机床导轨的设计.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,HB1545,3.,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,ZQSn6-6-3 ZQAl-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,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,导轨的长度远大于宽度，故简化为一维,力,F,引起的压强,p,F,：,p,F,=F/aL,倾覆力矩,M,：,M=(P,M,/2)(a L/2),故导轨上所受的最大、最小压强为：,P,max(min),p,F,p,M,F(1,6M/FL)/aL,关于参数,M/FL,取值的讨论：,M/FL1/6,梯形分布,M/FL=1/6,三角形,M/FL=1/2,如果没有压板,p,max,=,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=u,b,sin,u,a,sin,z1=u,b,cos,+u,a,cos,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,