b　　機(jī)床上常用的另一種導(dǎo)軌形式是燕尾槽導(dǎo)軌,，一般用于機(jī)床運(yùn)動部件的定位,。例如：車削中心的尾架，導(dǎo)軌系統(tǒng)可以使尾架在上面移動或者移到要求的位置去支承被加工零件,，然后迅速夾緊,。機(jī)床很多附件，如定位工作臺,、回轉(zhuǎn)工作臺或旋轉(zhuǎn)軸等,，也采用燕尾槽導(dǎo)軌作為定位元件。然后夾緊在要求的位置上,。如果機(jī)床往復(fù)行程較長,，則采用V型導(dǎo)軟，如平面磨床和刨床等,。優(yōu)點(diǎn)是V型導(dǎo)軌系統(tǒng)導(dǎo)向性好,，能承受重力切削。有的采用V型導(dǎo)軌和平面導(dǎo)軌相結(jié)合的形式,，V型導(dǎo)軌作為導(dǎo)向,，平面導(dǎo)軌作為支承體。
　　為了保證導(dǎo)軌系統(tǒng)的壽命,。維修是很關(guān)鍵的,。導(dǎo)軌是機(jī)床的精密部件之一,，不可能100%有防塵保護(hù)，灰塵污染大,。因此,、用戶要定期檢查、維護(hù),。液壓平面導(dǎo)軌一般為自身潤滑,，介質(zhì)本身就是潤滑劑,。直線導(dǎo)軌和直線滾柱導(dǎo)柱則要求定期潤滑,，很多直線導(dǎo)軌系統(tǒng)的鋼球和滾柱部分都安裝有油脂接頭與支架相連接。有的用導(dǎo)管連接,，使油脂潤滑更方便,，有的備有自動潤滑附件。無論采用什么形式的導(dǎo)軌系統(tǒng),，保持滾動元件的良好潤滑,，能減少導(dǎo)軌系統(tǒng)的磨損，延長機(jī)床精度的保持時間,。

獨(dú)孤狼

這位朋友講的非常精彩 但不完全少講了一種液壓支撐式復(fù)合滑動導(dǎo)軌

學(xué)之

看了之后是受益匪淺�,。�

inafag

不錯講解的相當(dāng)精彩
& D' [9 R2 T; p# D1 Z% l* m您還在為客戶的特殊冷門軸承無處尋找,，而煩惱,？您還在為無法按時給 客戶交

, W) K2 @2 w9 ]付急需的貨，而苦惱,？您在為設(shè)備因無法及時更換配件,無法運(yùn)轉(zhuǎn),而承擔(dān)巨大損

失?上海廣濤為您解決您的燃眉之急,。為您想 為您做 是廣濤人的宗旨，保證質(zhì)
; Y2 s, `% a% j( E+ O( T; A0 ^
" ?' C5 V( k2 e5 y, X3 @) d" P量,，按時交貨,，是廣濤人一貫的追求 公司是一家專業(yè)從事進(jìn)口軸承銷售的公司
7 u! a! _2 @6 f
( {& n: P  V" w% J" O' \* F�,？蓮牡聡�,英國,新加坡,，香港，臺灣直 接調(diào)貨,，[德國急件只需3--7天]幫助

, e  x: ?/ W: P. J5 N貴公司協(xié)調(diào)偏門難找的型號,。公司的主導(dǎo)產(chǎn)品有：INA印刷機(jī)軸承{F-XXXXXX}系
) H. P/ l4 f. }3 g  {# ~6 Y
. o) u* `/ ^: H列,INA進(jìn)口軸承，INA直線導(dǎo)軌RUE/KUVE/KUSE,滑塊RUS系列,，絲杠支撐

ZKLF/ZKLN/ZARF/ZARN系列2344/2347系列,。滾針HK/HF/HFL/NKI/NKIS系列。YRT

; k! m) e0 Q. w. i! f0 I% Z# T轉(zhuǎn)盤軸承,。SKF進(jìn)口軸承,，NN/NNU系列,，精密主軸軸承。FAG進(jìn)口軸承,，高速陶瓷
0 Q4 c& s$ d% U5 K$ G/ @
軸承,，HCB7/HC7/HCS7/HS7/HSS7精密主軸軸承B70/B72/B719/B718系列NN/NNU系
1 R2 a( r2 F3 A- _& G
列。兼營TIMKEN進(jìn)口軸承,、NSK 進(jìn)口軸承,，BNR/BAR/BTR/BER主軸系列，TAC系列
) w2 R+ E, Z* I7 X4 p  r$ a& }) ?  p
【17TAC/20TAC/30TAC】70,、79,、72角接觸主軸系列NMB微型軸承,EZO微型軸承.

組合軸承， 深溝滾珠軸承,，角接觸滾珠軸承,，自動調(diào)心滾珠軸 承，圓柱滾子軸

" A& X5 n, k6 {- H/ }承,，圓錐滾子軸承,，自動調(diào)心滾子軸承，推力滾珠軸承,，
廣泛應(yīng)用于：工程機(jī)械,、機(jī)床、汽車,、冶金,、礦山、石油,、電力,、鐵路 等行業(yè)

． 　長期以來，公司珍視來之不易的商業(yè)信譽(yù),，恪守以誠為本的 經(jīng)營原則,，這
, s( ~0 n9 S) v6 J; n5 v0 X8 {
9 j  I7 ~7 o& G0 F# A- I為我們贏得了崇高的商譽(yù)。來自于用戶的信賴使我們在經(jīng)營 中,，培養(yǎng)了遍及全
/ h6 u3 }0 W% _" R9 x/ @& Q/ f
9 b4 Q5 {+ P4 q  {1 E國的客戶群,。與數(shù)十家著名軸承公司保持了良好的長期 合作關(guān)系。 展望未來,，
5 ~( ]# P- C  X* p4 Z
& o& a/ a# t3 d( Z- q3 X3 I我公司必將更上一層樓,！為您提供更多的服務(wù)  。

見習(xí)生小王

樓主把各種導(dǎo)軌講得很透,，學(xué)習(xí)了,。

qyz

很好的學(xué)習(xí)資料，謝謝

在他鄉(xiāng)搜搜

樓主講的太好了,！還不用下載就能看,，大家都應(yīng)向樓主學(xué)習(xí),！

老風(fēng)

樓主整理的這篇資料比較好。我始終把導(dǎo)柱也當(dāng)作導(dǎo)軌,。

爍爍

太好了,，非常感謝，受益匪淺啊,，大大大大大大