【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的主要導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)副均采用液體靜壓導(dǎo)軌技術(shù)[1]。 課題研究的主要內(nèi)容和方法本次課題研究的主要內(nèi)容：，選著所需的導(dǎo)軌。本次課題研究的解決方法： 通過(guò)對(duì)靜壓導(dǎo)軌的優(yōu)缺點(diǎn)，導(dǎo)軌的受力分析，導(dǎo)軌的材料、潤(rùn)滑條件、加工工藝、維護(hù)措施和通過(guò)考察調(diào)研，查閱相關(guān)資料，綜合應(yīng)用專業(yè)的理論知識(shí),掌握機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)方法和步驟,在通過(guò)多次的計(jì)算校對(duì)等方面來(lái)完成。第2章 機(jī)床導(dǎo)軌的選用 導(dǎo)軌的功用和分類 導(dǎo)軌的功用是導(dǎo)向和承載。在導(dǎo)軌副（如工作臺(tái)和床身導(dǎo)軌）中，運(yùn)動(dòng)的一方面（如工作臺(tái)導(dǎo)軌）叫動(dòng)導(dǎo)軌，不動(dòng)的一方（如床身導(dǎo)軌）叫做支承導(dǎo)軌。 導(dǎo)軌按摩擦性質(zhì)可分為滑動(dòng)導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌。 在滑動(dòng)導(dǎo)軌中有靜壓導(dǎo)軌、動(dòng)壓導(dǎo)軌和普通導(dǎo)軌。靜壓導(dǎo)軌的原理和靜壓動(dòng)軸承相同，兩導(dǎo)軌面間有一層靜壓油膜，屬于純液體摩擦，多用于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌。動(dòng)壓導(dǎo)軌，當(dāng)導(dǎo)軌面間的相對(duì)滑動(dòng)速度達(dá)到一定值后，液體的動(dòng)壓效應(yīng)是導(dǎo)軌油腔處出現(xiàn)壓力油楔，把兩導(dǎo)軌面分開，從而形成液體摩擦，這種導(dǎo)軌只能用于高速的場(chǎng)合，故僅用作主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，例如立式車床導(dǎo)軌。普通滑動(dòng)導(dǎo)軌的摩擦狀態(tài)有的為混合摩擦。這時(shí)，在導(dǎo)軌面間雖有一定得的動(dòng)壓效應(yīng)，但由于速度還不夠高，油楔還不足以隔開導(dǎo)軌面，導(dǎo)軌面仍處于直接接觸狀態(tài)。大多數(shù)普通滑動(dòng)導(dǎo)軌屬于這一類。有的普通滑動(dòng)導(dǎo)軌速度很低，導(dǎo)軌間不足以產(chǎn)生動(dòng)壓效應(yīng)，處于邊界摩擦狀態(tài)。 滑動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌與滾動(dòng)導(dǎo)軌的特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)性 導(dǎo)軌質(zhì)量對(duì)機(jī)床剛度,加工精度和使用壽命具有很大的影響,作為機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié),不同類型的機(jī)床對(duì)導(dǎo)軌的要求不同,數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌比普通機(jī)床的導(dǎo)軌要求要高。且希望其高速進(jìn)給時(shí)不發(fā)生振動(dòng),低速進(jìn)給時(shí)不出現(xiàn)爬行,靈敏度高。耐磨性好,可在重載下長(zhǎng)期連續(xù)工作,精度保持性好等,這是機(jī)床制造廠設(shè)計(jì)機(jī)床和機(jī)床用戶選用機(jī)床時(shí),必須考慮的問(wèn)題。下面對(duì)三種導(dǎo)軌形式進(jìn)行比較: 滑動(dòng)導(dǎo)軌 滑動(dòng)導(dǎo)軌在機(jī)床上應(yīng)用的歷史最為久遠(yuǎn),至今在各類機(jī)床產(chǎn)品上廣為應(yīng)用,尤其是普通機(jī)床,它往往采用鑄鐵件或鑲鋼導(dǎo)軌制成。為了提高導(dǎo)軌的耐磨壽命和精度,一般對(duì)導(dǎo)軌表面進(jìn)行面淬火及磨削加工,現(xiàn)代機(jī)床尤其是數(shù)控機(jī)床常用塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌。 塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌具有摩擦因數(shù)低,且動(dòng)、靜摩擦因數(shù)差值小,減振性好,具有良好的阻尼性,耐磨性好,有自潤(rùn)滑作用,塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌有鑄鐵表面淬火—塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌和鑲鋼—塑料導(dǎo)軌。塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌常用在導(dǎo)軌副的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌上,與之相配的金屬導(dǎo)軌采用鑄鐵或鋼質(zhì)材料。塑料導(dǎo)軌分為注塑導(dǎo)軌和貼塑導(dǎo)軌,導(dǎo)軌上的塑料常用環(huán)氧樹脂耐磨涂料和聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶。 注塑導(dǎo)軌。導(dǎo)軌注塑或抗磨涂層的材料是以環(huán)氧樹脂和二硫化鉬為基體,加入增塑劑,混合成膏狀為一組分,固化劑為另一組分的雙組分塑料這種涂料附著力強(qiáng),具有良好的可加工性,可經(jīng)車、銑、刨、鉆、磨削和刮削加工。也有良好的摩擦性和耐磨性,而且抗壓強(qiáng)度比聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶要高,固化時(shí)體積不收縮,尺寸穩(wěn)定。特別是可在調(diào)整好固定導(dǎo)軌和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌間的相關(guān)位置精度后注入涂料?？晒?jié)省許多加工時(shí)間,特別適用于重型機(jī)床和不能用導(dǎo)軌軟帶的復(fù)雜配合型面。 貼塑導(dǎo)軌。在導(dǎo)軌滑動(dòng)面上貼一層抗磨的塑料軟帶,與之相配的導(dǎo)軌滑動(dòng)面經(jīng)淬火和磨削加工。軟帶以聚四氟乙烯為基材,添加合金粉和氧化物制成。塑料軟帶可切成任意大小和形狀,用膠粘劑粘貼在導(dǎo)軌基面上由于這類導(dǎo)軌軟帶用粘貼方法,故稱為貼塑導(dǎo)軌。 一般說(shuō)來(lái),滑動(dòng)導(dǎo)軌最顯著的特點(diǎn)是具有優(yōu)良的剛性,吸振性(抑制刀具切削時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng))和阻尼性(防止導(dǎo)軌系統(tǒng)啟動(dòng)或停止時(shí)的振動(dòng)),適宜切削負(fù)載大的機(jī)床使用。且成本較低,經(jīng)濟(jì)實(shí)用[6]。 滾動(dòng)導(dǎo)軌 滾動(dòng)導(dǎo)軌的特點(diǎn)是:磨擦系數(shù)小,~,動(dòng)、靜摩擦系數(shù)基本相同,啟動(dòng)阻力小,不易產(chǎn)生沖擊,低速運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性好。定位精度高,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),微量移動(dòng)準(zhǔn)確,磨損小,精度保持性好,壽命長(zhǎng)抗振性差,對(duì)防護(hù)要求高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造較困難,一般由專業(yè)廠制造,成本較高。 滾動(dòng)導(dǎo)軌尤其是直線滾動(dòng)導(dǎo)軌,這十幾年被大量采用,隨著數(shù)控機(jī)床高速化趨勢(shì)的出現(xiàn),而被應(yīng)用得越廣泛。與滑動(dòng)導(dǎo)軌不同的是,由于滾動(dòng)導(dǎo)軌采用了鋼球或滾柱作為滾動(dòng)體,其與導(dǎo)軌的接觸特點(diǎn)為點(diǎn)接觸或線接觸,具有較小的摩擦系數(shù)。又由于滾動(dòng)導(dǎo)軌在組裝過(guò)程中施加了一定的預(yù)加負(fù)荷有較好的導(dǎo)軌的阻尼特性,但這種阻尼特性較之傳統(tǒng)滑動(dòng)導(dǎo)軌的阻尼特性有一定差距。 靜壓導(dǎo)軌 靜壓導(dǎo)軌是將有一定壓力的油液,通過(guò)節(jié)流器輸送到導(dǎo)軌面的油腔中,形成壓力油膜浮起運(yùn)動(dòng)部件,使導(dǎo)軌工作表面處于純液體摩擦不產(chǎn)生磨損,精度保持性好,同時(shí)摩擦系數(shù)也極低,從而使驅(qū)動(dòng)功率大為降低。此外,靜壓導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)不受速度和負(fù)載的限制,低速無(wú)爬行,承載能力大,剛度好。油液有吸振作用,導(dǎo)軌摩擦發(fā)熱也小,其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜,需配置一套專門的液壓系統(tǒng)作為供油系統(tǒng),油的清潔度要求高.。從大型重載機(jī)床且要求精度較高的角度看比較實(shí)用。 導(dǎo)軌耐磨性 當(dāng)移動(dòng)部件沿導(dǎo)軌移動(dòng)時(shí)，要求導(dǎo)軌具有足夠的導(dǎo)向精度。然后移動(dòng)部件長(zhǎng)時(shí)間的移動(dòng)，將會(huì)磨損導(dǎo)軌而影響導(dǎo)向精度。導(dǎo)軌磨損的快慢，取決于下列因素:導(dǎo)軌材料的杭磨性能，表面是否熱處理，兩條導(dǎo)軌的平行度、直線度，比壓大小，潤(rùn)滑方式等。采用下述措施可提高導(dǎo)軌的耐磨性: 導(dǎo)軌材料的選擇 導(dǎo)軌大多用灰鑄鐵或合金鑄鐵材料，耐磨性能好，材料中的石墨起著潤(rùn)滑、減磨作用。一般選用硬度較高的灰鑄鐵HT200(硬度HB170~241)材料的硬度高，耐磨性也會(huì)提高。 鑄鐵導(dǎo)軌工作面淬火處理 經(jīng)驗(yàn)證明，兩偶合件(指滑臺(tái)面、導(dǎo)軌面)硬度相同，則磨損最厲害所以，滑臺(tái)面（軌)不應(yīng)淬火，其硬度可較低，制作與修理也容易，導(dǎo)軌面(凸軌)則應(yīng)硬度較高，因它的修理比較復(fù)雜、成本高。在市場(chǎng)上銷售的各種滑臺(tái)中，有的凸導(dǎo)軌工作面沒有進(jìn)行熱處理，因而滑臺(tái)工作壽命不長(zhǎng)使用滑臺(tái)的工廠，有條件的可自行設(shè)計(jì)淬火設(shè)備，對(duì)凸導(dǎo)軌進(jìn)行淬火，以提高導(dǎo)軌的耐磨性。 導(dǎo)軌面的加工精度與表面光整分析 兩組合導(dǎo)軌的加工精度，對(duì)耐磨性有很大影響。當(dāng)導(dǎo)軌需要刮研加工時(shí)，一般用途的導(dǎo)軌每25x25mm面積內(nèi)，要求不少于10個(gè)色點(diǎn)。~。導(dǎo)軌工作表面需經(jīng)磨削或刮研。 驗(yàn)算導(dǎo)軌面“比壓” 為了提高導(dǎo)軌的耐磨性，必須限制導(dǎo)軌面上的平均壓力p(“比壓”)。如果導(dǎo)軌支承面積設(shè)計(jì)過(guò)小，而負(fù)載很大，則“比壓”就很大，其結(jié)果會(huì)使導(dǎo)軌表面因油膜破壞而加速磨損一般滑臺(tái)快進(jìn)、快退速度　　　V〈10min，則許用“比壓”〔p〕=4磨6kg/c。 導(dǎo)軌潤(rùn)滑與保護(hù) 一般標(biāo)準(zhǔn)滑臺(tái)上的自動(dòng)供油器，用戶大多閑置不用，因?yàn)橛鸵簱p耗大，且不能回收。現(xiàn)在有的滑臺(tái)或機(jī)床已配置手動(dòng)供油器，節(jié)油明顯深受歡迎。導(dǎo)軌防護(hù)罩必不可少。在自動(dòng)線機(jī)床上廣泛配置薄鋼板伸縮式防護(hù)罩，工作可靠，壽命長(zhǎng)，數(shù)年不壞。防護(hù)罩型號(hào)，規(guī)格眾多，亦可按需要定做[6]。 三種導(dǎo)軌的性能分析及導(dǎo)軌的選擇 機(jī)床在制造過(guò)程中對(duì)導(dǎo)軌的精度要求很高,一般需要經(jīng)驗(yàn)豐富的工人進(jìn)行鏟刮和調(diào)整?；瑒?dòng)導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌都需要配刮,技術(shù)要求高,勞動(dòng)強(qiáng)度大,效率低。而直線導(dǎo)軌在連接件(底座、滑鞍、立柱)加工精度較好的情況下,可調(diào)整鎖緊螺釘和側(cè)面壓板來(lái)調(diào)整精度,技術(shù)要求高,相對(duì)勞動(dòng)強(qiáng)度較小,效率較高。 機(jī)床在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中一次沖撞也不發(fā)生幾乎是不可能的,因而除產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)高速移動(dòng)部件進(jìn)行防撞擊后可能出現(xiàn)的故障程度予以重點(diǎn)考慮。一般說(shuō)來(lái),如果機(jī)床移動(dòng)部件發(fā)生沖撞,滾動(dòng)導(dǎo)軌尤其是直線滾動(dòng)導(dǎo)軌更容易受到損壞,其損壞形式主要是導(dǎo)軌系統(tǒng)中的滾動(dòng)體及滾道的表面破損一旦損壞,用