【文章內(nèi)容簡介】 稱為靜導(dǎo)軌或者支承導(dǎo)軌。動導(dǎo)軌相對于靜導(dǎo)軌可以作直線運(yùn)動或者回轉(zhuǎn)運(yùn)動。有用于保證主運(yùn)動軌跡的，也有用于調(diào)整部件之間的相對位置的，后者在加工時沒有相對運(yùn)動。動導(dǎo)軌相對于支承導(dǎo)軌只有一個自由度的運(yùn)動，以保證單一方向的導(dǎo)向性。通常動導(dǎo)軌相對于支承導(dǎo)軌只能作直 線運(yùn)動或圓周軌跡運(yùn)動。實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動的稱為直線運(yùn)動導(dǎo)軌；實(shí)現(xiàn)圓周運(yùn)動的稱為圓周運(yùn)動導(dǎo)軌。 導(dǎo)軌按結(jié)構(gòu)形式可以分為開式導(dǎo)軌和閉式導(dǎo)軌。開式導(dǎo)軌是指在部件自重和載荷的作用下，運(yùn)動導(dǎo)軌和支承導(dǎo)軌的工作面始終保持接觸、貼合，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，但不能承受較大顛覆力矩的作用，而閉式導(dǎo)軌借助于壓板使導(dǎo)軌能承受較大的顛覆力矩作用。本設(shè)計(jì)中，由于導(dǎo)軌必須承受較大的顛覆力矩作用，經(jīng)過綜合考慮選用閉式導(dǎo)軌。 根據(jù)導(dǎo)軌面的磨擦性質(zhì)，導(dǎo)軌又可分為滑動導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌?；瑒訉?dǎo)軌的結(jié)構(gòu)簡單，便于制造，精度和剛度易于保證，故在通用機(jī)床上得到廣 泛的應(yīng)用；但其摩擦因素較大，易磨損，低速運(yùn)動平穩(wěn)性較差。而滾動導(dǎo)軌的優(yōu)點(diǎn)是摩擦系數(shù)小，動靜摩擦系數(shù)很近，因此摩擦阻力小，運(yùn)動輕便靈活，靈敏度高；運(yùn)動所需功率小，摩擦生熱少，磨損也小，精度保持性高；低速運(yùn)動平穩(wěn)性好，不易產(chǎn)生爬行，移動精度和定位精度都較高；滾動導(dǎo)軌的潤滑簡單，以及高速運(yùn)動時不會像滑動導(dǎo)軌那樣因動壓效應(yīng)而使導(dǎo)軌浮起等優(yōu)點(diǎn)。但由于滾動體與導(dǎo)軌面之間的接觸面積較小，不易形成油膜阻尼，因而剛度較低，抗振性也較差。如果對它進(jìn)行預(yù)緊，可在原有剛度的基礎(chǔ)上提高數(shù)倍。滾動導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，往往需要淬火的鑲鋼 導(dǎo)軌，再加上滾動導(dǎo)軌的平直度和粗糙度比較敏感，導(dǎo)軌對臟物也比較敏感，因此制造精度也要求較高，而且需要有較好的導(dǎo)軌防護(hù)裝置，故其制造成本較高。因此選用滑動導(dǎo)軌。又由于實(shí)現(xiàn)的是斜向上線運(yùn)動，因此本設(shè)計(jì)中選用帶有一定弧度的導(dǎo)軌。 導(dǎo)軌應(yīng)滿足的要求 機(jī)床導(dǎo)軌的質(zhì)量，在很大程度上決定了機(jī)床的加工精度、工作能力及使用壽命。導(dǎo)軌一般情況下應(yīng)滿足精度高、承載能力大、剛度好、摩擦阻力小、運(yùn)動平穩(wěn)、精度保持性好、壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好、便于加工、裝配、調(diào)長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 共 33 頁 第 13 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 整和維修、成本低等要求。下面 3個要求更為突出： 導(dǎo)軌在空載運(yùn) 動和切削條件下運(yùn)動，都應(yīng)具有足夠的導(dǎo)向精度。保證導(dǎo)軌運(yùn)動的準(zhǔn)確度，這是保證導(dǎo)軌工作質(zhì)量的前提。影響導(dǎo)向精度的主要因素有：導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式，導(dǎo)軌的幾何精度和接觸精度，導(dǎo)軌和基礎(chǔ)件的剛度，導(dǎo)軌的油膜厚度和油膜剛度，導(dǎo)軌和基礎(chǔ)件的熱變形等。 考慮到上面種種因素選擇如下導(dǎo)軌 導(dǎo)軌 圖 41 長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 共 33 頁 第 14 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 5 章 機(jī)床升降部分設(shè)計(jì)計(jì)算 機(jī)床的升降部分主要由一個氣缸 （動力源）、兩根 導(dǎo)柱（起導(dǎo)向作用） 、升降臺以及 V形塊來組成的。 其中工件重量約為 14KG，工作臺重量約為 26KG。工廠氣壓站提供的氣壓為~。 升降臺氣缸 氣缸為非標(biāo)準(zhǔn)件所以需要從新校核設(shè)計(jì) 1. 本氣缸采用單作用氣缸，單活塞桿單作用氣缸是使用最廣泛的一種普通氣缸，見圖 因其只在活塞一側(cè)有活塞桿，所以壓縮空氣作用在活塞兩側(cè)的有效面積不等，活塞左行時活塞桿產(chǎn)生推力 F1，活塞右行時活塞桿產(chǎn)生拉力為 F2 F1= D178。pFz （ 51） F2= (D178。d178。)PFz （ 52） 式中 F1—— —— 活塞桿推力（ N） F2—— —— 活塞桿的拉力（ N） D—— —— 活塞直徑（ m） 長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 共 33 頁 第 15 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ d—— —— 活塞桿的直徑（ m） p—— —— 氣缸工作壓力（ Pa） Fz—— —— 氣缸工作時的總阻力（ N） 氣缸工作時的總阻力 Fz與眾多因素有關(guān)，如運(yùn)動部件慣性力、背壓阻力、密封處摩擦力 等。以上因素可以用載荷率 記入公式。則氣缸的靜推力 F1和靜拉力 F2為 F1= D178。p （ 53） F2= (D178。d178。)p （ 54） 計(jì)入載荷率就能保證氣缸工作時的動態(tài)特性。若氣缸動態(tài)參數(shù)要求較高；且工作頻率高，其載荷率一般取 η=~，速度 高時取小值，速度低時取大值。若氣缸動態(tài)參數(shù)要求一般，且工作頻率低，基本是勻速，其載荷率可取 η=~。 由式（ 1）（ 2）可求得氣缸直徑 D 當(dāng)推力作用時 D= D=98 (55) 當(dāng)拉力作功時 D= D=97 (56) 用式（ 56）計(jì)算時，活塞桿直徑 d 可根據(jù)氣缸 拉力預(yù)先固定，詳細(xì)計(jì)算見活塞桿的計(jì)算。估定活塞桿直徑可按 d/D=~ 代入式（ 6），則可得 D=（ ~） D=98 (57) 式中系數(shù)在缸徑較大時取小值，缸徑較小時取大值。 以上公式計(jì)算出的氣缸內(nèi)徑 D 應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值（ 1） 綜合上值對 D 取整 100mm （ 2）活塞桿的計(jì)算 1. 按強(qiáng)度條件計(jì)算。當(dāng)活塞桿的長度 L 較小時（ L 10d），可以只按強(qiáng)度條件計(jì)長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 共 33 頁 第 16 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 算活塞桿直徑 d d d 30 (58) 綜合考慮 d 取 42 式中 F1—— 氣缸的推力（ N） —— 活塞桿材料的許用應(yīng)力（ pa）， = /S； —— 材料的抗拉強(qiáng)度（ pa）； S— — 安全系數(shù)， S 。 2. 按縱向彎曲極限力計(jì)算。氣缸承受向壓力以后，會產(chǎn)生軸向彎曲，當(dāng)縱向力達(dá)到極限力 F1 以后，活塞桿會 產(chǎn)生永久性彎曲變形，出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。該極限力與缸的安裝方式、活塞桿直徑及行程有關(guān)。 當(dāng)長細(xì)比 85 時 Fi= （ 59） 當(dāng)長細(xì)比 85 時 Fi= （ 510） 式中 L—— 活塞桿計(jì)算長度（ m）見表 i—— 活塞桿橫截面慣性半徑 長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 共 33 頁 第 17 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 實(shí)心桿 i= = 空心桿 i= ； (511) I—— 活塞桿橫截面慣性距 實(shí)心桿 I= 空心桿 I= ； (512) —— 空心活塞桿內(nèi)孔直徑（ m）； A1—— 活塞桿截面積 實(shí)心桿 A1= d178。 空心桿 A1=（ d178。d178。0） 。 (513) n—— 系數(shù)，見上表 E—— 材料彈性模量，對鋼取 E= 1011Pa f—— 材料強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)值，對鋼取 f=49 107Pa a—— 系數(shù)，對鋼取 a=1/5000。 若縱向推力載荷（總載荷）超過極限力 Fi，就應(yīng)采取相應(yīng)措施。在其他條件長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 共 33 頁 第 18 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 不變的前提下，多以加大活塞桿直徑 d 來解決 （ 3）缸筒壁厚的計(jì)算 缸筒直接承受壓力，需有一定厚度。由于一般氣缸缸筒壁厚與內(nèi)徑之比δ／ D≤ 1／ 10,所以通?？砂幢”谕补接?jì)算 = =8 (514) 綜合考慮壁厚取 10mm 式中 —— 氣缸筒的壁厚； D—— 氣缸筒內(nèi)徑（缸徑）（ m）； 通常計(jì)算出的缸筒壁厚相當(dāng)薄，但考慮到機(jī)械加工，缸筒兩端要安裝缸蓋等需要，往往將氣缸氣缸壁筒作適當(dāng)加厚，且盡量選用標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑和壁厚的鋼管和鋁合金管，詳情見表 所以氣缸 D=100mm， d=43mm，壁厚為 10mm 因?yàn)楣ぜL度 1070mm，采用 V形塊支承，工作臺選用 600mm 長的，材料選用鑄鐵。 長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 共 33 頁 第 19 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊