选择页面

首页 I 技术文章 I 导轨的设计与选型

导轨的设计与选型

摘要:维修成本低,无论是从维修成本还是维修的方便性来说,线轨都有着其天然的优势和便捷,因为作为一种标准件,线轨的更换形式和更换一颗螺钉是一样的,当然还存在精度上的一些反复调整,但是相比硬轨而言,那真是太方便了。

今天分享的是如何选择设备的导轨,首先我们需要清楚导轨的基本类型,从大的层面来分,基本上可以分为两大类,那就是硬轨(传统机床设备上经常使用的一种导轨)和直线导轨,我也针对这两种导轨做了一些优缺点的比较(这个比较肯定是不全面的,欢迎补充),这样大家可以根据自己要设计的设备的具体情况,做出自己最合适的选择。

硬轨的优缺点

优点:

1、能够承受更大的载荷,适合大刀量,大进给的粗加工机床。

2、因为导轨的接触面积大,机床运行更加平稳,适合对机床振动要求较高的机床,例如磨床等。

缺点:

1、材质不均匀,因为一般是铸造成型,所以材质中容易产生夹砂,气孔,疏松等铸造缺陷,导轨面若存在这些缺陷,对导轨的使用寿命和机床精度都是很不利的影响。

2、加工难度较大,因为这种类型的导轨一般是跟机床的主要部件例如底座、立柱,工作台,滑鞍等一体相连,所以在加工过程中,其形位公差,粗超度要求,时效处理,淬火处理等过程难以控制,从而导致零件的加工质量不能达到装配的要求。

3、装配难度大,“装配”这个词的意思就是既要装也要配,而这个配的过程就是一个技术与体力相结合的过程,不是一般的工人可以完成的,需要技术相对熟练,对机床整体精度都有相当把握的装配工人才能完成,同时还需要配备铲刀,平尺、角尺、方尺、百分表,千分表等相应工具才能完成。

4、使用寿命不长,这个只能是相对而言,在同样的保养和使用条件下,普遍的硬轨的使用寿命是小于线轨的使用寿命的,这和他们的运动方式有很大的关系,硬轨是滑动摩擦运行的,而线轨是滚动摩擦运行,从所受的摩擦力而言,硬轨所受的摩擦力要远远大于线轨所受的摩擦力,特别是在润滑不充分的情况下,硬轨的摩擦更甚。

5、维修成本过高,硬轨的维修无论在难度上还是维修成本上都远远大于线轨的维修,如果在铲刮余量不足的情况下,可能牵涉到将机床的大件全部拆散,重新做淬火处理和机械加工,更甚者可能会要重新铸造该大件,而线轨只要更换相应的线轨即可,基本上不会很大的影响相关大件的使用。

6、机床的运行速度低,硬轨因为其运动方式和所承受的摩擦力过大,所以通常不能承受过快的运行速度,这和现在的加工理念是有一定的相违背的。尤其很多工厂的工人并不具备机床相应的保养知识,很多时候他们只知道使用机床,却很大程度的忽略了机床的保养,而机床轨道的保养是重中之重,一旦轨道润滑不充分,就会引起轨道烧死或者磨损过渡,这些对机床的精度而言都是致命的伤害。

直线导轨的优缺点

优点:

1、装配方便简单,只要稍加培训就可以完成高质量的装配。因为机床的精度很多程度决定在传递机构的精度,传动机构一般有线轨和丝杆组成,也就是说线轨和丝杆本身的精度就决定了机床的精度,而线轨和丝杆一般都是以标准件的形式存在,你只要选择制造商提供的相应精度,一般都不会有很大的问题。

2、选择余地大,无论是从线轨的结构形式还是精度等级,润滑方式还是承重能力,加工方式到运行速度等等参数都是可以选择,你可以根据你设计的机床的具体情况,任意配置你所需要的线轨型号。

3、运行速度快,现在很多机床的运行速度极快,特别是空程速度,这个很大程度上就是依赖线轨的功劳,因为滚动摩擦的运行方式以及高精度的加工,切实的保证了机床高速运行的精确性和平稳性,大幅度的提升了加工效率和加工精度。

4、加工精度高,因为线轨作为一种标准商品,其无论是材质还是加工方式都进入了良性的可控范围,所以在很多精加工领域的机床,大部分都是采用高精度的线轨作为机床导轨,这也极大的保证了机床的加工精度。

5、使用寿命长,因为线轨的运行方式是滚动摩擦,滑块里的钢珠通过在轨道上的滚动来驱动进给部件的移动,这种滚动摩擦所承受的摩擦力较硬轨要小的多,所以无论是传递效率还是使用寿命,线轨都要较硬轨理想很多。

6、维修成本低,无论是从维修成本还是维修的方便性来说,线轨都有着其天然的优势和便捷,因为作为一种标准件,线轨的更换形式和更换一颗螺钉是一样的,当然还存在精度上的一些反复调整,但是相比硬轨而言,那真是太方便了。

7、交货周期短,线轨一般的交货周期都在半个月内可以完成,除非你选用的是国外品牌,但是同样的硬轨就没有这么好的时间把控能力了,如果动作比较大的话,例如要重新铸造,那周期可能在几个月以上都是说不定的。

缺点:

1、承载能力相对较小,这种相对较小只是针对硬轨而言,其实现在很多大厂的线轨通过结构上的一些设计,已经极大的提升了其承载的能力,当然相对硬轨的承载能力来说,它还是相对小一点。

2、平稳性相对硬轨有一定的偏弱,例如抗振动的能力等,但是我还是要强调一下,这种偏弱都是相对硬轨而言的,其实现在很多线轨的平稳性也是做得非常好的,只要你设计的设备不是太过特殊的要求,一般都是能够满足需要。

3、运输和装配过程中要特别注意对线轨的保护,因为作为一种标准件,其独特的结构特点,让它处于一种比较容易受到损坏的尴尬境地,例如形状细长从而导致线轨的刚性不足,在受挤压是容易发生弯曲和变形,从而导致精度的丧失;又例如因为是钢件,如果没有做到防锈处理,在运输和装配过程中接触到水或其它溶剂,容易产生锈迹和腐蚀等现象,从而导致精度的丧失。

 

硬轨的分类

我们大致可以分为矩形导轨,燕尾型导轨,V型导轨等几种类型,当然也有一些因具体要求和结构局限而专门设计的其它导轨形式,这个可以参考机床设计手册上面的一些资料,因为是很容易查到的资料,且现在很多设备设计也基本上尽量很少采用了的,我在这里就不做单独的介绍。

 

直线导轨的选择与介绍

今天我们主要介绍的是直线导轨的选择与介绍,这个是现代工业发展的必然方向,也是工业发展专业化,分工精细化的必然结果,一些专业的问题,一些专业的配件交给最专业的人去做,大家只要按自己的需求和参考一定的标准来选取就可以了,这也是我们现在设计一个设备为什么周期和质量都有很大提高的原因。

下面我还是会用某品牌的选型手册来做一些知识点说明。

机械设计(课程)——导轨的设计与选型

这个是选型的流程图,大家可以按这个流程来进行选择,这个流程图里面也基本涵盖了所有需要考虑和做出抉择的点,如何更好的了解这些点,下面我会一一的分享与说明。很多知识其实是需要自己有心去发现和积累的,知识永远都在那里,就看你如何去与它相遇,并相知相伴。

下面是市面上一些直线运动系统的分类介绍,之所以要分享这些知识点,是因为其实直线导轨的类型是有很多种,不同的设备,不同的要求,不同的结构处理,可以选择不同的类型,而在这之前,我们需要知道到底有哪些类型是可以供我们选择的。

机械设计(课程)——导轨的设计与选型

对我个人而言,第二种和第四种我用得比较多,其它类型的要根据自己的情况来确定,还有他们的主要用途是一个很值得参考的推荐说明,他们在这方面肯定是有相应的成熟技术和专业点的。

下面是针对直线导轨选型时一些参数方面的介绍和说明,要选择好一个合格的直线导轨,必须要对这些参数有一个相对深刻的认识,否则你选择的导轨就不一定是最优的,有的朋友会说,我选的也可以用啊,可以用和最优化选择是两回事。

机械设计(课程)——导轨的设计与选型

关于载荷这个参数,前期是作为参考用的参数,实际使用基本就是用来计算寿命,校验直线导轨选择的正确性是需要用到的参数。计算的过程相对于来说十分复杂,但是这边个人建议第一次必须要认真、仔细、完整的去计算一边,思考一边。这样对于您今后再直线导轨的选型中有莫大的帮助。

机械设计(课程)——导轨的设计与选型

导轨刚性的选择也是和上面一样的推荐,尤其是第一次的选型设计,不要嫌繁琐,设计工作就是千头万绪,化繁为简的工作,你现在的准备工作做得越细,你后面的成功率就越高,因为从设计到出产品是有成本的,对于工业产品而言,这个成本还不低,有时间成本,有采购成本,有管理成本,有装配成本等等,所以小心一点,认真一点。

这份直线导轨的选型手册,基本上把每个要点都说得很清楚了,我也就没有太多要啰嗦的了,其实你就算看完这篇文章,你也不一定真的能选择出一个合适的导轨,如果你真的要学会这些知识,唯一的方法就是自己去买一次导轨,我在这里分享给你的是一个种选择的方法和思路,至于路要怎么走,还是在你的脚下,先迈哪条腿,是大步流星还是凌波微步,决定权都在你的手上。

机械设计(课程)——导轨的设计与选型

预压的选择,可以参看上面的介绍。

机械设计(课程)——导轨的设计与选型

精度的选择跟你的设备要求精度有很大的关系,精度的高低也和直销导轨的售价和交货期有很大的关系,不要以为越高越好,只选择合适自己的就行,合适的才是最好的。

机械设计(课程)——导轨的设计与选型

润滑的选择,我们通常的润滑方式有两种,一种是油润滑,通过润滑泵把导轨润滑油定时定量供应到导轨和丝杆上的润滑点,这种方式也是目前设备上使用最普遍和最有效的润滑方式,大部分设备都会选择这种方式,另一种是脂润滑,这种润滑方式一般在不合适用油润滑的场合才会选用,例如食品行业,医疗行业等对清洁卫生有特殊要求的行业,同时脂润滑也分两种,一种是导轨里密封定量的油脂,这种润滑方式厂家号称不用添加油脂,可以保证导轨的终身润滑效果,还有一种是用定量润滑脂泵来定时定量打油脂的润滑方式,这个是挺可取的,既保证导轨润滑效果,有相对比较清洁。

导轨的材料,这个选择你要根据你的使用环境和采购成本来选择。好的东西一定是贵的,当然贵的东西不一定是适合的。怎么取舍,要靠设计者自己权衡。防尘的选择,这个选择对导轨的使用寿命和使用环境都有很大的影响,当然也跟采购成本正相关,选的越多越好,自然售价也就越贵。

下面介绍一下导轨的几种安装方式,这些安装方式是需要和供应商确认的,他们会针对安装方式的不同,为你配置不同类型的导轨。

机械设计(课程)——导轨的设计与选型

机械设计(课程)——导轨的设计与选型

机械设计(课程)——导轨的设计与选型

以上就是直线导轨的一些基本参数选择与介绍。

提交您的需求,免费获得解决方案:

8 + 5 =

相关文章

简单介绍下保养直线导轨的步骤

  导轨保养目的主要是减少运转磨损。因此有效的润滑和日常卫生的保持尤为重要。滑座与导轨不直接接触,滚珠密闭在滑 […]