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数控机床用导轨的知识

摘要:导轨是进给系统的重要环节,是机床的基本结构要素之一,导轨的作用是导向和支承,即支承运动部件并保证其能在外力的作用下准确地沿着规定的方向运动。

数控机床用导轨的知识

1.导向精度高
导向精度主要是指导轨沿支承导轨运动的直线度或圆度。影响导向精度的主要因素有:导轨的几何精度、导轨的接触精度、导轨的结构形式、数控机床动导轨及支承导轨的刚度和热变形、装配质量以及动压导轨和静压导轨之间油膜的刚度。
2.耐磨性好及寿命长
导轨的耐磨性决定了导轨的精度保持性。
动导轨沿支承导轨面长期运行会引起导轨的不均匀磨损,摇臂钻床破坏导轨的导向精度,从而影响机床的加工精度。
3.足够的刚度
导轨要有足够的刚度,保证在载荷作用下不产生过大的变形,从而保证各部件间的相对位置和导向精度。
4.低速运动的平稳性
在低速运动时,作为运动部件的动导轨易产生爬行,进给运动的爬行,将提高被加工表面的表面粗糙度值,故要求导轨低速运动平稳,不产生爬行,这对于高精度机床尤其重要。
5.工艺性好
设计导轨时,要注意到制造、调整和维修方便;力求结构简单、工艺性好及经济性好。
导轨是进给系统的重要环节,是机床的基本结构要素之一,导轨的作用是导向和支承,即支承运动部件并保证其能在外力的作用下准确地沿着规定的方向运动。数控机床机床的加工精度和寿命在很大程度上决定于机床导轨的质量。与普通机床导轨相比,数控机床导轨有更高的要求:如高速进给时不振动、摇臂钻床低速进给时不爬行、具有高的灵敏度、能在重载下长期连续地工作、耐磨性高、精度保持性好等。
数控机床用导轨按运动轨迹可分为直线运动导轨和圆周运动导轨;按工作性质可分为主运动导轨、进给运动导轨和调整导轨;按受力情况可分为开式导轨和闭式导轨;按接触面摩擦性质,现代数控机床广泛采用的导轨有滚动导轨和滑动导轨(塑料滑动导轨、静压导轨及动压导轨)。
1.塑料滑动导轨
滑动导轨具有结构简单、制造方便、接触刚度大等优点。但传统滑动导轨摩擦阻力大,磨损快,动、静摩擦因数差别大,低速时易产生爬行现象。为了提高数控机床的定位精度和运动平稳性, 数控机床目前在数控机床上已广泛采用塑料导轨。其摩擦因数小;且动、静摩擦因数相近,运动平稳性好,能防止低速爬行现象;耐磨性好,有自润滑作用和抗振性;化学稳定性好;工艺简单、成本低。
根据加工工艺不同,塑料滑动导轨可分为贴塑导轨和注塑导轨,导轨上的塑料分别常用聚四氟乙烯导轨软带和环氧树脂耐磨涂料。
(1)贴塑导轨 贴塑导轨是在动导轨的摩擦表面上贴上一层塑料软带,以降低摩擦因数,摇臂钻床提高导轨的耐磨性。导轨软带材料是以聚四氟乙烯为基体,加入青铜粉、二硫化钼和石墨等填充混合烧结,并做成软带状。这种导轨摩擦因数低,摩擦因数在0.03~0.05范围内,且耐磨性、减振性、工艺性均好,数控机床广泛应用于中小型数控机床。
导轨软带的使用工艺简单,先将导轨粘贴面加工至表面粗糙度只。值为3.2—1.6岭m,有时为了起定位作用,导轨面粘贴面加工成0.5—1mm深的凹槽,清洗粘贴面后,用胶粘剂粘合,加压固化后,再进行精加工即可。
这类导轨软带典型的有美国生产的Turcite?B导轨软带、Rulon导轨软带,国产的TSF软带以及配套用的DJ胶粘剂。
(2)注塑导轨 注塑导轨又称为涂塑导轨。其抗磨涂层是环氧型耐磨导轨涂层,其材料是以环氧树脂和二硫化钼为基体,加入增塑剂,混合成膏状为一组分,固化剂为一组分的双组分塑料涂层。这种导轨有良好的可加工性,有良好的摩擦特性和耐磨性,其抗压强度比聚四氟乙烯导轨软带要高,数控机床特别是可在调整摇臂钻床好固定导轨和运动导轨间的相对位置精度后注入塑料,可节省很多工时,适用于大型和重型机床。
使用时,先将导轨涂层面加工成锯齿形。清洗与塑料导轨相配的金属导轨面并涂上一薄层硅油或专用脱模剂(以防与耐磨导轨涂层的粘接),将涂层涂抹于导轨面,固化后,将两导轨分离。
这类导轨塑料涂层典型的有SKC3和国产的用于轻负载机床的HNT。
2.滚动导轨
滚动导轨灵敏度高,摩擦因数一般在0.0025—0.005的范围内,数控机床摩擦阻力小,动静摩擦因数小,因而运动均匀,低速运动时不易出现爬行现象;定位精度高,重复定位误差可达0.21xm;牵引力小,移动轻便;磨损小,精度保持好,寿命长。缺点是抗振性差,对防护要求较高,承载能力也不如滑动导轨,摇臂钻床结构复杂,制造比较困难,成本较高。现代数控机床广泛采用的滚动导轨有直线滚动导轨和滚动导轨块。
(1)滚动导轨种类
1)直线滚动导轨。直线滚动导轨副工作原理。
当滑块沿导轨体移动时,滚珠在导轨体和滑块之间的圆弧槽内滚动,通过端盖内的滚道,从工作负荷区到非工作负荷区,然后再滚回到工作负荷区,不断循环,数控机床从而把滚动体和滑块之间的移动变成了滚珠的滚动。
2)滚动导轨块。滚动导轨块是一种以滚动体作循环运动的滚动导轨。摇臂钻床当运动部件移动时,滚柱3在支承部件的导轨面与本体6之间滚动,同时又绕本体6循环运动,滚柱3与运动部件的导轨面不接触。

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