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机床导轨的作用

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机床导轨的功用是起导向及支承作用,它的精度、刚度及结构形式等对机床的加工精度和承载能力有直接影响。为了保证数控机床具有较高的加工精度和较大的承载能力,要求其导轨具有较高的导向精度、足够的刚度、良好的耐磨性、良好的低速运动平稳性,同时应尽量使导轨结构简单,便于制造、调整和维护。数控机床常用的导轨按其接触面间摩擦性质的不同可分为滑动导轨和滚动导轨。
 
       1滑动导轨
       滑动导轨具有结构简单、制造方便、刚度好、抗震性强等优点,在一般的机床上应用最为广泛,常由铸铁件或镶钢导轨制成。为了提高导轨的耐磨性和精度,一般对导轨表面进行淬火,然后磨削加工。
 
       2滚动导轨
       滚动导轨是在导轨工作面之间安装滚动体,滚动体可以滚珠、滚柱和滚针,与导轨之间的接触为点接触或者线接触,所以,导轨的摩擦系数就小。动静摩擦系数基本相同,启动阻力小,低速运动平稳性好,定位精度高,微量位移准确,磨损小,精度保持性好,寿命长。其缺点是抗震性差,对防护要求高。滚动导轨尤其是直线滚动导轨,近年来被大量采用,随着数控机床往高速化发展,线性导轨应用越来越广泛。
 
       3液压导轨
       机床上使用的液压导轨主要是静压导轨。静压导轨通常在两个相对运动的导轨面间通入压力油,使运动件浮起。油压能随着外加负载的变化而自动调节,以保证导轨面间始终处于纯液体的摩擦状态,所以,以静压导轨的摩擦系数最小,功率消耗小。这种导轨不易磨损,导轨的精度保持性好,寿命长。它的油膜厚度几乎不受速度的影响。油膜承载能力大、钢度高吸震性好,运行平稳,无爬行现象。静压导轨结构复杂,并需要过滤效果良好的液压装置,制造成本高。
       液体动压导轨:当两个导轨表面的相对滑动速度较高(1.5~10m/s)在油囊处形成油楔,把两个导轨面隔开(具有动压效应),从而形成液体摩擦,故称液体动压导轨。如龙门刨床工作台直线运动导轨和立式车床工作台圆周运动导轨,有可能属于这一类导轨。
 
       4 气浮导轨
       基于气体动静压效应,实现无摩擦和无振动的平滑移动。它具有运动精度高、清洁无污染等特点。因其误差均化作用,可用比较低的制造精度来获得较高的导向精度。通常与伺服驱动,传感器组成闭环系统,实现高精度位移定位。气浮导轨在测量仪器、精密机械中得到了广泛的应用。
 
       滚动导轨的最大优点是摩擦系数很小,一般为0.0025~0.005,比贴塑料导轨还小很多,且动、静摩擦系数很接近,因而运动轻便灵活,在很低的运动速度下都不出现爬行,低速运动平稳性好,位移精度和定位精度高。滚动导轨的缺点是抗振性差,结构比较复杂,制造成本较高。近年来数控机床愈来愈多地采用由专业厂家生产的直线滚动导轨副或滚动导轨块。这种导轨组件本身制造精度很高,对机床的安装基面要求不高,安装、调整都非常方便。直线滚动导轨副结构在第六章已介绍过,这里简要介绍一下滚动导轨块结构。

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