數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計7數(shù)控機床的床身與導(dǎo)軌課件

《數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計7數(shù)控機床的床身與導(dǎo)軌課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計7數(shù)控機床的床身與導(dǎo)軌課件（82頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,*,數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計,,6床身與

2、導(dǎo)軌,,數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計 6床身與導(dǎo)軌,1,6 床身與導(dǎo)軌,6．1 床身結(jié)構(gòu),6．1．1 對床身結(jié)構(gòu)的基本要求,機床的床身是整個機床的基礎(chǔ)支承件，一般用來放置導(dǎo)軌、主軸箱等重要部件。為了滿足數(shù)控機床高速度、高精度、高生產(chǎn)率、高可靠性和高自動化程度的要求，與普通機床相比，數(shù)控 機床應(yīng)有更高的靜、動剛度，更好的抗振性。數(shù)控機床床身主要在以下4個方面提出了更高的要求。,6 床身與導(dǎo)軌6．1 床身結(jié)構(gòu),2,臥式、平床身數(shù)控車床,臥式、平床身數(shù)控車床,3,1．很高的精度和精度保持性,在床身上有很多安裝零部件的加工面和運動部件的導(dǎo)軌面，這些面本身的精度和相互位 置精度要求都很高，而且要能長時

3、間保持。另外，機床在切削加工時，所有的靜、動載荷最后往 往都傳到床身上，所以，床身上的受力很復(fù)雜。為，為保證零部件之間的相互位置或相對運動精，除滿足幾何尺寸位置等精度要求外，還需要滿足、動剛度、抗振性、熱穩(wěn)定性和工藝等 方面的技術(shù)要求。,1．很高的精度和精度保持性在床身上有很多安裝零部件的加工面和,4,RPM快速成型機,RPM快速成型機,5,2．應(yīng)具有足夠的靜、動剛度,靜剛度包括：床身的自身結(jié)構(gòu)剛度、局部剛度和接觸剛度，都應(yīng)該采取相應(yīng)的措施，最后達 到有較高的剛度一質(zhì)量比。,動剛度直接反映機床的動態(tài)特性，為了保證機床在交變載荷作用下具有較高的抵抗變形 的能力和抵抗受迫振動及自激振動的能

4、力，可以通過適當(dāng)增加阻尼，提高固有頻率等措施避免共振及因薄壁振動而產(chǎn)生的噪聲。,2．應(yīng)具有足夠的靜、動剛度 靜剛度包括：床身的自身結(jié)構(gòu),6,床身式立式銑床,床身式立式銑床,7,3．較好的熱穩(wěn)定性,對數(shù)控機床來說，尤其是高精度數(shù)控機床，熱穩(wěn)定性已成了一個突出問題，必須在設(shè)計上要作到使整機的熱變形較小，或使熱變形對加工精度的影響較小。,3．較好的熱穩(wěn)定性對數(shù)控機床來說，尤其是高精度數(shù)控機床，熱穩(wěn),8,數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計7數(shù)控機床的床身與導(dǎo)軌課件,9,6．1．2 床身的結(jié)構(gòu),1．床身結(jié)構(gòu),根據(jù)數(shù)控機床的類型不同，床身的結(jié)構(gòu)形式有各種各樣的形式。例如數(shù)控車床床身的結(jié)構(gòu) 形式有平床身、斜床身、

5、平床身斜導(dǎo)軌和直立床身等四種類型，在數(shù)控車床一章中已作介紹，另外這種斜床身結(jié)構(gòu)還能設(shè)計成封閉式斷面，這樣大大提高了床身的剛度，如圖6—1所示。,6．1．2 床身的結(jié)構(gòu)1．床身結(jié)構(gòu),10,圖6—1 床身受力圖,圖6—1 床身受力圖,11,數(shù)控銑床，加工中心等這一類數(shù)控機床的床身結(jié)構(gòu)與數(shù)控車床有所不同。例如加工中心的床身有固定立柱式和移動立柱式兩種。前者一般適用于中小型立式和臥式加工中心。而后者又分為整體T形床身和前后床身分開組裝的T形床身。所謂T形床身是指床身是由橫置的前床身(亦叫橫床身)和與它垂直的后床身(亦叫縱床身)組成。整體式床身，剛性和精度保持性都比較好， 但是卻給鑄造和加工帶來很

6、大不便，尤其是大、中型機床的整體床身，制造時非得大型設(shè)備不可。,數(shù)控銑床，加工中心等這一類數(shù)控機床的床身結(jié)構(gòu)與數(shù)控車床有所不,12,而分離式T形床身，鑄造工藝性箱加工工藝性都大大改善。前后床身聯(lián)接處要刮研，接時用定位鍵和專用定位銷定位，然后沿截面四周，用大螺栓固緊。這樣聯(lián)接的床身，在剛度和精度保持性方面，基本能滿足使用要求。這種分離式T形床身適用于大；中型臥式加工中心。有輔助導(dǎo)軌的床身結(jié)構(gòu)。由于床身導(dǎo)軌的跨距比較窄，致使工作臺在橫溜板上移動到達行程的兩端時容易出現(xiàn)翹曲，如圖6—2a所示，這將影響加工精度。 為了避免工作臺翹曲，有些立式加工中心增設(shè)了輔助導(dǎo)軌，如圖6-2b所示。,而分離式T形床身

7、，鑄造工藝性箱加工工藝性都大大改善。前后床身,13,圖6-2 立式加工中心床身導(dǎo)軌,(a)有翹曲現(xiàn)象； (b)有輔助導(dǎo)軌 1一主軸箱；2一工件；3一工作臺；4—溜板：5一床身,圖6-2 立式加工中心床身導(dǎo)軌(a)有翹曲現(xiàn)象；,14,數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計7數(shù)控機床的床身與導(dǎo)軌課件,15,2．床身的截面形狀,數(shù)控機床的床身通常為箱體結(jié)構(gòu)，合理設(shè)計床身的截面形狀及尺寸，采用合理布置的筋板結(jié)構(gòu)可以在較小質(zhì)量下獲得較高的靜剛度和適當(dāng)?shù)墓逃蓄l率。床身中常用的幾種截面筋板布置如圖6－3所示。此外，還有縱向筋板和橫向筋板，分別對抗彎剛度和抗扭剛度有顯著效果；米字形筋板和井字形筋板的抗彎剛度也較高

8、，尤其是米字形更高。床身筋板一般根據(jù)床身結(jié)構(gòu)和載荷分布情況進行設(shè)，滿足床身剛度和抗振性要求，V形筋有利于加強導(dǎo)軌支承部分的剛度、斜方筋和對角筋結(jié)構(gòu)可明顯增強床身的扭轉(zhuǎn)剛度，并且便于設(shè)計成全封閉的箱形結(jié)構(gòu)。,2．床身的截面形狀數(shù)控機床的床身通常為箱體結(jié)構(gòu)，合理設(shè)計,16,圖6—3 床身截面筋板布置,(a)V形筋， (b)斜方筋； (c)對角筋,圖6—3 床身截面筋板布置(a)V形筋， (b)斜,17,數(shù)控機床刀具,數(shù)控機床刀具,18,6．1．3 床身的剛度,1．筋板結(jié)構(gòu)對床身剛度的影響,根據(jù)床身所受載荷性質(zhì)的不同，床身剛度分為靜剛度和動剛度。床身的靜剛度直接影響機床的

9、加工精度及其生產(chǎn)率。靜剛度和固有頻率，是影響動剛度的重要因素。合理設(shè)計床身的筋板結(jié)構(gòu)，可提高床身的剛度。表6—l列出了筋板布置對封閉式箱體結(jié)構(gòu)剛度的影響數(shù)據(jù)。,6．1．3 床身的剛度1．筋板結(jié)構(gòu)對床身剛度的影響,19,數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計7數(shù)控機床的床身與導(dǎo)軌課件,20,數(shù)控機床廠生產(chǎn)車間,數(shù)控機床廠生產(chǎn)車間,21,2．箱體封砂結(jié)構(gòu),床身封砂結(jié)構(gòu)是利用筋板隔成封閉箱體結(jié)構(gòu)，如圖6－4所示。將大件的泥芯留在鑄件中不清除，利用砂粒良好的吸振性能，可以提高結(jié)構(gòu)件的阻尼比，有明顯的消振作用。提高床身結(jié)構(gòu)的靜剛度，由剛度和質(zhì)量的關(guān)系式K=m,?,02(,?,0為系統(tǒng)無阻尼振動時的固有頻率)可以看出，增加

10、質(zhì)量m可以提高靜剛度。對于焊接結(jié)構(gòu)的床身，在床身內(nèi)腔填充泥芯和混凝土等阻尼材料，當(dāng)振動時，利用相對摩擦來耗散振動能量。封砂結(jié)構(gòu)降低了床身的重心，有利于床身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，可提高床身的抗彎和抗扭剛度。,2．箱體封砂結(jié)構(gòu)床身封砂結(jié)構(gòu)是利用筋板隔成封閉箱體結(jié)構(gòu)，如圖,22,圖6-4 鑄造床身的封砂結(jié)構(gòu),(a)舊結(jié)構(gòu) (b)新結(jié)構(gòu),圖6-4 鑄造床身的封砂結(jié)構(gòu)  (a)舊結(jié),23,數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計7數(shù)控機床的床身與導(dǎo)軌課件,24,6. 1．4 床身的結(jié)構(gòu)設(shè)計,AG(人造花崗石)材質(zhì)是一種新型休身材質(zhì)，它除了具有好的阻尼性能(阻尼為灰鑄鐵的8～10倍)外，還具有尺寸穩(wěn)定性好、抗

11、腐蝕性強、制造成本低等優(yōu)點，與灰鑄鐵比，它熱容量大，熱導(dǎo)率低，構(gòu)件的熱變形??；AG床身的后期加工量很少，這樣可以大大減少占用大型機床加工時間和加工成本，并能節(jié)約大量金屑，如一個磨床床身就可以節(jié)約90％左右的金屬材料。,6. 1．4 床身的結(jié)構(gòu)設(shè)計AG(人造花崗石)材質(zhì)是一種新,25,圖6-5 AG床身的結(jié)構(gòu)形式,(a)整體結(jié)構(gòu)，(b)框架結(jié)構(gòu)， (c)分塊結(jié)構(gòu),,圖6-5 AG床身的結(jié)構(gòu)形式(a)整體結(jié)構(gòu)，(b)框架結(jié),26,數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計7數(shù)控機床的床身與導(dǎo)軌課件,27,6，2 貼塑滑動導(dǎo)軌設(shè)計,滑動導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，接觸剛度大的優(yōu)點。但傳統(tǒng)滑動導(dǎo)軌摩擦阻力大，磨損快

12、，動靜庫擦系數(shù)差別大，低速時易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。除簡易型數(shù)控機床外，在其它數(shù)控機床上已不采用，在數(shù)控機床上常用帶有耐磨粘貼帶覆蓋層的滑動導(dǎo)軌和新型塑料滑動導(dǎo)軌。它們具有良好的摩擦性能及使用壽命長的特點，尤其是靼料導(dǎo)軌將有代替滾動導(dǎo)軌的趨勢。,6，2 貼塑滑動導(dǎo)軌設(shè)計滑動導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，,28,6．2．1 塑料導(dǎo)軌,常用的塑料導(dǎo)軌有聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶和環(huán)氧型耐磨導(dǎo)軌涂層兩類。,1．聚四氟乙烯(PTFE)導(dǎo)軌軟帶,聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶是用于塑料導(dǎo)軌最成功的一種。這種導(dǎo)軌軟帶材質(zhì)是以聚四氟乙烯為基體，加入青銅粉、二硫化鉬和石墨等填充劑混合燒結(jié)，并作成軟帶狀。這類導(dǎo)軌軟帶有美國(Shamba

13、n)公司生產(chǎn)的Turcite—B導(dǎo)軌軟帶，Dixon公司的Rulon導(dǎo)軌軟帶，國內(nèi)生產(chǎn)的TSF導(dǎo)軌軟帶，以及配套用DJ膠粘劑。TSF導(dǎo)軌軟帶的主要技術(shù)性能指標(biāo)為:,6．2．1 塑料導(dǎo)軌常用的塑料導(dǎo)軌有聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶和,29,相對密度 2．9,拉伸強度 (kgf／cm2) 141,壓縮變形 (比壓30Pa)總變形(％) 0．9,永久變形(％) 0．5,磨損系數(shù) (cm3·rain／MPa·m·h) 5．6×10-9,比磨損率 (mm3／MPa·km) 9．4×10-5,極限PV值 (MPa·m·min-1) 300,相

14、對密度 2．9,30,表6-2 SKC3主要技術(shù)指標(biāo),表6-2 SKC3主要技術(shù)指標(biāo),31,數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計7數(shù)控機床的床身與導(dǎo)軌課件,32,6．2．2 導(dǎo)軌結(jié)構(gòu),1．導(dǎo)軌的類型,導(dǎo)軌剛度的大小、制造是否簡單、能否調(diào)整、摩擦損耗是否最小以及能否保持導(dǎo)軌的初始精度，在很大程度上取決于導(dǎo)軌的橫截面形狀?；瑒訉?dǎo)軌的橫截面形狀，如圖6-1．1所示。,(1)山形與V形截面 如圖6—11a所示，這種截面導(dǎo)軌導(dǎo)向精度高，導(dǎo)軌磨損后靠自重下 沉自動補償。下導(dǎo)軌用凸形有利于排污物，但不易保存油液，如用于車床；下導(dǎo)軌用凹形則相反，如用于磨床頂角一般為90度。,6．2．2 導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)1．導(dǎo)軌的類型,

15、33,圖6-11 滑動導(dǎo)軌的截面形狀,(a)山形與V形； (b)矩形； (c)圓柱形， (d)平面環(huán)形， (e)圓錐形環(huán)形， (f)燕尾形,圖6-11 滑動導(dǎo)軌的截面形狀  (a)山形,34,2 導(dǎo)軌的間隙調(diào)整機構(gòu),為保證導(dǎo)軌的正常運動，運動件與承導(dǎo)件之間應(yīng)保持適當(dāng)?shù)拈g隙。間隙過小會增加摩擦力，使運動不靈活；間隙過大，會使導(dǎo)向精度降低。調(diào)整的方法有：,(1)采用磨、刮相應(yīng)的結(jié)合面或加墊片的方法，以獲取適當(dāng)?shù)拈g隙。,(2)鑲條調(diào)整，這是側(cè)向間隙常用的調(diào)整方法，鑲條有直鑲條和斜鑲條兩種。具體結(jié)構(gòu)及調(diào) 整方法詳見表6—3和表6—4。,2 導(dǎo)軌的間隙調(diào)整機構(gòu)為保證導(dǎo)軌

16、的正常運動，運動件與承導(dǎo),35,表6-3 圓柱導(dǎo)軌的間隙調(diào)整裝置,表6-3 圓柱導(dǎo)軌的間隙調(diào)整裝置,36,數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計7數(shù)控機床的床身與導(dǎo)軌課件,37,6．2．3貼塑導(dǎo)軌設(shè)計,1 受力分析,(1)確定作用力的方向的作用點位置,在設(shè)計導(dǎo)軌時，必須合理安置作用力的方向和作用點的位置，以便使導(dǎo)軌的傾斜的力矩盡量小。否則會使導(dǎo)軌面的摩擦力增大、磨損加劇，從而降低導(dǎo)軌的運動靈活性和導(dǎo)向精度。嚴(yán)重時甚至還可能使導(dǎo)軌卡死，不能正常工作。,6．2．3貼塑導(dǎo)軌設(shè)計1 受力分析,38,作用在運動件上的推力有三種情況：,①推力通過運動件的軸線。,②推力作用點在運動件的軸線上，推力方向與軸線成一夾角口。

17、,⑧推力平行于運動件的軸線。,對于第一種情況，導(dǎo)軌中的摩擦力只受到載荷及運動件本身重量的影響，推力不全產(chǎn)生附加的摩擦力。所以，設(shè)計時應(yīng)力求符合這種情況。然而，由于結(jié)構(gòu)上限制，在實際機構(gòu)中往往出現(xiàn)第二、三種情況條件下，確定各部分的幾何尺寸。推力F運動件軸線成一夾角口，如圖6-12a所示。,作用在運動件上的推力有三種情況：,39,圖6-12 導(dǎo)軌計算圖,(a)一推力F與運動軸線成一夾角,?,： (b)一推力F平行于運動軸線且與軸線相距h,圖6-12 導(dǎo)軌計算圖 (a)一推力F與運動軸線,40,數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計7數(shù)控機床的床身與導(dǎo)軌課件,41,6．2．4 導(dǎo)軌的材料,塑料導(dǎo)軌常

18、用在導(dǎo)軌副的動導(dǎo)軌上，與其相配的金屬導(dǎo)軌有鑄鐵和鑲鋼兩種，組成鑄鐵一 塑料導(dǎo)軌副或鑲鋼一塑料導(dǎo)軌副。其中：鑄鐵主要是耐磨鑄鐵、灰鑄鐵等，典型的牌號有 HT3054，HT300，MTCulPTi—150等。表面淬火硬度一般為HRC45—55，淬火層深度規(guī)定經(jīng)磨削后應(yīng)保留1．0～1.5mm。鑲鋼導(dǎo)軌的材料有55、T10A、GCrl5、38CrMoAl、CrWMn等。一般采用中頻淬火或滲氮淬火方式，淬火硬度為HRC58～62，滲氮層厚度為0．5mm。,6．2．4 導(dǎo)軌的材料塑料導(dǎo)軌常用在導(dǎo)軌副的動導(dǎo)軌上，與其,42,數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計7數(shù)控機床的床身與導(dǎo)軌課件,43,6．3 液體靜壓導(dǎo)軌設(shè)計

19、,靜壓導(dǎo)軌是指在兩個相對運動的導(dǎo)軌面之間通入具有一定壓力的潤滑油以后，使動導(dǎo)軌 微微抬起，在導(dǎo)軌面間充滿潤滑油所形成的油膜，保證導(dǎo)軌面間在液體摩擦狀態(tài)下工作。工作 過程中，導(dǎo)軌面上油腔的油壓隨外加載荷的變化自動調(diào)節(jié)。靜壓導(dǎo)軌與其它形式的導(dǎo)軌相比，其工作壽命長，摩擦系數(shù)極低(約為0．0005)，速度變化和載荷變化對液體膜的剛性影響小，有很強的吸振性，導(dǎo)軌運行平穩(wěn)，無爬行。在高精度、高效率的大型、重型數(shù)控機床上應(yīng)用越來越多。,6．3 液體靜壓導(dǎo)軌設(shè)計靜壓導(dǎo)軌是指在兩個相對運動的導(dǎo)軌,44,6. 3．1 靜壓導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu),按靜壓導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式可分為兩大類。開式靜壓導(dǎo)軌和閉式靜壓導(dǎo)軌兩類。按供油

20、方式可分為恒壓供油和恒流供油兩類。,1．開式靜壓導(dǎo)軌是指不能限制工作臺從,導(dǎo)軌上分離的靜壓導(dǎo)軌，如圖6—13所示，這種導(dǎo)軌的載荷總是指向?qū)к?，不能承受相反方向的載荷，并且不易達到很高的剛性。這種靜壓導(dǎo)軌用于運動速度比較低的重型機床。,6. 3．1 靜壓導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)按靜壓導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式可分為兩大,45,數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計7數(shù)控機床的床身與導(dǎo)軌課件,46,6．3．2 油腔結(jié)構(gòu),1 油腔的形狀和尺寸,導(dǎo)軌油腔的形狀一般有矩形油腔和油槽形油腔，其中油槽形油腔包括下直油槽形油腔、二字形油槽腔和三字形油槽腔，如圖6—15所示。不管油腔的形狀如何，只要支座的L、B和油腔l、b相等，各種形狀的油腔具有相同

21、的承載面積。油腔尺寸一般要按導(dǎo)軌寬度(B)選擇，見表6—5。,6．3．2 油腔結(jié)構(gòu)1 油腔的形狀和尺寸,47,數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計7數(shù)控機床的床身與導(dǎo)軌課件,48,6．3．3 導(dǎo)軌間隙和節(jié)流形式,1．導(dǎo)軌間隙,靜壓導(dǎo)軌的間隙代表了潤滑油膜的厚度，間隙越大，流量越大，則剛性減少，且導(dǎo)軌容易出現(xiàn)漂移。導(dǎo)軌的間隙小，流量也小，剛性增大。但是導(dǎo)軌間隙受到導(dǎo)軌幾何精度、零部件剛性以及最小節(jié)流器最小尺寸的限制，所以導(dǎo)軌間隙不能取得太小。,對于中小型機床和機械設(shè)備，空載時的導(dǎo)軌間隙一般取 A。：0．01～0．025mm,對于大型機床和機械設(shè)備，空載時的導(dǎo)軌間隙一般取 A。：0．03～0．08m

22、m,6．3．3 導(dǎo)軌間隙和節(jié)流形式1．導(dǎo)軌間隙,49,6．3．4 導(dǎo)軌承載能力,1．開式液體靜壓導(dǎo)軌,(1)導(dǎo)軌的承載能力 F=AeFi,式中 F——一個油腔承受的載荷F=G+G1+F1，,其中G為一個油腔承受的工件臺重力，,G1為一個油腔承受的工件重力，,F1一個油腔承受的切削力及其它外力。,F1——受載荷后的油腔壓力，,Ae——一個油腔的有效承載面積。,6．3．4 導(dǎo)軌承載能力1．開式液體靜壓導(dǎo)軌,50,數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計7數(shù)控機床的床身與導(dǎo)軌課件,51,6．4 滾動導(dǎo)軌設(shè)計,滾動導(dǎo)軌的優(yōu)點是摩擦系數(shù)小于0．005，靜、動摩擦系數(shù)很接近，不會產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，可以使用油脂潤滑。

23、數(shù)控機床導(dǎo)軌的行程一般較長，因此滾動體必須循環(huán)。常用的有直線導(dǎo)軌副和滾動導(dǎo)軌塊。直線導(dǎo)軌副一般用滾珠作滾動體，滾動導(dǎo)軌塊用滾子作滾動體 .,6．4 滾動導(dǎo)軌設(shè)計滾動導(dǎo)軌的優(yōu)點是摩擦系數(shù)小于0．00,52,6．4．1 直線滾動導(dǎo)軌副,直線滾動導(dǎo)輕副包括導(dǎo)軌條和滑塊兩部分組成。導(dǎo)軌條通常為兩根，裝在對撐件上，見圖6—21所示。每根導(dǎo)軌上有2個滑塊，固定在移動件動導(dǎo)軌體上。如果動導(dǎo)軌體較長，也可以在廠個導(dǎo)軌條上裝3個滑塊。如果動導(dǎo)軌體較寬，可采用3根導(dǎo)軌。,6．4．1 直線滾動導(dǎo)軌副直線滾動導(dǎo)輕副包括導(dǎo)軌條和滑塊兩,53,圖6-21 直線滾動導(dǎo)軌副的配置,1一導(dǎo)軌條， 2一動導(dǎo)軌體， 3

24、一滑塊,圖6-21 直線滾動導(dǎo)軌副的配置 1一導(dǎo)軌條， 2一,54,圖6-22 直線滾動導(dǎo)軌 l—滾珠； 2一回珠孔； 3、8一密封點； 4一端面擋板， 5一滑塊； 6一油嘴； 7一導(dǎo)軌條,,圖6-22 直線滾動導(dǎo)軌 l—滾珠； 2一回珠孔,55,滑塊頂面中心對導(dǎo)軌基準(zhǔn)底面的平行度(見圖6-23a)。與導(dǎo)軌基準(zhǔn)同側(cè)的滑塊側(cè)面對導(dǎo)軌基準(zhǔn)側(cè)面的平行度(見圖6—23a)。 滑塊上頂面與導(dǎo)軌基準(zhǔn)底面之間高度H的極限偏差(見圖6—3b)。當(dāng)安裝多個滑塊時，還要檢測片的變動量與導(dǎo)軌基準(zhǔn)側(cè)面同側(cè)滑塊側(cè)面與導(dǎo)軌基準(zhǔn)側(cè)面間距離Ⅳ，的極限偏差(見圖6－23c)。,

25、,滑塊頂面中心對導(dǎo)軌基準(zhǔn)底面的平行度(見圖6-23a)。與導(dǎo)軌,56,數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計7數(shù)控機床的床身與導(dǎo)軌課件,57,6．4．2滾動導(dǎo)軌塊,滾動導(dǎo)軌塊用滾子作滾動體；所以承載能力和剛度都比直線滾動導(dǎo)軌高，但摩擦系數(shù)略大。滾動導(dǎo)軌塊的結(jié)構(gòu)見圖6—24目前應(yīng)用較多的滾動導(dǎo)軌塊有HJG—K和6192型兩種系列，有專業(yè)廠生產(chǎn)，可以外購。但與滾動導(dǎo)軌塊相配的支承導(dǎo)軌是不能外購的。,6．4．2滾動導(dǎo)軌塊滾動導(dǎo)軌塊用滾子作滾動體；所以承載能力和,58,4一滾動體；5一支承導(dǎo)軌；6、7一帶反回?fù)醪郯?l一固定螺釘；2一導(dǎo)軌塊；3一動導(dǎo)軌體；圖6-24 滾動導(dǎo)軌塊,4一滾動體；5一支承導(dǎo)軌；6、7一帶反

26、回?fù)醪郯?l一固定螺釘,59,數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計7數(shù)控機床的床身與導(dǎo)軌課件,60,6．4．3 滾動導(dǎo)軌設(shè)計計算,滾動導(dǎo)軌的設(shè)計，主要是根據(jù)導(dǎo)軌的工作條件，選擇直線滾動導(dǎo)軌或滾動導(dǎo)軌塊的型號、數(shù)量，并進行合理的配置。首先要計算直線滾動導(dǎo)軌或滾動導(dǎo)軌塊的受力。再根據(jù)導(dǎo)軌的工作條件和壽命要求計算動載荷。依此選擇直線滾動導(dǎo)軌或滾動導(dǎo)軌塊的型號；或者根據(jù)導(dǎo)軌的工作條件，選擇直線滾動導(dǎo)軌或滾動導(dǎo)軌塊，再驗算壽命是否符合要求。,6．4．3 滾動導(dǎo)軌設(shè)計計算滾動導(dǎo)軌的設(shè)計，主要是根據(jù)導(dǎo)軌,61,圖6-26 滾動導(dǎo)軌受力分析,圖6-26 滾動導(dǎo)軌受力分析,62,2．直線運動滾動支承的計算,滾動支承計算與

27、滾動軸承計算相仿，以在一定的載荷下運行一定距離，90尹d的支承不發(fā)生點蝕為依據(jù)。這個載荷就稱為額定動載荷。運行的距離，就稱為支承的額定壽命，對于用滾珠 的直線滾動導(dǎo)軌，額定壽命為50km；用圓柱滾子的滾動導(dǎo)軌塊，額定壽命為100km。滾動導(dǎo)軌支承的預(yù)期壽命，除與額定動載荷和導(dǎo)軌的實際外(工作)載荷有關(guān)外，還與導(dǎo)軌的硬度、滑塊 部分的工作溫度和每根導(dǎo)軌上的滑塊數(shù)目有關(guān)。,2．直線運動滾動支承的計算滾動支承計算與滾動軸承計算相仿，,63,圖6—27 載荷譜圖,圖6—27 載荷譜圖,64,數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計7數(shù)控機床的床身與導(dǎo)軌課件,65,6．5．1 導(dǎo)軌的油潤滑,數(shù)控機床的導(dǎo)軌采用集中供油

28、，自動點滴式潤滑。國產(chǎn)潤滑設(shè)備XHZ系列稀油集中潤滑裝置。該裝置是由定量潤滑泵、進回油精密濾油器、液位檢測器、進給油檢測器、壓力繼電器、遞進分油器及油箱組成。對導(dǎo)軌面進行定時定量供油。,6．5．1 導(dǎo)軌的油潤滑數(shù)控機床的導(dǎo)軌采用集中供油，自動點,66,6．5．2 導(dǎo)軌的固體潤滑,固體潤滑是將固體潤滑劑覆蓋在導(dǎo)軌的摩擦表面上，形成粘結(jié)型固體潤滑膜，以降低摩擦，減少磨損。固體潤滑劑種類較多，按基本原料可分為金屑類、金屬化合物類、無機物類和有機物類。在潤滑油脂中添加固態(tài)潤滑劑粉末，增強或改善潤滑油脂的承載能力、時效性能和高低溫性能。,6．5．2 導(dǎo)軌的固體潤滑固體潤滑是將固體潤滑劑覆蓋在導(dǎo)軌,

29、67,數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計7數(shù)控機床的床身與導(dǎo)軌課件,68,6．5．3．導(dǎo)軌的防護,導(dǎo)軌的防護是防止或減少導(dǎo)軌副磨損，延長導(dǎo)軌壽命的重要方法之一，對數(shù)控機床顯得更 重要。防護裝置已有專門工廠生產(chǎn)，可以外購。,導(dǎo)軌的防護方法很多，有刮板式、卷簾式、伸縮式(包括軟式皮腔式和疊式層)等，對數(shù)控機 床，大都采用疊層式防護罩。圖6－28所示為一種疊層式防護罩，隨著導(dǎo)軌的移動可以伸縮。有 低速(12m／min)、中速(30m／min)等。圖示符號代表的結(jié)構(gòu)尺寸項目及其尺寸可按表6－8填 寫。,6．5．3．導(dǎo)軌的防護導(dǎo)軌的防護是防止或減少導(dǎo)軌副磨損，延長,69,圖6—28 機床導(dǎo)軌防護罩,圖6—28

30、 機床導(dǎo)軌防護罩,70,數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計7數(shù)控機床的床身與導(dǎo)軌課件,71,6．6 導(dǎo)軌的超音頻加熱淬火,感應(yīng)加熱按頻率可分為高頻、超音頻、中頻和工頻四種，超音頻加熱是繼高頻之后發(fā)展起來的，主要應(yīng)用于床身導(dǎo)軌加熱淬火工藝。根據(jù)床身的使用條件，并考慮到淬火產(chǎn)生的變形，床身必須經(jīng)過磨削加工后才能裝配使用，一般要求淬硬層深度不小于2mm。,6．6 導(dǎo)軌的超音頻加熱淬火感應(yīng)加熱按頻率可分為高頻、超音,72,6．6．1 加熱原理,感應(yīng)加熱時，由于集膚效應(yīng)，感應(yīng)電流在工件內(nèi)的分布是不均勻的，電流密度隨深度的增加而減少。通常把電流密度降低到表面電流密度的1／2．7處的深度稱為熱透深度。在快速加熱條件

31、下，當(dāng)淬硬層的深度小于熱透深度時，溫度的分布非常理想，熱效率也可提高30%～40%。,6．6．1 加熱原理感應(yīng)加熱時，由于集膚效應(yīng)，感應(yīng)電流在工,73,6．6．2 導(dǎo)軌原始狀態(tài)的要求,床身導(dǎo)軌材質(zhì)為鑄鐵HT300，原始硬度(HB)≥180，要求原始組織由細片狀石墨組成，珠光體量應(yīng)大于90%，石墨長度應(yīng)為150～200,?,m，游離鐵素體量小于5%，允許有少量磷共晶，但不得有自由炭化鐵存在，導(dǎo)軌表面不允許有氣孔、砂眼、疏松和裂紋，表面粗糙度應(yīng)小于只，6．3. 導(dǎo)軌必須平直，否則會造成淬火質(zhì)量的不均勻。,6．6．2 導(dǎo)軌原始狀態(tài)的要求床身導(dǎo)軌材質(zhì)為鑄鐵HT300,74,6．6．3 淬火設(shè)備

32、,超音頻加熱設(shè)備由超音頻電源和感應(yīng)器組成。以SPl00-C3型超音頻加熱設(shè)備為例，對山 形導(dǎo)軌進行淬火，如圖6—29所示，感應(yīng)器用 12mm、7mm紫銅管加工制造，其輪廓與導(dǎo)軌相 似，采用浮動結(jié)構(gòu)保證感應(yīng)器與導(dǎo)軌面的距離不變。,6．6．3 淬火設(shè)備超音頻加熱設(shè)備由超音頻電源和感應(yīng)器組成,75,圖6—29 導(dǎo)軌淬火感應(yīng)器間隙,圖6—29 導(dǎo)軌淬火感應(yīng)器間隙,76,數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計7數(shù)控機床的床身與導(dǎo)軌課件,77,6．6．4工藝參數(shù),采用高頻加熱淬火時，床身的翹曲變形較大。為減少變形量，高頻加熱淬火時采用了床腹預(yù)變形淬火。從表6—10可以看出，超音頻所用的電參數(shù)相近，因超音頻不需床腹

33、預(yù)變形淬火，因此超音頻的淬火效率比高頻提高約一倍。,6．6．4工藝參數(shù)采用高頻加熱淬火時，床身的翹曲變形較大。為,78,6．6．5 床身導(dǎo)軌超音頻加熱淬火的優(yōu)點,(1)具有合適的電流頻率，淬火可獲得優(yōu)良的淬火組織和較理想的淬硬層(2～3)mm，磨 削后仍有足夠深的淬硬層，提高了床身的使用壽命。,(2)在需淬硬的加熱層內(nèi)溫度分布比較均勻；該加熱層與內(nèi)層之間的熱過渡區(qū)溫度梯度 大，熱能利用率高；不需床腹預(yù)變形淬火，因此淬火效率提高約一倍。,(3)硬度均勻，軟帶、軟點少。,6．6．5 床身導(dǎo)軌超音頻加熱淬火的優(yōu)點 (1)具有,79,數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計7數(shù)控機床的床身與導(dǎo)軌課件,80,6 復(fù)習(xí)思考題,1．設(shè)計導(dǎo)軌時應(yīng)解決哪些問題?,2．導(dǎo)軌副的材料應(yīng)如何選配?,3．提高機床支承剛度從結(jié)構(gòu)上考慮，主要有哪些措施?,4．塑料導(dǎo)軌有何特點?,5．靜壓導(dǎo)軌的節(jié)流形式有哪幾種?各適用于什么場合?,6．靜壓導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌各有何特點?各適用于什么場合?,6 復(fù)習(xí)思考題1．設(shè)計導(dǎo)軌時應(yīng)解決哪些問題?,81,數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計7數(shù)控機床的床身與導(dǎo)軌課件,82,