【正文】 機(jī)床上安裝不方便或者受到高度限制的細(xì)長工件，也適宜采用臥式機(jī)床加工。 總之，在擬訂機(jī)床配置形式結(jié)構(gòu)方案時，必須認(rèn)真分析工件加工工藝的要求及加工部位的特點，選擇恰當(dāng)?shù)姆桨?。這些支承件，或單獨使用，或組合使用。，包括較大的位移阻抗和阻尼，整機(jī)的低階頻較高，若階頻不致引起結(jié)構(gòu)共振，不會因薄壁振動而產(chǎn)生噪聲。排屑暢通，吊運安全，并具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。具有這種支承形式的機(jī)床，稱為臥式機(jī)床。具有這種支承形式的機(jī)床，稱為立式機(jī)床。具有這種支承形式的機(jī)床，稱為復(fù)合式機(jī)床。具有這種支承形式的機(jī)床，稱為單臂式機(jī)床。具有這種支承形式的機(jī)床，稱為龍門式機(jī)床。由工件的形狀及加工原理知，宜采用臥式形式（帶一固定式夾具）。從載荷的觀點來分析，有的床身主要是在切削力的作用下受兩個方向的彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷，如車床，六角車床和鏜床床身；有的床身主要是在重力的作用下受豎直面內(nèi)的彎曲載荷，如龍門刨床和龍門銑床的床身。2..截面寬度和高度 截面的寬度由工件大小，剛度要求和刀架或工作臺的導(dǎo)向性決定。 這里借鑒CA6140車床的床身設(shè)計。截面形狀如圖2—2。其它3 個面的切削深度也依次作同樣改變。由= 可以計算滑臺速度。為了保證一定的刀具耐用度,選v = 90m/ min = 。切削力Fz = p f = 1 962 = 883N 。取機(jī)床總效率η= ,則電機(jī)功率= P/η = 。其中以三相異步帶能動機(jī)應(yīng)用最多，常用為Y系列三相異步電動機(jī)。功率選的過小不能保證工作機(jī)的正常工作，或使電動機(jī)因超載而過早損壞；功率選的過大則電動機(jī)的價格高，能力又得不到充分的發(fā)揮，而且由于電動機(jī)經(jīng)常不在滿載下運轉(zhuǎn)，其效率和功率因數(shù)都較低而造成能源的浪費 （3）電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速愈高，磁極對數(shù)愈少，外廓尺寸愈小，價格愈低。而選用較低轉(zhuǎn)速的電動機(jī)，其優(yōu)缺點剛好相反?？紤]到減速器的降速比不宜過大，所以初步選擇電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 再根據(jù)所須電動機(jī)功率為。選用封閉式三相異步電動機(jī)，型號為Y132S8，其輸出功率P=。表31 電動機(jī)主要性能參數(shù)電動機(jī)的功率P kw額定電流額定轉(zhuǎn)距電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n710 r/min堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 / 額定轉(zhuǎn)矩電動機(jī)的效率電動機(jī)的重量63kg選用基本結(jié)構(gòu)型式，機(jī)座不帶底腳，端蓋有凸緣。其示意圖如圖31所示： 圖31 電動機(jī)的安裝示意圖主要安裝型式尺寸如表32所示。為保證運動平穩(wěn)性和工作可靠性，一般都采取中低壓系統(tǒng)，壓力在6MPa以下。（2）通?；_快進(jìn)與快退的速度大致相等，因此多采用差動連接的單出桿液壓缸。（4）各工況速度換接多采用行程控制，如行程閥，或電器行程開關(guān)與電磁閥組合方式。（2）能承受規(guī)定的最大載荷，并具有較大的工進(jìn)調(diào)速范圍（通常為（5～900）mm/min），以適應(yīng)不同工序的工藝需求。 （4）對于多個滑臺同時工作的系統(tǒng)，應(yīng)防止各液壓執(zhí)行元件的壓力、流量相互影響引起動作上的干擾。合理解決工進(jìn)速度與快速進(jìn)退速度差值，造成流量值較大的矛盾。即保證運動部件在外力作用下，能淮確地沿著一定的方向運動。動導(dǎo)軌相對于支承導(dǎo)軌通常只有一個自由度，即直線運動或回轉(zhuǎn)運動。移置導(dǎo)軌只用于調(diào)整部件之間的相對位置，在加工時沒有相對運動。(2)按摩擦性質(zhì)可分為滑動導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌。滾動導(dǎo)軌按其滾動體不同又可分為滾珠導(dǎo)軌，滾柱導(dǎo)軌和滾針導(dǎo)軌。如圖4—1所示，在部件自重和外載荷作用下，導(dǎo)軌面c和d在導(dǎo)軌全長上始終可以貼合的稱為開式導(dǎo)軌。 圖4—1 開式導(dǎo)軌與閉式導(dǎo)軌 導(dǎo)軌應(yīng)滿足的基本要求 機(jī)床導(dǎo)軌的質(zhì)量在一定程度上決定了機(jī)床的加工精度，工作能力和使用壽命，因此必須滿足下列基本要求： （1)導(dǎo)向精度 導(dǎo)軌在空載和在切伊陳件下運動時，都應(yīng)具有足夠的導(dǎo)向精度軌運動軌跡的準(zhǔn)確度。 〔2)精度保持性 為了能長期保持導(dǎo)向精度、對導(dǎo)軌提出了剛度和耐磨件的要求。所以剛度是導(dǎo)軌工作質(zhì)量的另—個重要指標(biāo)。導(dǎo)軌耐磨性與導(dǎo)軌材料、導(dǎo)軌受的摩擦性質(zhì)、導(dǎo)軌受力情況及兩導(dǎo)執(zhí)相對運動速度有關(guān)。進(jìn)給運動時的不平穩(wěn)將使加工表面粗糙度增大；定位運動時的不平穩(wěn)，將降低定位精度。 （4）結(jié)構(gòu)工藝性 在可能的情況下，應(yīng)盡量使導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡單，便于制造和維護(hù)。導(dǎo)軌的磨損形式 滑動導(dǎo)軌磨損的基本形式是磨粒磨損和咬合磨損。磨粒磨損往往是咬合磨損的起因，咬合磨損反過來又會加劇磨粒磨損，只是有時其中一種磨損可能起主要作用。 (1)磨粒磨損 磨粒主要是指存在于導(dǎo)軌面之間的微小硬粒．如切屑、塵粒和導(dǎo)軌自身磨損后的殘余產(chǎn)物等。磨粒磨損與導(dǎo)軌間的相對滑動速度及導(dǎo)軌面比壓成正比。 (2)咬合磨損 咬臺磨損又稱咬焊。這是由于導(dǎo)軌面相互運動時，導(dǎo)軌表面覆蓋的一層氧化膜因摩擦發(fā)熱而受到破壞，裸露的金屬表面因分子問的相互吸引、滲透，使接觸點粘結(jié)而發(fā)生咬焊，隨著接觸面的相對運動，咬焊點被拉開，如此反復(fù)多次，就產(chǎn)生撕裂性破壞。因此，這種磨損是不允許發(fā)生的。如果局部應(yīng)力過大而使表層產(chǎn)生凹坑狀的塑性變形，這就是壓潰現(xiàn)象，這種破壞是不允許發(fā)生的。 （1）對導(dǎo)軌材料的要求和搭配 對導(dǎo)軌材料的主要要術(shù)是耐磨件好、工藝件好、成本低。 為了提高耐磨性．動導(dǎo)軌和支承導(dǎo)軌應(yīng)盡量采用不同的材料，如果選用相同的材料，也一定要采取不同的熱處理方式以使其具有不同的硬度。這是因為支承導(dǎo)軌各處使用機(jī)會難以均等，且修復(fù)困難，而動導(dǎo)軌總是全長接觸，且動導(dǎo)軌短，磨損后易于維修；長導(dǎo)軌不易防護(hù)等原因：在回轉(zhuǎn)運動導(dǎo)軌中，一般均是將較軟的材料用于動導(dǎo)軌：因為花盤或圓工作臺導(dǎo)軌比底座加工方便些，磨損后易于在機(jī)床上加工，可減少修理的工作量。除鑄鐵外，其余導(dǎo)軌都是鑲裝的。導(dǎo)軌常用的鑄鐵有灰鑄鐵、孕育鑄鐵和耐磨鑄鐵等。在較好的潤滑與防護(hù)條件下，具有一定的耐磨性。常用的孕育鑄鐵牌號足HT300。常用于較精密的機(jī)床導(dǎo)軌。 （3)鋼 在耐磨性要求較高的機(jī)休上，可采用淬硬鋼制成的鑲鋼導(dǎo)軌。 鑲鋼導(dǎo)軌通常采用45鋼或45cr等材料，表面淬硬或全淬透，硬度達(dá)到HRc52—58；或者采用20Cr，20CrMn等滲碳淬硬至HRc56—62。 （4)有色金屬 有色金屬鑲裝導(dǎo)軌常用于重型機(jī)床的動導(dǎo)軌上，與鑄鐵的支承導(dǎo)軌搭配，以防止咬合磨損，保證運動平穩(wěn)性和提高運動精度。 （5)塑料 塑料導(dǎo)軌具有良好的耐磨性能，落在導(dǎo)軌表面上的硬?？蓴D入導(dǎo)軌內(nèi)部，避免了磨粒磨損和撕傷。適用于中、小型精密機(jī)床和數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌，用于豎直導(dǎo)軌更可顯示其優(yōu)點。 1）截面形狀 滑動導(dǎo)軌可分為凸形和凹形兩大類。 直線運動導(dǎo)軌截面的基本形狀見圖4—2。支承導(dǎo)軌為凸形時，稱為山形導(dǎo)軌；支承導(dǎo)軌為凹形時，稱為V形導(dǎo)軌。但水平和垂直兩個方向上的誤差相萬影響，給制造和檢修帶來困難。的增加而降低；承載面積隨的增加而增加。通常取=。 支承導(dǎo)軌為V形時，不易積存放大的切屑，也不易存留潤滑油，適用于不易防護(hù)、速度較低的進(jìn)結(jié)運動導(dǎo)軌。但是必須很好地防護(hù)，以防止落人切屑和塵土。矩形導(dǎo)軌制造簡單，剛度高，承載能力大，具有水平和垂直兩個方向的導(dǎo)軌面．而且兩個導(dǎo)軌面的誤差不會相互影響，便于安裝調(diào)整。適用于載荷較大而導(dǎo)向性要求不高的機(jī)床。燕尾形導(dǎo)軌，見圖C。 圓體形導(dǎo)軌，見圖D。但磨損后很難調(diào)整和補(bǔ)償間隙，通常用在承受軸向載荷的場合。 2）組合形式 為了限制運動部件的轉(zhuǎn)動自由度，直線運動導(dǎo)軌一般都由兩條導(dǎo)軌組合而戍。常見的導(dǎo)軌組合形式見圖4—3。適用于精度要求較高的機(jī)床，如高精度絲杠機(jī)床刀架導(dǎo)軌和滾齒機(jī)立體導(dǎo)軌等。 三角形矩形組合(圖4 c) 這種組合形式兼有導(dǎo)向性好、制造方便和剛度高的優(yōu)點，應(yīng)用最廣泛，如普通車床溜板、龍門刨床工作臺導(dǎo)軌、萬能外因磨床砂輪架導(dǎo)軌等。用于要求層數(shù)多、尺寸小、調(diào)整間隙方便和移動速度不大的場合，如車床刀架、牛頭刨床滑枕導(dǎo)軌等。 雙圓柱形組合(圖f) 容易制造，但磨損后不易補(bǔ)償。 這里選用雙矩形組合 3）間隙調(diào)整 閉式導(dǎo)軌的結(jié)合面之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈g隙。因此，除裝配過程中應(yīng)仔細(xì)調(diào)整導(dǎo)軌的間隙外，在使用一段時間后，因磨損還需重調(diào)。 （1）壓板 壓板用于調(diào)整間隙和承受顛覆力矩下圖所示為矩形導(dǎo)軌上常用的幾種壓板裝置。間隙過大時磨、刮d面：間隙過小則磨、刮e面。這種方式結(jié)構(gòu)簡單，但調(diào)整比較麻煩。隨著摩擦表面的不斷磨損，逐次取下一層墊片。圖c所示是在壓板與支承導(dǎo)軌間用平鑲條5來調(diào)整間隙。但由于鑲條下面只與幾個螺釘接觸，因此剛度較差。常用的鑲條有平鑲條和斜鑲條兩種。 導(dǎo)軌的潤滑方法很多，最簡單的潤滑方法是人工定期地直接在導(dǎo)軌上澆油或油杯供油。一般用于移置導(dǎo)軌或移動速度較低的滑動導(dǎo)軌及滾動導(dǎo)軌?，F(xiàn)代機(jī)床上多采用全自動壓力油強(qiáng)制潤滑，這種方法效果較好．可保證充分潤滑，不斷地沖洗和冷卻表面，與運動速度無關(guān)，但必須有專門的供油系統(tǒng)，成本較高。2）導(dǎo)軌的防護(hù) 導(dǎo)軌的防護(hù)裝置應(yīng)盡可能使導(dǎo)軌面封閉起來，如果不能封閉，則應(yīng)能將落在導(dǎo)軌上的塵屑較徹底地清除，還應(yīng)具有耐紅熱切屑的能力，防冷卻液浸蝕的能力，便于裝卸及清洗導(dǎo)軌，制造容易、耐用和美觀。圖a為刮板式防護(hù)裝置。這種裝置容易被細(xì)小的切屑及雜物填塞，對導(dǎo)軌產(chǎn)生刮磨作用，因此僅適用于移動速度較低的導(dǎo)軌。這種防護(hù)罩結(jié)構(gòu)簡單，但切屑及雜物在滾輪卷動時．容易被帶至鋼帶內(nèi)表面而掉在導(dǎo)軌面上，影響防護(hù)效果。這種隊護(hù)罩結(jié)構(gòu)簡單，但密封性較差，且使機(jī)床外形尺寸增大，僅通用于行程不大的中小型機(jī)床。這種防護(hù)罩耐熱性好，使用壽命長，但制造較復(fù)雜，成本較高，適用于大型及精密機(jī)床。 這里選用刮板式防護(hù)裝置。 滑動導(dǎo)軌的驗算，主要是通過受力分析，求出導(dǎo)軌的平均壓強(qiáng)和最大壓強(qiáng)、與導(dǎo)軌的許用壓強(qiáng)相對照，判斷導(dǎo)軌設(shè)計是合合理。* 1）導(dǎo)軌壓強(qiáng)的分布 當(dāng)導(dǎo)軌的自身剛度大于接觸剛度時，可忽略導(dǎo)軌自身變形的影響，而只考慮接觸變形的影響。當(dāng)導(dǎo)軌的自身剛度較低時，既要考慮導(dǎo)軌表面接觸變形，又要考慮導(dǎo)軌自身變形，這時壓強(qiáng)為非線性分布，下面只討論線性分布的導(dǎo)軌壓強(qiáng)的計算。如圖4—6所示。由于力F與力矩M同時作用，閱此尋軌所承受的最大、最小、平均壓強(qiáng)分別為： =+ = （1 + ）…………………（3） =— = （1—）…………………（4） = （+）=…………………………..（5）從式(4—7)可見，平均壓強(qiáng)只與力F的大小和導(dǎo)軌幾何尺寸有關(guān)，而與力的作用點無關(guān)。 (2)x＜L／6，即M＝＜FL／6時，6M／FL＜1，＜2，0，壓強(qiáng)呈梯形分布（如圖b）。 （3)x=L／6，即M＝=FL/6時， 6M／FL=1，=0，=2，壓強(qiáng)呈三角形分布(圖c)。 (4)xL／6，即M= FL/6時，6M/FL 1，＜0。為此，需要在導(dǎo)軌下面安裝壓板，形成輔助導(dǎo)軌面。 圖4—7 導(dǎo)軌壓強(qiáng)的分布 表4—2 鑄鐵導(dǎo)軌的壓強(qiáng)分布 /MPa導(dǎo)軌種類機(jī)床類別平均壓強(qiáng)最大壓強(qiáng)直線運動導(dǎo)軌主運動導(dǎo)軌和速度較高的進(jìn)給運動導(dǎo)軌中型機(jī)床——重型機(jī)床——速度較低的運動導(dǎo)軌中型機(jī)床——重型機(jī)床—磨 床—主運動和速度較高的圓周運動導(dǎo)軌 D——導(dǎo)軌直徑，mmD3000D3000—環(huán) 行2）導(dǎo)軌的許用壓強(qiáng) 導(dǎo)軌的壓強(qiáng)是影響導(dǎo)軌耐磨性的一個主要因素。如果導(dǎo)軌面的壓強(qiáng)很大，導(dǎo)軌表面將因油膜壓破而加劇磨損。由于導(dǎo)軌面上的壓強(qiáng)分布不可能完全均勻，所以還必須保證最大壓強(qiáng)不超過許用值。鑄鐵、鑄鐵始終以固定切削條件工作的專用機(jī)床，許用壓強(qiáng)應(yīng)比表中數(shù)值減小25％—30％。動導(dǎo)軌上鑲裝以聚四氟乙烯為基體的導(dǎo)軌板時，如滑動速度v1m/min時，則pv植不宜超過o．2MPa 鋅鋁銅合金ZZnAll0—5導(dǎo)軌的許用平均壓強(qiáng)[p]。因此不磨損的條件是配合面在作相對運動時不直接接觸，接觸時則無相對運動。 2）力求少磨損 在有些場合既不便采用靜壓導(dǎo)軌，也不能采用動壓導(dǎo)軌，就只能爭取少磨損。采用卸荷導(dǎo)軌可以減輕負(fù)荷，加寬導(dǎo)軌面或加長動導(dǎo)軌的長度可以加大接觸面積，提高導(dǎo)軌接觸精度和減小表面粗