机床导轨设计资料

第二节滑动导轨滑动导轨是机床导轨中使用最广泛的类型，也是其他类型导轨的基础。一、滑动导轨的结构（一）导轨截形1.直线滑动导轨（1）矩形导轨承载能力大，制造方便。但磨损后不能自动补偿间隙。必须设置间隙调整装置。（2）三角形导轨具有自动补偿磨损的能力，故其导向性好，但制造较麻烦。顶角一般为90度，小于90度可提高导向精度，110～120度时可提高承载能力。设计时两斜面的比压要基本相等。（3）燕尾形导轨结构紧凑，高度较小，常用于多层次移动部件中（如车床刀架）。但制造较麻烦。不能自动补偿间隙。必须有消除间隙装置。（4）圆形导轨制造方便。但磨损后间隙调整困难，故常用于受轴向力为主的场合，如拉床、钻床的主轴和导向套组成的导轨副。2.圆周运动导轨用于圆工作台、转盘等旋转运动部件。（1）平面圆环导轨必须配有工作台心轴轴承，用得较多。（2）锥形圆环导轨能承受轴向和径向载荷，但制造较困难。（3）V形圆环导轨制造复杂。不管是直线还是圆环导轨，还可分为凸形导轨副与凹形导轨副（按固定导轨的凹凸情况）。凸形导轨副～不易积存切屑，但也不易存油，故常用于低速移动的场合。凹形导轨副～能存油，润滑条件好，用于速度较大的场合，但必须有充分的防护措施。（二）导轨的组合除圆柱导轨有时能单根使用外，导轨需两根（或两根以上）组合使用。重型机床常采用双矩形导轨。中、小型车床床身采用山形、矩形导轨组合。要求导向精度高的，采用双三角形导轨组合。要求结构紧凑，高度小，调整方便的采用燕尾导轨。从制造工艺性来看，矩形、圆形导轨好，三角形、燕尾形差。二、导轨的间隙调整矩形、燕尾形导轨必须具有间隙调整装置。常用结构：1.压板2.镶条三、导轨结构尺寸的选择导轨的跨距、导轨长度、导轨截面的宽度与厚度等尺寸的选择，设计时查阅《机床设计手册》。•滑动摩擦导轨截面的常用形式凸形导轨–不易存屑、脏物、润滑油，低速使用。凹形导轨–与上相反，高速导轨，需保护装置。第二节滑动摩擦导轨•圆柱面导轨优点：加工和检验比较简单，易于达到较高精度。缺点：对温度变化比较敏感，间隙不能调整。防转结构示例导轨的配合导轨的表面粗糙度第二节滑动摩擦导轨•棱柱面导轨三角形导轨–导向精度高，无间隙，可自动补偿磨损。矩形导轨–制造简单，承载能力大，需调整间隙，不能补偿磨损，导向精度低。燕尾形导轨–制造较复杂，磨损不能补偿，尺寸紧凑，调整（间隙）方便。组合导轨双三角形导轨三角形－平面导轨矩形导轨燕尾导轨第二节滑动摩擦导轨•导轨主要尺寸的确定两导轨之间的距离a－工作稳定前提下尽可能减小运动件长度L＝(1.2～1.8)aorL2a承导件长度－取决于运动件长度及工作行程导轨宽度B＝F/([p]L)三角形导轨的顶角（90）第二节滑动摩擦导轨双三角形导轨导向精度高、承载能力大、精度保持性好；对温度变化较敏感。三角形－平面导轨导向精度高，承载能力大，对温度变化的不敏感性，工艺性好；磨损后不能自动调整间隙。矩形导轨承载能力和刚度较大，结构简单。燕尾导轨结构紧凑、调整间隙方便。形状复杂、摩擦力大，运动灵活性差。平镶条调整制造容易、但易变形，用于受力较小导轨。斜镶条调整调整容易、受力均匀，但制造较难。第二节普通滑动导轨一、直线运动滑动导轨1.直线运动导轨的截面形状直线运动导轨截面的基本形状主要有四种：三角形、矩形、燕尾形和圆柱形，每种之中还有凸凹之分。上述四种截面的导轨尺寸已经标准化了，可参看有关机床标准。2.直线运动导轨的组合机床直线运动导轨通常由两条导轨组合而成，如图。双矩形导轨有宽式和窄式组合，如图。二、回转运动滑动导轨回转运动导轨的截面形状有平面、锥面和V形面三种，如图。平面环形导轨如图a具有承载能力大、工作精度高、结构简单、制造方便的优点。锥面环形导轨如图b的母线倾角常取30º，可以承受一定的径向载荷。V形面环形导轨如图c、d、e可以承受较大的径向载荷和一定的颠覆力矩。第三节滑动导轨的结构一、导轨的截面形状与组合1、直线运动滑动导轨截面形状：主要有三角形、矩形、燕尾形、圆柱形，都有凹凸之分。三角形导轨：磨损后，能自动补偿间隙，导向精度随其顶角的减小而提高，但顶角的减小使承载能力和刚性下降；三角形导轨的制造工艺较复杂。矩形导轨：承载能力大，刚性较高，形状规则，制造和维修方便；但矩形导轨侧面有间隙，导向精度较低。燕尾形导轨：高度尺寸小，结构紧凑，能承受颠复力矩；但燕尾形导轨磨擦阻力大，制造工艺复杂。圆柱形导轨：导向性好，刚性高；但其制造精度要求较高，磨损后，导轨间隙调整较困难。2、组合直线运动导轨一般由两条导轨组合。工作台面宽度＞3米时，可采用3条或3条以上导轨的组合方式。二、导轨的防护1、目的：防止或减少导轨副磨损2、常用的防护方式（1）刮板式2、伸缩式（1）软式皮腔式（2）叠层式3、在滚动导轨与滑动导轨中均可采用两侧的防护措施，二、滑动导轨结构设计1、导轨的截面形状二、滑动导轨结构设计1、导轨的截面形状二、滑动导轨结构设计1、导轨的截面形状优点缺点应用双矩形导轨结构简单，易制造，刚度和承载能力大，安装和调整方便磨损后不能自动应有间隙调整机构补偿普通精度机床、中型机床三角形和矩形导轨组合导向性好、制造方便、刚度高三角形导轨加工困难广泛用于常用机床的床身导轨燕尾形和矩形导轨组合调整方便，承受力矩大。燕尾导轨高度小，可以受倾覆力矩燕尾导轨刚度差，加工、检查、维修不便适用于受力小，结构层次多，间隙调整方便之处，多用于横梁、立柱、摇臂导轨导轨常用防护罩（4）按受力状况分：开式导轨：在部件自重和外载作用下，导轨面在全长上可以始终贴合的导轨。闭式导轨：在较大的倾覆力矩时，部件自重不能使导轨面贴合，必须用压板作为辅助导轨面保证主导轨面贴合的导轨。