【文章內(nèi)容簡介】 的主要導(dǎo)軌運動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： 通過對靜壓導(dǎo)軌的優(yōu)缺點，導(dǎo)軌的受力分析，導(dǎo)軌的材料、潤滑條件、加工工藝、維護措施和通過考察調(diào)研，查閱相關(guān)資料，綜合應(yīng)用專業(yè)的理論知識,掌握機械裝置的設(shè)計方法和步驟,在通過多次的計算校對等方面來完成。第2章 機床導(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（如工作臺和床身導(dǎo)軌）中，運動的一方面（如工作臺導(dǎo)軌）叫動導(dǎo)軌，不動的一方（如床身導(dǎo)軌）叫做支承導(dǎo)軌。 導(dǎo)軌按摩擦性質(zhì)可分為滑動導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌。 在滑動導(dǎo)軌中有靜壓導(dǎo)軌、動壓導(dǎo)軌和普通導(dǎo)軌。靜壓導(dǎo)軌的原理和靜壓動軸承相同，兩導(dǎo)軌面間有一層靜壓油膜，屬于純液體摩擦，多用于進給運動導(dǎo)軌。動壓導(dǎo)軌，當(dāng)導(dǎo)軌面間的相對滑動速度達到一定值后，液體的動壓效應(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合，故僅用作主運動導(dǎo)軌，例如立式車床導(dǎo)軌。普通滑動導(dǎo)軌的摩擦狀態(tài)有的為混合摩擦。這時，在導(dǎo)軌面間雖有一定得的動壓效應(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)普通滑動導(dǎo)軌屬于這一類。有的普通滑動導(dǎo)軌速度很低，導(dǎo)軌間不足以產(chǎn)生動壓效應(yīng)，處于邊界摩擦狀態(tài)。 滑動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌與滾動導(dǎo)軌的特點和經(jīng)濟性 導(dǎo)軌質(zhì)量對機床剛度,加工精度和使用壽命具有很大的影響,作為機床進給系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié),不同類型的機床對導(dǎo)軌的要求不同,數(shù)控機床的導(dǎo)軌比普通機床的導(dǎo)軌要求要高。且希望其高速進給時不發(fā)生振動,低速進給時不出現(xiàn)爬行,靈敏度高。耐磨性好,可在重載下長期連續(xù)工作,精度保持性好等,這是機床制造廠設(shè)計機床和機床用戶選用機床時,必須考慮的問題。下面對三種導(dǎo)軌形式進行比較: 滑動導(dǎo)軌 滑動導(dǎo)軌在機床上應(yīng)用的歷史最為久遠(yuǎn),至今在各類機床產(chǎn)品上廣為應(yīng)用,尤其是普通機床,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,一般對導(dǎo)軌表面進行面淬火及磨削加工,現(xiàn)代機床尤其是數(shù)控機床常用塑料滑動導(dǎo)軌。 塑料滑動導(dǎo)軌具有摩擦因數(shù)低,且動、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,有自潤滑作用,塑料滑動導(dǎo)軌有鑄鐵表面淬火—塑料滑動導(dǎo)軌和鑲鋼—塑料導(dǎo)軌。塑料滑動導(dǎo)軌常用在導(dǎo)軌副的運動導(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,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,而且抗壓強度比聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶要高,固化時體積不收縮,尺寸穩(wěn)定。特別是可在調(diào)整好固定導(dǎo)軌和運動導(dǎo)軌間的相關(guān)位置精度后注入涂料。可節(jié)省許多加工時間,特別適用于重型機床和不能用導(dǎo)軌軟帶的復(fù)雜配合型面。 貼塑導(dǎo)軌。在導(dǎo)軌滑動面上貼一層抗磨的塑料軟帶,與之相配的導(dǎo)軌滑動面經(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。 一般說來,滑動導(dǎo)軌最顯著的特點是具有優(yōu)良的剛性,吸振性(抑制刀具切削時產(chǎn)生的振動)和阻尼性(防止導(dǎo)軌系統(tǒng)啟動或停止時的振動),適宜切削負(fù)載大的機床使用。且成本較低,經(jīng)濟實用[6]。 滾動導(dǎo)軌 滾動導(dǎo)軌的特點是:磨擦系數(shù)小,~,動、靜摩擦系數(shù)基本相同,啟動阻力小,不易產(chǎn)生沖擊,低速運動穩(wěn)定性好。定位精度高,運動平穩(wěn),微量移動準(zhǔn)確,磨損小,精度保持性好,壽命長抗振性差,對防護要求高,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。 滾動導(dǎo)軌尤其是直線滾動導(dǎo)軌,這十幾年被大量采用,隨著數(shù)控機床高速化趨勢的出現(xiàn),而被應(yīng)用得越廣泛。與滑動導(dǎo)軌不同的是,由于滾動導(dǎo)軌采用了鋼球或滾柱作為滾動體,其與導(dǎo)軌的接觸特點為點接觸或線接觸,具有較小的摩擦系數(shù)。又由于滾動導(dǎo)軌在組裝過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,通過節(jié)流器輸送到導(dǎo)軌面的油腔中,形成壓力油膜浮起運動部件,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,同時摩擦系數(shù)也極低,從而使驅(qū)動功率大為降低。此外,靜壓導(dǎo)軌的運動不受速度和負(fù)載的限制,低速無爬行,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.。從大型重載機床且要求精度較高的角度看比較實用。 導(dǎo)軌耐磨性 當(dāng)移動部件沿導(dǎo)軌移動時，要求導(dǎo)軌具有足夠的導(dǎo)向精度。然后移動部件長時間的移動，將會磨損導(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，耐磨性也會提高。 鑄鐵導(dǎo)軌工作面淬火處理 經(jīng)驗證明，兩偶合件(指滑臺面、導(dǎo)軌面)硬度相同，則磨損最厲害所以，滑臺面（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。在市場上銷售的各種滑臺中，有的凸導(dǎo)軌工作面沒有進行熱處理，因而滑臺工作壽命不長使用滑臺的工廠，有條件的可自行設(shè)計淬火設(shè)備，對凸導(dǎo)軌進行淬火，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，對耐磨性有很大影響。當(dāng)導(dǎo)軌需要刮研加工時，一般用途的導(dǎo)軌每25x25mm面積內(nèi)，要求不少于10個色點。~。導(dǎo)軌工作表面需經(jīng)磨削或刮研。 驗算導(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)計過小，而負(fù)載很大，則“比壓”就很大，其結(jié)果會使導(dǎo)軌表面因油膜破壞而加速磨損一般滑臺快進、快退速度　　　V〈10min，則許用“比壓”〔p〕=4磨6kg/c。 導(dǎo)軌潤滑與保護 一般標(biāo)準(zhǔn)滑臺上的自動供油器，用戶大多閑置不用，因為油液損耗大，且不能回收?，F(xiàn)在有的滑臺或機床已配置手動供油器，節(jié)油明顯深受歡迎。導(dǎo)軌防護罩必不可少。在自動線機床上廣泛配置薄鋼板伸縮式防護罩，工作可靠，壽命長，數(shù)年不壞。防護罩型號，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 機床在制造過程中對導(dǎo)軌的精度要求很高,一般需要經(jīng)驗豐富的工人進行鏟刮和調(diào)整?；瑒訉?dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌都需要配刮,技術(shù)要求高,勞動強度大,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)面壓板來調(diào)整精度,技術(shù)要求高,相對勞動強度較小,效率較高。 機床在長期的使用過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)計時要對高速移動部件進行防撞擊后可能出現(xiàn)的故障程度予以重點考慮。一般說來,如果機床移動部件發(fā)生沖撞,滾動導(dǎo)軌尤其是直線滾動導(dǎo)軌更容易受到損壞,其損壞形式主要是導(dǎo)軌系統(tǒng)中的滾動體及滾道的表面破損一旦損壞,用