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直线导轨在机床中的使用

发布日期:2021-8-25 10:28:22浏览次数:

导轨系统使机床可获得快速进给速度,在主轴转速一样的情况下,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。因为直线导轨是标准部件,对机床制造厂来说,要做的只是加工一个装置导轨的平面与校调导轨的平行度。为了机床的精度,床身或立柱的少量刮研是必不可少的,在多数情况下,安装相对也很容易。


直线导轨的移动元件与固定元件之间无需介质,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请求,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,为“V”字形。支架包裹着导轨的顶部与两侧面。为了支撑机床的工作部件,整套直线导轨至少有四个支架。用于支撑大型的工作部件,支架的数量可多于四个。


与平面导轨比较,直线导轨横截面的几何外形,比平面导轨繁杂,繁杂是因为导轨要加工出沟槽,以利于滑动元件的移动。沟槽的外形与数量,取决于机床要达到的功能。


导轨系统的设计,力求固定元件与滚动元件之间有较大的接触面积,这可以提高系统的承载能力,而且系统能承受间歇切削或重力切削产生的冲击力,把作用力扩散,增加承受力的面积。为了实现这一点,导轨系统的沟槽外形有多种多样,存在代表性的有两种,一种称为哥待式(尖拱式),外形是半圆的延伸,接触点为顶点;另一种为圆弧形,可以起到同样的作用。无论哪种形式,目的仅有一个,力求更多的滚动钢球半径与导轨接触(固定元件)。决定系统功能特点的因素是:滚动元件与导轨怎么接触,这是重要的一点。


机床的工作部件移动时,钢球就在支架沟槽中来回转动,把支架的磨损量分摊到各个钢球上,从而加长直线导轨的寿命。为了消除支架与导轨之间的间隙,预加负载能增加导轨系统的牢固性,预加负荷的获得,是在导轨与支架之间装置超尺寸的钢球。钢球直径公差为±20微米,以0.5微米为增量,将钢球筛选分类,分别装到导轨上,预加负载的大小,取决于作用在钢球上的力。如果作用在钢球上的力太大,钢球受预加负荷时间过长,导致支架活动阻力增加。这里就有一个均衡作用问题。为了增加系统的灵敏度,减少活动阻力,要相应地减少预加负荷,而为了提高运动精度和精度的坚持性,需要有足够的预加负数,这是矛盾的两方面。


工作时间太长,钢球开始磨损,作用在钢球上的预加负载开始减弱,导致机床工作部件运动精度的下降。如果要继续初始精度,要更换导轨支架,甚至更换导轨。假设导轨系统已有预加负载作用。系统精度已丧失,仅有的方法是更换滚动元件。

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