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台湾上银HIWIN直线导轨的安装方法介绍

摘要:上银直线导轨作为数控机床的进给传动链,其装配形式和精度决定了数控机床的定位精度,也影响着进给轴插补运行的平稳性。
上银直线导轨作为数控机床的进给传动链,其装配形式和精度决定了数控机床的定位精度,也影响着进给轴插补运行的平稳性。
一、上银直线导轨安装形式及受力
控机床进给轴常见的导轨支撑有如下几种形式:
1、一端固定——一端自由
导轨一端固定,另一端自由。固定端轴承同时承受轴向力和径向力,这种支承方式用于行程小的短导轨或者用于全闭环的机床,因为这种结构的机械定位精度是最不可靠的,特别是对于长径比大的导轨(直线导轨相对细长),热变性是很明显的,1.5m 长的导轨在冷、热的不同环境下变化0.05~0.10mm是很正常的。但是由于他的结构简单,安装调试方便,许多高精度机床仍然采用这种结构,但是必须加装光栅,采用全闭环反馈。
2、一端固定——另一端支承
上银导轨一端固定,另一端支承。固定端同时承受轴向力和径向力;支承端只承受径向力,而且能作微量的轴向浮动,可以减少或避免因导轨自重而出现的弯曲,同时导轨热变形可以自由的向一端伸长。这种结构使用最广泛,目前国内中小型数控车床、立式加工中心等均采用这种结构。
3、两端固定
上银导轨两端均固定。固定端轴承都可以同时承受轴向力,这种支承方式,可以对上银导轨施加适当的预紧力,提高导轨支承刚度可以部分补偿导轨的热变形。,
对于大型机床、重型机床以及高精度镗铣床常采用此种方案。但是,这种导轨的调整比较繁琐,如果两端的预紧力过大,将会导致导轨最终的行程比设计行程要长,螺距也要比设计螺距大。如果两端锁母的预紧力不够,会导致相反的结果,并容易引起机床震动,精度降低。所以,这类导轨在拆装时一定要按照原厂商说明书调整,或借助仪器(双频激光测量仪)调整。
二、上银直线导轨轴承的排列与命名
首先我们了解典型的进给轴传动链,最终支撑直线导轨的是近端支承轴承和远端支承轴承,这两组轴承通过相互的作用,将轴向力顶住,也就是导轨轴成巧妙地运用了“角接触轴承”即可以承受径向力,又可以承受轴向力的双向受力特点。
当轴承内挡圈和外挡圈受到一组相反方向的作用力时,轴承钢珠承受着一对互为相反的作用力,从静力学的角度上看,当物体静止时,这一对作用力大小相等,方向相反。
作为机床导轨传动,来自工作台的轴向力是作用在轴承的内圈上,如果我们约束导轨不窜动,只要在轴承外圈上作用一个方向相反、大小相等的力即可,这样轴向受力是平衡的。又由于内、外圈之间是滚动摩擦,因而保证了导轨灵活的转动。
对于数控机床导轨传动,需要根据不同的情况控制轴承的游隙(钢珠与内外环之间的间隙),对于低速大转矩的传动,需要这一游隙是过盈的,即要使钢珠在滚到内受挤压变形,从配合角度讲,间隙是负值。而对于高速小一点的负载,则需要游隙大一点,预留出高速运行后钢珠和内圈的热膨胀系数。
上银导轨的约束是通过近端轴承及远端轴承的轴向和径向约束来完成,不同安装形式下的导轨受力情况以及直线导轨轴承安装形式,对于今后日常维护,特别是传动链的精度调整有所帮助。

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