《机床导轨的设计》PPT课件.ppt

第六章 机床导轨的设计,第一节 概述 一、功用和分类1.运动轨迹（1）直线运动导轨（2）圆周运动导轨2.摩擦性质（1）滑动导轨：静压导轨 动压导轨（2）滚动导轨3.工作性质（1）主运动导轨（2）进给运动导轨（3）移置导轨（4）卸荷导轨,二、导轨应满足的基本要求,1.导向精度 导轨运动轨迹的精确度。2.精度保持性 耐磨性 3.刚度本身刚度 接触刚度4.低速运动平稳性“爬行”：低速运动 动静摩擦系数 自激振动,三、导轨的主要失效形式,1.磨损（1）磨粒磨损 导轨面间的坚硬微粒：切屑 尘土等（2）咬合磨损 局部压强高，破坏吸附膜，裸露，冷焊 2.疲劳和压溃 滚动导轨多见失效形式 疲劳：表层接触应力 疲劳剥落 压溃：接触应力过大，产生塑性变形,四、导轨的材料及其特点,1.铸铁铸铁：较精密机床 灰铸铁与孕育铸铁、高磷铸铁和合金铸铁2.铸铁淬硬铸铁 支承导轨:HT200表面淬火,高出HB15453.铸铁淬硬钢板 碳素钢(T10A,T8A)或合金钢(40Cr等)4.塑料铸铁：粘贴聚四氟乙烯软带5.有色金属铸铁：重型机床在动导轨上镶装有色金属板 ZQSn6-6-3 ZQAl-9-2,第二节 普通滑动导轨,一、直线运动导轨导轨面的组成平面：4种矩形：刚度高 承载能力大 制造方便 精度差三角形：性能与顶角大小有关燕尾形导轨:承受颠覆力矩 刚度差 制造困难圆柱形导轨：制造容易 磨损后难以补偿常用组合形式：双三角形 双矩形 三角形矩形矩形燕尾形 双圆柱导轨,二、圆周运动导轨,平面圆环导轨：承载能力大 制造方便 只能承受轴向载荷应用：立式车床 圆工作台磨床等锥面圆环导轨：导向性好 可承受轴向和径向载荷V形圆环导轨：可承受较大轴向力、径向力和颠覆力矩 制造和装配比较困难应用：立式车床的花盘导轨,三、导轨的间隙调整及导向面的选择,1.压板调整（1）刮研或修磨（2）螺钉调节（3）改变垫片2.镶条调整（1）平镶条：在着力点有挠曲变形，刚度低（2）斜镶条：斜度1：1001：40（3）镶条的位置：窄导向较好 宽导向,四、滑动导轨的设计计算,1.导轨的受力分析外力：重力 切削力 牵引力反力：各导轨面支反力和支反力矩例：数控车床纵向导轨,2.导轨的压强计算和压强分布,导轨的长度远大于宽度，故简化为一维力F引起的压强pF：pF=F/aL倾覆力矩M：M=(PM/2)(a L/2)故导轨上所受的最大、最小压强为：P max(min)pFpMF(16M/FL)/aL关于参数M/FL取值的讨论：M/FL1/6 梯形分布 M/FL=1/6 三角形M/FL=1/2 如果没有压板 pmax=,3.合理设计导轨的布局,减少磨损对加工精度的影响例：车床导轨 矩形山形组合 导轨面的磨损量在X、Z方向引起位移：x1=ub sin ua sin z1=ub cos+ua cos 磨损不均匀导致刀架的转动：角 敏感方向为刀尖水平位移d减小d的措施：增大导轨间距 导轨为对称三角形 增大凸三角形导轨内侧面宽度,第四节 滚动导轨,优点：1.摩擦系数小2.动、静摩擦系数很接近3.润滑方便缺点：1.抗振性差2.需要防护，对污染敏感,一、滚动导轨的结构形式,1.直线滚动导轨副2.滚动导轨块 承载能力和刚度较大 有专业厂家生产,二、滚动导轨的预紧 预紧虽增加刚度，但牵引力也显著提高目标：刚度提高而牵引力增加不大预紧方法：1.采用过盈配合：预紧力应大于载荷2.采用调整元件预紧,三、滚动导轨的计算,1.受力分析2.滚动导轨的计算,