【正文】 1)滑動導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu) 滑動導(dǎo)軌常見的截面形狀如圖 9－ 48所示 。 其各個(gè)平面所起的作用各不相同 。 在矩形和三角形導(dǎo)軌中 ， M面主要起支撐作用 ， N面是保證直線移動精度的導(dǎo)向面 ， J面是防止運(yùn)動部件抬起的壓板面；而在燕尾形導(dǎo)軌中 ， M面起導(dǎo)向和壓板作用 ， J面起支撐作用 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 圖 9－ 48 滑動導(dǎo)軌常見的截面形狀 (a)矩形導(dǎo)軌； (b)三角形導(dǎo)軌； (c)燕尾槽導(dǎo)軌； (d)圓柱形導(dǎo)軌 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 2） 滑動導(dǎo)軌的組合形式與應(yīng)用 滑動導(dǎo)軌一般由兩條導(dǎo)軌組成 ， 不同的組合形式是為了滿足不同機(jī)床的工作要求 。 在數(shù)控機(jī)床上 ， 滑動導(dǎo)軌的組合形式主要是三角形配矩形式和矩形配矩形式 。 只有少部分結(jié)構(gòu)采用燕尾式 。 雙矩形導(dǎo)軌是用側(cè)邊導(dǎo)向 ， 當(dāng)采用一條導(dǎo)軌的兩側(cè)邊導(dǎo)向時(shí)稱為窄式導(dǎo)向 （ 圖 9－ 49（ a）） ， 若分別采用兩條導(dǎo)軌的兩個(gè)側(cè)面邊導(dǎo)向則稱為寬式導(dǎo)向 （ 圖 9－ 49（ b）） 。 窄式導(dǎo)向制造容易 ， 受熱變形影響小 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 圖 9－ 49 窄式導(dǎo)向與寬式導(dǎo)向 (a)窄式導(dǎo)向； (b)寬式導(dǎo)向 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 傳統(tǒng)的鑄鐵 —鑄鐵和鑄鐵 —淬火鋼的導(dǎo)軌副 ， 靜摩擦系數(shù)大 ， 且動摩擦系數(shù)隨速度變化而變化 ， 摩擦損失大 ， 低速時(shí)易出現(xiàn) “ 爬行 ” 現(xiàn)象 ， 影響運(yùn)動平穩(wěn)性和定位精度 ， 因此在數(shù)控機(jī)床上已很少采用 ， 取而代之的是鑄鐵 —塑料滑動導(dǎo)軌或鑲鋼 —塑料滑動導(dǎo)軌 。 目前 ， 塑料導(dǎo)軌的材料可分為兩種：貼塑材料和涂塑材料 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 目前在國內(nèi)生產(chǎn)使用的貼塑材料主要有塑料導(dǎo)軌板和塑料導(dǎo)軌軟帶兩種 ， 它們是由聚四氟乙烯和多種金屬材料制成的復(fù)合材料 。 例如 ， ＦＱ－１塑料導(dǎo)軌板采用的是在渡銅鋼板上燒結(jié)一層多孔青銅 ， 在青銅層間隙中扎入聚四氟乙烯及其他填料 ， 再經(jīng)適當(dāng)處理形成金屬 氟塑料的復(fù)合體導(dǎo)軌板 。這種材料的導(dǎo)軌板的摩擦系數(shù)小 （ 約為 ～ ） ， 并具有良好的自潤滑作用 ， 特別適用于垂直導(dǎo)軌 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 塑料導(dǎo)軌軟帶是以聚四氟乙烯 PTFE為基體 ， 添加青銅粉二硫化鉬和石墨等多種填料所構(gòu)成的復(fù)合材料 。 在油潤滑狀態(tài)下 ， 其摩擦系數(shù)約為 ， 使用壽命為普通鑄鐵導(dǎo)軌的 8～10倍 。 塑料導(dǎo)軌軟帶有各種厚度規(guī)格 ， 長與寬由用戶自行裁剪 ， 采用粘貼的方法固定 。 由于塑料導(dǎo)軌軟帶較軟 ， 容易被硬物刮傷 ， 因此要有良好的密封防護(hù)措施 。 概括起來 ， 塑料導(dǎo)軌軟帶與其他導(dǎo)軌相比 ， 有以下特點(diǎn)： （ 1）摩擦系數(shù)低而穩(wěn)定，比鑄鐵導(dǎo)軌副低一個(gè)數(shù)量級。 （ 2）動、靜摩擦系數(shù)相近，運(yùn)動平穩(wěn)性和爬行性能較鑄鐵導(dǎo)軌副好。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 （ 3） 吸收振動 ， 具有良好的阻尼特性 ， 優(yōu)于接觸剛度較低的滾動導(dǎo)軌和易漂浮的靜壓導(dǎo)軌 。 （ 4） 耐磨性好 ， 有自身潤滑作用 ， 無潤滑劑也能工作 ，灰塵磨粒的嵌入性好 。 （ 5） 化學(xué)穩(wěn)定性好 ， 耐低溫 ， 耐強(qiáng)酸 、 強(qiáng)堿 、 強(qiáng)氧化劑及各種有機(jī)溶劑 。 （ 6） 維護(hù)修理方便 ， 軟帶耐磨 ， 損壞后更換容易 。 （ 7）經(jīng)濟(jì)性好，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，約為滾動導(dǎo)軌成本的 1／ 20。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 圖 9－ 50 鑲粘塑料 —金屬導(dǎo)軌結(jié)構(gòu) 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 2． 滾動導(dǎo)軌 1） 滾動導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式 （ 1） 滾動導(dǎo)軌塊 。 這是一種以滾動體作循環(huán)的滾動體 。移動部件移動時(shí) ， 滾動體沿封閉軌道作循環(huán)運(yùn)動 。 滾動體為滾珠或滾柱 。 數(shù)控機(jī)床上采用的滾柱式滾動導(dǎo)軌塊如圖 9－ 51所示 ， 它多用于中等負(fù)荷導(dǎo)軌 。 滾動導(dǎo)軌塊由專業(yè)廠家生產(chǎn) ，有多種規(guī)格 、 形式供用戶選用 。 使用時(shí) ， 導(dǎo)軌塊裝在運(yùn)動部件上 ， 每一導(dǎo)軌應(yīng)至少用兩塊或更多塊 ， 導(dǎo)軌塊的數(shù)目取決于導(dǎo)軌的長度和負(fù)載的大小 。 與之相對的導(dǎo)軌多用鑲鋼淬火導(dǎo)軌 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 圖 9－ 51 滾柱式滾動導(dǎo)軌塊 (a)單元滾動塊 。(b)在加工中心上的應(yīng)用 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 (2)直線滾動導(dǎo)軌 。 直線滾動導(dǎo)軌又稱單元直線滾動導(dǎo)軌 。 它除導(dǎo)向外還能承受顛覆力矩 ， 其制造精度高 ， 可高速運(yùn)行 ， 并能長時(shí)間保持精度 ， 通過預(yù)加負(fù)載可提高剛性 ， 具有自調(diào)的能力 ， 安裝基面允許誤差大 。 直線滾動導(dǎo)軌的外形和結(jié)構(gòu)如圖 9－ 52所示 。 導(dǎo)軌體固定在不動部件上 ， 滑塊固定在運(yùn)動部件上 。 當(dāng)滑塊沿導(dǎo)軌體移動時(shí) ， 滾珠在導(dǎo)軌體和滑塊之間的圓弧直槽內(nèi)滾動 ， 并通過端蓋內(nèi)的滾道 ， 從工作負(fù)荷到非工作負(fù)荷區(qū) ， 然后再滾動回到工作負(fù)載區(qū) ， 不斷循環(huán) ， 從而把滾動體和滑塊之間的移動變成了滾珠的滾動 。 為防止灰塵和臟物進(jìn)入導(dǎo)軌滾道 ， 滑塊兩端及下部均有塑料密封墊 。 滑塊上還有潤滑油注油杯 ， 只要定期將鋰基潤滑脂放入潤滑油注油杯即可實(shí)現(xiàn)潤滑 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 圖 9－ 52 直線滾動導(dǎo)軌的外形和結(jié)構(gòu) 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 2)滾動導(dǎo)軌的預(yù)緊 為了提高滾動導(dǎo)軌的剛度 ， 應(yīng)對滾動導(dǎo)軌進(jìn)行預(yù)緊 。 預(yù)緊可提高接觸剛度 ， 消除間隙；在立式滾動導(dǎo)軌上 ， 預(yù)緊可防止?jié)L動體脫落和歪斜 。 常見的預(yù)緊方法有以下兩種： （ 1） 采用過盈配合 。 預(yù)加載荷大于外載荷 ， 預(yù)緊力產(chǎn)生過盈量 2～ 3μ m， 過大會使?fàn)恳υ黾?。 若運(yùn)動部件較重 ，其重力可起預(yù)加載荷作用 ， 若剛度滿足要求 ， 可不施預(yù)加載荷 。 （ 2） 調(diào)整法 。 調(diào)整螺釘 、 斜塊或偏心輪來進(jìn)行預(yù)緊 。 圖 9－ 53為滾動導(dǎo)軌的預(yù)緊方法。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 圖 9－ 53 滾動導(dǎo)軌的預(yù)緊方法 (a)滾柱或滾針導(dǎo)軌自由支撐 。(b)滾柱或滾針導(dǎo)軌預(yù)加載荷； (c)交叉式滾柱導(dǎo)軌 。(d)循環(huán)式滾動導(dǎo)軌塊 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 液壓導(dǎo)軌在機(jī)床上的使用主要是靜壓導(dǎo)軌 。 在靜壓導(dǎo)軌兩個(gè)相對運(yùn)動的導(dǎo)軌面間通入壓力油 ， 可使運(yùn)動件浮起 。 在工作過程中 ， 導(dǎo)軌面上油腔中的油壓能隨外加負(fù)載的變化自動調(diào)節(jié) ， 以平衡外加負(fù)載 ， 保證導(dǎo)軌面間始終處于純液體摩擦狀態(tài) 。 所以靜壓導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)極小 （ 約 ） 、 功率消耗小 、 導(dǎo)軌不會磨損 ， 因而導(dǎo)軌的精度保持性好 ， 壽命長 。油膜厚度幾乎不受速度的影響 ， 油膜承載能力大 、 剛性高 、吸振性良好 ， 導(dǎo)軌運(yùn)行平穩(wěn) ， 既無爬行 ， 也不會產(chǎn)生振動 。但靜壓導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ， 并需要一套有良好過濾效果的液壓裝置 ， 因此制造成本較高 。 目前 ， 靜壓導(dǎo)軌較多應(yīng)用在大型 、重型數(shù)控機(jī)床上 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 靜壓導(dǎo)軌按導(dǎo)軌形式可分為開式和閉式兩種 ， 數(shù)控機(jī)床用閉式的靜壓導(dǎo)軌 。 閉式靜壓導(dǎo)軌按供油方式可分為恒壓（ 即定壓 ） 供油和恒流 （ 即定量 ） 供油兩種 。 恒壓供油方式中以毛細(xì)管節(jié)流和單面薄膜反饋節(jié)流用得較多 ， 其原理如圖 9－ 54所示 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 圖 9－ 54 閉式靜壓導(dǎo)軌恒壓供油原理 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 導(dǎo)軌的潤滑與防護(hù) 1． 導(dǎo)軌的潤滑 1)潤滑方法 導(dǎo)軌最簡單的潤滑方式是人工定期加油或用油杯供油 。 這種方法簡單 、 成本低 ， 但不可靠 ， 一般用于調(diào)節(jié)輔助導(dǎo)軌及運(yùn)動速度低 、 工作不頻繁的滾動導(dǎo)軌 。 對運(yùn)動速度較高的導(dǎo)軌大都采用潤滑泵 ， 以壓力油強(qiáng)制潤滑 。 這樣不但可連續(xù)或間歇供油給導(dǎo)軌進(jìn)行潤滑 ， 而且可利用油的流動沖洗和冷卻導(dǎo)軌表面 。為實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制潤滑 ， 機(jī)床必須備有專門的供油系統(tǒng) 。 圖 9－ 55為某加工中心導(dǎo)軌的潤滑系統(tǒng) 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 圖 9－ 55 加工中心導(dǎo)軌的潤滑系統(tǒng) 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 2)對潤滑油的要求 在工作溫度變化時(shí) ， 潤滑油粘度變化要小 ， 要有良好的潤滑性能和足夠的油膜剛度 ， 油中雜質(zhì)盡量少且不浸蝕機(jī)件 。常用的全損耗系統(tǒng)用油有 L—AN 15． 32． 42． 68， 精密機(jī)床導(dǎo)軌油 L—HG68， 汽輪機(jī)油 L—TSA32． 46等 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 2． 導(dǎo)軌的防護(hù) 為了防止切屑 、 磨粒或冷卻液散落在導(dǎo)軌面上而引起磨損 、 擦傷和銹蝕 ， 導(dǎo)軌面上應(yīng)有可靠的防護(hù)裝置 。 常用的刮板式 、 卷簾式和疊層式防護(hù)罩 ， 大多用于長導(dǎo)軌機(jī)床上 ， 如龍門刨床 、 導(dǎo)軌磨床等 。 另外 ， 還有手風(fēng)琴式的伸縮式防護(hù)罩等 。 在機(jī)床使用過程中應(yīng)防止損壞防護(hù)罩 ， 對疊層式防護(hù)罩應(yīng)經(jīng)常用刷子蘸機(jī)油清理移動接縫 ， 以避免發(fā)生碰殼現(xiàn)象 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 自動換刀裝置 自動換刀裝置的分類 加工中心自動換刀裝置根據(jù)其組成結(jié)構(gòu)可分為：轉(zhuǎn)塔式自動換刀裝置 、 無機(jī)械手式自動換刀裝置和有機(jī)械手式自動換刀裝置 。 其中 ， 轉(zhuǎn)塔式不帶刀庫 ， 而后兩種帶刀庫 。 轉(zhuǎn)塔式自動換刀裝置又分回轉(zhuǎn)刀架式和轉(zhuǎn)塔頭式兩種 。 回轉(zhuǎn)刀架式用于各種數(shù)控車床和車削中心機(jī)床 ， 轉(zhuǎn)塔頭式多用于數(shù)控鉆 、 鏜 、 銑床 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 1） 回轉(zhuǎn)刀架式換刀 回轉(zhuǎn)刀架式換刀是一種簡單的自動換刀裝置 。 在回轉(zhuǎn)刀架各刀座安裝或夾持著各種不同用途的刀具 ， 通過回轉(zhuǎn)刀架的轉(zhuǎn)位實(shí)現(xiàn)換刀 。 回轉(zhuǎn)刀架可在回轉(zhuǎn)軸的徑向和軸向安裝刀具 。 在數(shù)控車床上 ， 回轉(zhuǎn)刀架和其上的刀具布置大致有以下幾種類型： （ 1）一個(gè)回轉(zhuǎn)刀架，外圓類、內(nèi)孔類刀具混合放置。單回轉(zhuǎn)刀架數(shù)控車床如圖 9－ 56所示。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 圖 9－ 56 單回轉(zhuǎn)刀架數(shù)控車床 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 （ 2） 兩個(gè)回轉(zhuǎn)刀架 ， 分別布置外圓和內(nèi)孔類刀具 。 雙回轉(zhuǎn)刀架數(shù)控車床如圖 9－ 57所示 ， 上刀架的回轉(zhuǎn)軸與主軸平行 ，用于裝外圓類刀具；下刀架的回轉(zhuǎn)軸與主軸垂直 ， 用于裝內(nèi)孔類刀具 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 圖 9－ 57 雙回轉(zhuǎn)刀架數(shù)控車床 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 （ 3） 雙排回轉(zhuǎn)刀架 ， 外圓類 、 內(nèi)孔類刀具分別布置在刀架的一側(cè)面 。 雙排回轉(zhuǎn)刀架外形如圖 9－ 58所示 。 回轉(zhuǎn)刀架的回轉(zhuǎn)軸與主軸傾斜 ， 每個(gè)刀位上可裝兩把刀具 ， 用于加工外圓和內(nèi)孔 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 圖 9－ 58 雙排回轉(zhuǎn)刀架外形圖 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 回轉(zhuǎn)刀架的工位數(shù)最多可達(dá) 20多個(gè) ， 但最常用的是 12和 16工位 4種 。 工位數(shù)越多 ， 刀間夾角越小 ， 非加工位置刀具與工件相碰而產(chǎn)生干涉的可能性就越大 ， 因此在刀架布刀時(shí)要給予考慮 ， 避免發(fā)生干涉現(xiàn)象 。 回轉(zhuǎn)刀架在結(jié)構(gòu)上必須具有良好的強(qiáng)度和剛度 ， 以承受粗加工時(shí)的切削抗力 ， 減小刀架在切削力作用下的位移變形 ， 提高加工精度 。 回轉(zhuǎn)刀架還要選擇可靠的定位方案和定位結(jié)構(gòu) ， 以保證回轉(zhuǎn)刀架在每次轉(zhuǎn)位之后具有高的重復(fù)定位精度 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 CK3263系列數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架結(jié)構(gòu)如圖 9－ 59所示 ， 回轉(zhuǎn)刀架的升起 、 轉(zhuǎn)位 、 夾緊等動作都是由液壓驅(qū)動的 。 當(dāng)數(shù)控裝置發(fā)出換刀指令以后 ， 液壓油進(jìn)入液壓缸 1的右腔 ， 通過活塞推動刀架中心軸 2將刀盤 3左移 ， 使定位副端齒盤 4和 5脫離嚙合狀態(tài) ， 為轉(zhuǎn)位作好準(zhǔn)備 。 齒盤處于完全脫開位置時(shí) ， 嚙合狀態(tài)行程開關(guān) ST2發(fā)出轉(zhuǎn)位信號 ， 液壓馬達(dá)帶動轉(zhuǎn)位凸輪 6旋轉(zhuǎn) ， 凸輪依次推動回轉(zhuǎn)盤 7上的分度柱銷 8使回轉(zhuǎn)盤通過鍵帶動中心軸及刀盤作分度轉(zhuǎn)動 。 凸輪每轉(zhuǎn)過一周撥過一個(gè)柱銷 ， 使刀盤旋轉(zhuǎn)一個(gè)工位 (1／ n周 ， n為刀架工位數(shù) ， 也等于柱銷數(shù) )。 刀架中心軸的尾端固定著一個(gè)有 n個(gè)齒的凸輪 ， 每當(dāng)中心軸轉(zhuǎn)過一個(gè)工位時(shí) ， 凸輪壓合計(jì)數(shù)行程開關(guān) ST1一次 ， 開關(guān)將此信號送入控制系統(tǒng) 。 當(dāng)?shù)侗P旋轉(zhuǎn)到預(yù)定工位時(shí) ， 控制系統(tǒng)發(fā)出信號使液壓馬達(dá)剎車 ， 轉(zhuǎn)位凸輪停止運(yùn)動 ， 刀架處于預(yù)定位狀態(tài) 。 與此同時(shí) ， 液壓缸 1左腔進(jìn)油 ， 通過活塞將刀架中心軸和刀盤拉回 ，端齒盤嚙合 ， 刀盤完成精定位和夾緊動作 。 刀盤夾緊后 ， 刀架中心軸尾部將 ST2壓下 ， 發(fā)出轉(zhuǎn)位結(jié)束信號 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 圖 9－ 59 CK3263系列數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架結(jié)構(gòu)簡圖 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 刀盤轉(zhuǎn)位驅(qū)動采用圓柱凸輪步進(jìn)傳動機(jī)構(gòu) ， 其工