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各类机床导轨的比较及功能分析

摘要:直线导轨的移动元件和固定元件之间不用中间介质,而用滚动钢球。因为滚动钢球适应于高速运动、摩擦系数小、灵敏度高,满足运动部件的工作要求,如机床的刀架,拖板等。

滑动导轨

传统导轨的发展,首先表现在滑动元件和导轨形式上,滑动导轨的特点是导轨和滑动件之间使用了介质,形式的不同在于选择不同的介质。

液压被广泛用于许多导轨系统。静压导轨是其中的一种,液压油在压力作用下,进入滑动元件的沟槽,在导轨和滑动元件之间形成油膜,把导轨和移动元件隔开,这样大大减少移动元件的摩擦力。静压导轨对大负荷是极其有效的,对偏心负荷有补偿作用。例如:一个大型的砂型箱在加工时,正好走到机床行程的末端,负载导轨能够增大油压,使导轨准确地保持着水平负载的状态。有的卧式镗铣床使用这种技术补偿深孔加工时主轴转速的下降。

利用油作为介质的另一种导轨形式是动压导轨,动压导轨与静压导轨的不同点是:油不是在压力下起作用的,它利用油的粘度来避免移动元件和导轨之间的直接接触,优点是节省液压油泵。

空气也可以用于移动元件和导轨之间的介质,它也有两种形式,气动静压导轨和气动动压导轨,工作原理与液压导轨相同。

使用比较普通的抗摩擦导轨,它是在移动元件上安装一种抗摩擦材料(如聚氯乙烯或青铜混合材料等),以替代液体介质,如油或空气。其作用与液体介质相似,安装在移动元件上的抗摩擦材料应设计有油槽,满足移动元件和导轨表面之间油润滑或其它形式润滑的需要。

众所周知,平面导轨和移动元件之间的接触面积比较大,移动元件要作快速微量进给.需要克服移动元件的惯量,因此将会产生爬行现象。当滚珠丝杠或其它驱动力推动移动元件移动时,产生一个轻微粘附阻力,移动元件开始运动时,由于移动元件处于被抓住的状态,出现了轻微的跳动,导致产生爬行,这种现象对于大的移动影响不大,而对于微量移动,就成为一个问题。

可调性是平面导轨特有的优点,根据导轨的使用情况,平面导轨系统至少有一个或一个以上的可调边。由于移动元件沿着直线导轨的侧边移动,保证移动元件与导轨侧面紧密接触是极为重要的。普遍使用调整的方法是斜铁,斜铁位于移动元件和导轨接触面相对的侧面之间。形状为锥形条块角铁,可以精确地调整,以消除移动部件和导轨之间的间隙。如果滑动部件或导轨磨损,接触表面之间的间隙加大,可调整斜铁进行补偿。

机床制造厂已发明了斜铁自动调整的专利技术,它的基本原理是使斜铁保持固定的弹簧压力,一旦导轨系统被磨损,斜铁能自动地消除移动部件与导轨之间的间隙。

直线导轨

新的导轨系统使机床可获得快速进给速度,在主轴转速相同的情况下,快速进给是直线导轨的特点。直线导轨与平面导轨一样,有两个基本元件;一个作为导向的为固定元件,另一个是移动元件。由于直线导轨是标准部件,对机床制造厂来说.唯一要做的只是加工一个安装导轨的平面和校调导轨的平行度。当然,为了保证机床的精度,床身或立柱少量的刮研是必不可少的,在多数情况下,安装是比较简单的。

作为导向的导轨为淬硬钢,经精磨后置于安装平面上。与平面导轨比较,直线导轨横截面的几何形状,比平面导轨复杂,复杂的原因是因为导轨上需要加工出沟槽,以利于滑动元件的移动,沟槽的形状和数量,取决于机床要完成的功能。例如:一个既承受直线作用力,又承受颠覆力矩的导轨系统,与仅承受直线作用力的导轨相比.设计上有很大的不同。

直线导轨的移动元件和固定元件之间不用中间介质,而用滚动钢球。因为滚动钢球适应于高速运动、摩擦系数小、灵敏度高,满足运动部件的工作要求,如机床的刀架,拖板等。直线导轨系统的固定元件(导轨)的基本功能如同轴承环,安装钢球的支架,形状为“v”字形。支架包裹着导轨的顶部和两侧面。为了支撑机床的工作部件,一套直线导轨至少有四个支架。用于支撑大型的工作部件,支架的数量可以多于四个。

标签:机床导轨

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