機械傳動與導向裝置.ppt

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1、1,4.3、機械傳動與導向裝置,2,機械傳動結構是進給伺服系統(tǒng)的重要組成部分，它包括減速齒輪、聯(lián)軸節(jié)、滾珠絲杠螺母副、絲杠支承、導軌副、傳動數(shù)控回轉工作臺的蝸桿蝸輪等機械環(huán)節(jié)。它們的剛性、制造精度、摩擦阻尼特性等，對執(zhí)行件能否實現(xiàn)每一脈沖的微量移動有重要影響。另外，進給傳動系統(tǒng)的驅動力矩很大，負載變化頻繁，故對剛度也有特殊的要求。,4.3、機械傳動與導向裝置,3,滾珠絲杠副的優(yōu)點：,4.3、機械傳動與導向裝置,4.3.1 滾珠絲杠副, 傳動效率高 。達=0.920.94，是普通滑動絲杠的34倍；, 摩擦力小 。因靜、動摩擦因數(shù)小，因而傳動靈敏、運動平穩(wěn)、低速不易爬行、隨動精度和定位精度高；,

2、可預緊 。 經預緊后可消除軸向間隙，有助于定位精度和剛度提高，既使反向也沒有空行程，反向定位精度高，且傳動平穩(wěn)；, 有可逆性 。因摩擦因數(shù)小，所以不僅可將旋轉運動轉換成直線運動，也可將直線運動轉換為旋轉運動，絲杠和螺母既可作為主動件，也可作為從動件；, 使用壽命長 。 滾珠絲杠副采用優(yōu)質合金鋼制成，其滾道表面淬火硬度達6062HRC，表面粗糙度值小，而且是滾動摩擦，故磨損很小、使用壽命長。,4,4.3、機械傳動與導向裝置,4.3.1 滾珠絲杠副,滾珠絲杠副的缺點：, 制造工藝復雜，成本高 ；滾珠絲杠、螺母、反向器等零件的加工精度和表面粗糙度要求高，故制造成本高。如絲杠螺母上的螺旋槽滾道一般都要

3、求磨削成形表面，工藝復雜。, 不能實現(xiàn)自鎖 ； 由于其摩擦因數(shù)小而不能自鎖，特別是垂直（立式）絲杠，由于自重和慣性或因突然停斷電而容易造成主軸箱等下滑，所以需要添加制動裝置。,5,4.3、機械傳動與導向裝置,4.3.1 滾珠絲杠副,絲杠和螺母的螺紋滾道間裝有承載滾珠，當絲杠或螺母轉動時，滾珠沿螺紋滾道滾動，則絲杠與螺母之間相對運動時產生滾動摩擦，為防止?jié)L珠從滾道中滾出，在螺母的螺旋槽兩端設有回程引導裝置，它們與螺紋滾道形成循環(huán)回路，使?jié)L珠在螺母滾道內循環(huán)。,端蓋循環(huán),插管循環(huán),6,1滾珠的循環(huán)方式,4.3、機械傳動與導向裝置,4.3.1 滾珠絲杠副,滾珠絲杠螺母副的滾珠循環(huán)方式常用的有外循環(huán)和

4、內循環(huán)兩種。滾珠在循環(huán)過程中有時與絲杠脫離接觸的稱為外循環(huán)；始終與絲杠保持接觸的稱內循環(huán)。滾珠絲杠螺母副的每個循環(huán)稱為一列，每個導程稱為一圈。,7,4.3、機械傳動與導向裝置,4.3.1 滾珠絲杠副,外循環(huán),外循環(huán) 這種結構是在螺母體上軸向相隔2.5圈或3.5圈螺紋處鉆兩個孔與螺旋槽相切，作為滾珠的進口與出口。再用弧形銅管插入進口和出口內，形成滾珠返回通道，由彎管的端部來引導滾珠；這種彎管由兩半合成，采用沖壓件，工藝性好。 外循環(huán)方式制造工藝簡單、應用廣泛，但螺母徑向尺寸較大，因用彎管端部作擋珠器，故剛性差、易磨損，噪音較大。外循環(huán)的工作圈數(shù)是2.5圈或3.5圈 ，12列。,8,4.3、機械傳

5、動與導向裝置,4.3.1 滾珠絲杠副,內循環(huán) 它采用圓柱凸鍵反向器實現(xiàn)滾珠循環(huán)，反向器的圓柱部分嵌入螺母內，端部開有反向槽，反向槽靠圓柱外圓面及其上端的凸鍵定位，以保持對準螺紋滾道方向。在一個螺母上沿螺紋周向錯開120，軸向錯開 （t為導程），裝三個反向器，形成三圈滾珠循環(huán)。內循環(huán)螺母結構緊湊，定位可靠，剛性好，不易磨損，反回滾道短，不易產生滾珠堵塞，摩擦損失小。缺點是結構復雜、制造較困難。 內循環(huán)的工作圈數(shù)是3列。,內循環(huán),9,2滾珠絲杠螺母副的預緊,4.3、機械傳動與導向裝置,4.3.1 滾珠絲杠副,滾珠絲杠副除了對本身單一方向的傳動精度有要求外，對其軸向間隙也有嚴格要求，以保證其反向傳動

6、精度。滾珠絲杠副的軸向間隙是承載時在滾珠與滾道型面接觸點的彈性變形所引起的螺母位移量和螺母原有間隙的總和。,通常采用雙螺母預緊或單螺母（大滾珠、大導程）的方法，把彈性變形控制在最小限度內，以減小或消除軸向間隙，并可以提高滾珠絲杠副的剛度。,10,2滾珠絲杠螺母副的預緊,4.3、機械傳動與導向裝置,4.3.1 滾珠絲杠副,雙螺母預緊是使兩個螺母產生軸向位移(相離或靠近)，以消除它們之間的間隙和施加預緊力，方法有三種 : 1)雙螺母螺紋式 2)雙螺母墊片式 3)雙螺母齒差式,11,2滾珠絲杠螺母副的預緊,4.3、機械傳動與導向裝置,4.3.1 滾珠絲杠副,1)雙螺母螺紋式,利用一個螺母上的外螺紋，

7、通過圓螺母調整兩個螺母的相對軸向位置實現(xiàn)預緊，調整好后用另一個圓螺母鎖緊，這種結構調整方便，且可在使用過程中，隨時調整，但預緊力大小不能準確控制。,12,2滾珠絲杠螺母副的預緊,4.3、機械傳動與導向裝置,4.3.1 滾珠絲杠副,2)雙螺母墊片式,通過改變墊片的厚度，使?jié)L珠絲杠的左右螺母不相對旋轉，只作軸向位移，實現(xiàn)預緊。這種方式結構簡單、剛性好，應用最為廣泛 。,13,2滾珠絲杠螺母副的預緊,5.3、機械傳動與導向裝置,4.3.1 滾珠絲杠副,3)雙螺母齒差式,在兩個螺母的凸緣上各制有圓柱外齒輪，分別與固緊在套筒兩端的內齒圈相嚙合，其齒數(shù)分別為Z1、Z2，并相差一個齒。調整時，先取下內齒圈，

8、讓兩個螺母相對于套筒同方向都轉動一個齒，然后再插入內齒圈，則兩個螺母便產生相對角位移，其軸向位移量為：,14,2滾珠絲杠螺母副的預緊,4.3、機械傳動與導向裝置,4.3.1 滾珠絲杠副,單螺母預緊的方法有二種 :,1)增大滾珠直徑法,2)偏置導程法,15,2滾珠絲杠螺母副的預緊,4.3、機械傳動與導向裝置,4.3.1 滾珠絲杠副,1)增大滾珠直徑法,為了補償滾道的間隙，設計時將滾珠的尺寸適當增大，使其4點接觸，產生預緊力，為了提高工作性能，可以在承載滾珠之間加入間隔鋼球。,16,2滾珠絲杠螺母副的預緊,4.3、機械傳動與導向裝置,4.3.1 滾珠絲杠副,2)偏置導程法,在螺母中部將其導程增加一

9、個預壓量，以達到預緊的目的。,17,3滾珠絲杠的支承結構,4.3、機械傳動與導向裝置,4.3.1 滾珠絲杠副,A、一端裝止推軸承 (固定自由式)、（雙推自由式）,1軸向剛度低，與螺母位置有關； 2雙推端可預拉伸安裝； 3適宜中小載荷與低速，更適宜垂直安裝，短絲杠。,18,3滾珠絲杠的支承結構,4.3、機械傳動與導向裝置,4.3.1 滾珠絲杠副,B、一端裝止推軸承，另一端裝深溝球軸承(固定支承式) 、（雙推 簡支）,1軸向剛度不高，與螺母位置有關； 2雙推端可預拉伸安裝； 3適宜中速、精度較高的長絲杠。,19,3滾珠絲杠的支承結構,4.3、機械傳動與導向裝置,4.3.1 滾珠絲杠副,C、兩端裝推

10、力軸承（單推單推式或雙推單推式）,1軸向剛度較高； 2預拉伸安裝時，須加載荷較大，軸承壽命低； 3適宜中速、精度高。,20,3滾珠絲杠的支承結構,4.3、機械傳動與導向裝置,4.3.1 滾珠絲杠副,D、兩端裝雙重止推軸承及深溝球軸承(固定固定式) 、（雙推 雙推式）,1軸向剛度最高； 2預拉伸安裝時，須加載荷較小， 軸承壽命較高 3適宜高速、高剛度、高精度。,21,4滾珠絲杠副的選用,4.3、機械傳動與導向裝置,4.3.1 滾珠絲杠副,根據(jù)機床的精度要求來選用滾珠絲杠副的精度，根據(jù)機床的載荷來選定絲杠的直徑，并且要驗算絲杠扭轉剛度、壓曲剛度、臨界轉速與工作壽命等。,1）選用要點,22,4滾珠絲

11、杠副的選用,4.3、機械傳動與導向裝置,4.3.1 滾珠絲杠副,滾珠絲杠副的精度將直接影響數(shù)控機床各坐標軸的定位精度。普通精度的數(shù)控機床，一般可選用D級，精密級數(shù)控機床選用C級精度的滾珠絲杠副。絲杠精度中的導程誤差對機床定位精度影響最明顯。而絲杠在運轉中由于溫升引起的絲杠伸長，將直接影響機床的定位精度。通常需要計算出絲杠由于溫升產生的伸長量，該伸長量稱為絲杠的方向目標。用戶在定購滾珠絲杠時，必須給出滾珠絲杠的方向目標值。,2）精度等級的選擇,23,4滾珠絲杠副的選用,4.3、機械傳動與導向裝置,4.3.1 滾珠絲杠副,滾珠絲杠副的結構尺寸主要有：絲杠的名義直徑D0、螺距t、長度L、滾珠直徑d0

12、等，尤其是名義直徑與剛度直接相關，直徑大、承載能力和剛度越大，但直徑大轉動慣量也隨之增加，使系統(tǒng)的靈敏度降低。所以，一般是在兼顧二者的情況下選取最佳直徑。,3）結構尺寸的選擇,24,4滾珠絲杠副的選用,4.3、機械傳動與導向裝置,4.3.1 滾珠絲杠副,有關資料推薦： 名義直徑D0：對于小型加工中心采用32、40（mm），中型加工中心選用40、50(mm)，大型加工中心采用50、63(mm)的滾珠絲杠，但通常應大于L/30-L/35； 螺距t： t越小，螺旋升角小，摩擦力矩小，分辨率高，但傳動效率低，承載能力低，應折中考慮； 絲桿長度L：一般為工作行程+螺母長度+（510）；滾珠直徑d0越大，

13、承載能力越高，盡量取大值。一般取d0 =0.6t； 滾珠的工作圈數(shù)、列數(shù)和工作滾珠總數(shù)對絲桿工作特性影響較大；當前面三項確定后，后兩項也確定了，一般不用用戶考慮。,3）結構尺寸的選擇,25,4.3.1.1 滾珠絲杠副的常見故障,滾珠絲杠副故障大部分是由于運動質量下降、反向間隙過大、機械爬行、潤滑不良等原因造成的。,4.3、機械傳動與導向裝置,26,4.3.1.1 滾珠絲杠副的常見故障,4.3、機械傳動與導向裝置,27,4.3.1.1 滾珠絲杠副的常見故障,4.3、機械傳動與導向裝置,28,4.3.1.1 滾珠絲杠副的常見故障,4.3、機械傳動與導向裝置,29,4.3.1.1 滾珠絲杠副的常見故

14、障,4.3、機械傳動與導向裝置,30,4.3.2 數(shù)控機床導軌,導軌的主要功能是導向和承載作用。導軌使運動部件沿一定的軌跡運動，從而保證各部件之間的相對位置精度。導軌承受運動部件及工件的重量和切削力。導軌在很大程度上決定了數(shù)控機床的剛度、精度與精度保持性。,4.3、機械傳動與導向裝置,31,4.3.2 數(shù)控機床導軌,（a）導向精度 導向精度主要是指動導軌沿支承導軌運動的直線度或圓度。影響它的因素有：導軌的幾何精度、接觸精度、結構形式、剛度、熱變形、裝配質量以及液體動壓和靜壓導軌的油膜厚度、油膜剛度等。,4.3、機械傳動與導向裝置,5.3.2.1 導軌副應滿足的基本要求,32,4.3.2 數(shù)控機

15、床導軌,（b）耐磨性 是指導軌在長期使用過程中能否保持一定的導向精度。因導軌在工作過程中難免有所磨損，所以應力求減小磨損量，并在磨損后能自動補償或便于調整。,4.3、機械傳動與導向裝置,5.3.2.1 導軌副應滿足的基本要求,33,4.3.2 數(shù)控機床導軌,（c）疲勞和壓潰 導軌面由于過載或接觸應力不均勾而使導軌表面產生彈性變形，反復運行多次后就會形成疲勞點，呈塑性變形，表面形成龜裂、剝落而出現(xiàn)凹坑，這種現(xiàn)象就是壓潰。疲勞和壓潰是滾動導軌失效的主要原因，為此應控制滾動導軌承受的最大載荷和受載的均勻性。,4.3、機械傳動與導向裝置,5.3.2.1 導軌副應滿足的基本要求,34,4.3.2 數(shù)控機

16、床導軌,（d）剛度 導軌受力變形會影響導軌的導向精度及部件之間的相對位置，因此要求導軌應有足夠的剛度。為減輕或平衡外力的影響，可采用加大導軌尺寸或添加輔助導軌的方法提高剛度。,4.3、機械傳動與導向裝置,5.3.2.1 導軌副應滿足的基本要求,35,4.3.2 數(shù)控機床導軌,（e）低速運動平穩(wěn)性 低速運動時，作為運動部件的動導軌易產生爬行現(xiàn)象。低速運動的平穩(wěn)性與導軌的結構和潤滑，動、靜摩擦系數(shù)的差值，以及導軌的剛度等有關。,4.3、機械傳動與導向裝置,5.3.2.1 導軌副應滿足的基本要求,36,4.3.2 數(shù)控機床導軌,（f）結構工藝性 設計導軌時，要注意制造、調整和維修的方便，力求結構簡單

17、，工藝性及經濟性好。,4.3、機械傳動與導向裝置,5.3.2.1 導軌副應滿足的基本要求,37,4.3.2 數(shù)控機床導軌,滑動導軌常用材料有鑄鐵、鋼、有色金屬和塑料等 1) 鑄鐵有良好的耐磨性、抗振性和工藝性。 常用鑄鐵的種類有： （1）灰鑄鐵 一般選擇HT200，用于手工刮研、中等精度和運動速度較低的導軌，硬度在HB180以上； （2）孕育鑄鐵 把硅鋁孕育劑加入鐵水而得，耐磨性高于灰鑄鐵； （3）合金鑄鐵,4.3、機械傳動與導向裝置,5.3.2.2 導軌副的材料選擇,38,4.3.2 數(shù)控機床導軌,鑄鐵導軌的熱處理方法，通常有接觸電阻淬火和中高頻感應淬火。接觸電阻淬火，淬硬層為0.150.2

18、mm。硬度可達HRC55。中高頻感應淬火， 淬硬層為23mm，硬度可達HRC4855，耐磨性可提高二倍，但在導軌全長上依次淬火易產生變形，全長上同時淬火需要相應的設備。,4.3、機械傳動與導向裝置,5.3.2.2 導軌副的材料選擇,39,4.3.2 數(shù)控機床導軌,2)鋼 鑲鋼導軌的耐磨性較鑄鐵可提高五倍以上。常用的鋼有：9Mn2V、CrWMn、GCr15、T8A、45、40Cr等采用表面淬火或整體淬硬處理，硬度為5258HRC；20Cr、20CrMnTi、等滲碳淬火，滲碳淬硬至5662HRC；38CrMoAlA等采用氮化處理。,4.3、機械傳動與導向裝置,5.3.2.2 導軌副的材料選擇,40

19、,4.3.2 數(shù)控機床導軌,3)有色金屬 常用的有色金屬有黃銅HPb59-l，錫青銅ZCuSn6Pb3Zn6，鋁青銅ZQAl9-2和鋅合金ZZn-Al10-5，超硬鋁LC4、鑄鋁ZL106等，其中以鋁青銅較好。,4.3、機械傳動與導向裝置,5.3.2.2 導軌副的材料選擇,41,4.3.2 數(shù)控機床導軌,4)塑料 鑲裝塑料導軌具有耐磨性好(但略低于鋁青銅)，抗振性能好，工作溫度適應范圍廣(-200+260)，抗撕傷能力強，動、靜摩擦系數(shù)低、差別小，可降低低速運動的臨界速度，加工性和化學穩(wěn)定件好，工藝簡單，成本低等優(yōu)點。目前在各類機床的動導軌上有應用。塑料導軌多與不淬火的鑄鐵導軌搭配。,4.3、

20、機械傳動與導向裝置,5.3.2.2 導軌副的材料選擇,42,4.3.2 數(shù)控機床導軌,1導軌的基本類型,（1）按運動軌跡分,4.3、機械傳動與導向裝置,直線運動導軌。導軌副的相對運動軌跡為一直線，如臥式車床的床鞍和床身之間的導軌。,圓周運動導軌。導軌副的相對運動軌跡為圓，如立式車床的工作臺和底座之間的導軌。,43,4.3.2 數(shù)控機床導軌,1導軌的基本類型,（2）按摩擦性質分,滑動導軌,滾動導軌,靜壓導軌,4.3、機械傳動與導向裝置,普通滑動導軌。導軌工作面之間的摩擦性質為滑動摩擦。,滾動導軌。導軌工作面之間為滾動摩擦，它由導軌面間的滾珠、滾柱或滾針等滾動體實現(xiàn)。,靜壓導軌。導軌面之間為純液體

21、摩擦，不產生磨損，低速不易產生爬行，承載能力大，剛性好；承載油膜有良好吸振作用，抗振性好。,44,4.3.2 數(shù)控機床導軌,2對導軌的基本要求,（1）導向精度 導向精度主要是指運動部件沿導軌運動軌跡的直線度(對直線運動導軌)或圓度(對圓周運動導軌)。,4.3、機械傳動與導向裝置,（2）耐磨性 耐磨性直接影響機床的精度保持性，是導軌設計制造的關鍵，也是衡量機床質量好壞的重要標志。,45,4.3.2 數(shù)控機床導軌,2對導軌的基本要求,（3）剛度 導軌受力后變形會影響部件之間的相對位置和導向精度，因此要求導軌有足夠高的剛度。,4.3、機械傳動與導向裝置,（4）低速運動平穩(wěn)性 運動部件低速移動時易產生

22、爬行。故要求導軌低速運動平穩(wěn)。,46,4.3.2 數(shù)控機床導軌,3滑動導軌,滑動導軌具有結構簡單、制造方便、接觸剛度大等優(yōu)點。但傳統(tǒng)滑動導軌摩擦阻力大，磨損快，動、靜摩擦系數(shù)差別大，低速時易產生爬行現(xiàn)象。目前，數(shù)控車床已不采用傳統(tǒng)滑動導軌，而是采用帶有耐磨粘貼帶覆蓋層的滑動導軌和新型塑料滑動導軌。它們具有摩擦性能良好和使用壽命長等特點。,4.3、機械傳動與導向裝置,導軌剛度的大小、制造是否簡單、能否調整、摩擦損耗是否最小以及能否保持導軌的初始精度，在很大程度上取決于導軌的橫截面形狀。,47,4.3.2 數(shù)控機床導軌,3滑動導軌,（1）滑動導軌的結構,1）直線滑動導軌的截面形狀,矩形導軌。 三角

23、形導軌。 燕尾形導軌。 圓柱形導軌。,4.3、機械傳動與導向裝置,48,4.3.2 數(shù)控機床導軌,3滑動導軌,（1）滑動導軌的結構,1）直線滑動導軌的截面形狀,矩形導軌。,4.3、機械傳動與導向裝置,制造簡便，剛度和承載能力大，水平方向和垂直方向上的位移互不影響，因此安裝、調整都較方便。M面是保證在垂直面內直線移動精度的導向面，又是承受載荷的主要支承面；N面是保證水平面內直線移動精度的導向面。因N面磨損后不能自動補償間隙，所以需要有間隙調整裝置。,49,4.3.2 數(shù)控機床導軌,3滑動導軌,（1）滑動導軌的結構,1）直線滑動導軌的截面形狀,三角形導軌。,4.3、機械傳動與導向裝置,山形導軌及V

24、形導軌均稱三角形導軌，當其水平布置時，在垂直載荷作用下，導軌磨損后能自動補償，不會產生間隙，因此導向性好。但壓板面仍需要有間隙調整裝置。導向性能與頂角有關，頂角越小，導向性越好；角加大，承載能力增加。大型或重型機床，可取=110120精密機床，常取90。支承導軌為凸三角形時，不易積存較大切屑，也不易存潤滑油。,50,4.3.2 數(shù)控機床導軌,3滑動導軌,（1）滑動導軌的結構,1）直線滑動導軌的截面形狀,燕尾形導軌。,4.3、機械傳動與導向裝置,可以看成是三角形導軌的變形。其磨損后不能自動補償間隙，需用鑲條調整。兩燕尾面起壓板面作用，用一根鑲條就可調整水平、垂直方向的間隙。導軌制造、檢驗和修理較

25、復雜，摩擦阻力大。當承受垂直作用力時，它以支承平面為主要工作面，它的剛度與矩形導軌相近；當承受顛覆力矩時，其斜面為主要工作面，剛度較低。燕尾形導軌一般用于要求高度小的多層移動部件。兩個導軌面間的夾角為55。,51,4.3.2 數(shù)控機床導軌,3滑動導軌,（1）滑動導軌的結構,1）直線滑動導軌的截面形狀,圓柱形導軌。,4.3、機械傳動與導向裝置,制造簡單，內孔可珩磨，外圓經過磨削可達到精密配合，但磨損后調整間隙困難。為防止轉動，可在圓柱表面上開鍵槽或加工出平面，但不能承受大的轉矩。圓柱形導軌主要用于受軸向載荷的場合，適用于同時作直線運動和轉動的場合，如拉床、珩磨機及機械手等。,52,4.3.2 數(shù)

26、控機床導軌,3滑動導軌,（1）滑動導軌的結構,2）直線運動導軌的組合形式,從限制自由度的角度出發(fā)，采用一條導軌即可。用一條導軌，移動部件無法承受顛覆力矩。 直線運動導軌一般由兩條導軌組合。重型機床，常用三條或三條以上導軌的組合。,4.3、機械傳動與導向裝置,53,4.3.2 數(shù)控機床導軌,3滑動導軌,（1）滑動導軌的結構,2）直線運動導軌的組合形式,雙三角形組合。 V形一平導軌組合。 雙矩形組合。 三角形一矩形組合。 平平三角形組合。,4.3、機械傳動與導向裝置,54,4.3.2 數(shù)控機床導軌,3滑動導軌,（1）滑動導軌的結構,2）直線運動導軌的組合形式,雙三角形組合。,4.3、機械傳動與導向

27、裝置,這種導軌同時起支承、導向作用，磨損后相對位置不變，能自行補償垂直方向及水平方向的磨損，導向精度高，但要求四個表面的刮削或磨削后接觸，工藝性較差，床身與運動部件熱變形不一樣時，不易保證四個面同時接觸。這種導軌用于龍門刨床與高精度車床。,55,4.3.2 數(shù)控機床導軌,3滑動導軌,（1）滑動導軌的結構,2）直線運動導軌的組合形式,V形一平導軌組合。,4.3、機械傳動與導向裝置,不需要用鑲條調整間隙，導向精度高，加工裝配也較方便，溫度變化不會改變導軌面的接觸情況，但熱變形會使移動部件水平偏移，通常用于磨床、精密鏜床上。,56,4.3.2 數(shù)控機床導軌,3滑動導軌,（1）滑動導軌的結構,2）直線

28、運動導軌的組合形式,雙矩形組合。,4.3、機械傳動與導向裝置,這種導軌主要承受與主支承面相垂直的作用力。此外，側導向面要用鑲條調整間隙，接觸剛度低，承載能力大，導向性差。雙矩形組合導軌制造、調整簡單，用于普通精度機床，如升降臺銑床、龍門銑床等。,57,4.3.2 數(shù)控機床導軌,3滑動導軌,（1）滑動導軌的結構,2）直線運動導軌的組合形式,三角形一矩形組合。,4.3、機械傳動與導向裝置,三角形一矩形組合導軌兼有導向性好、制造方便等優(yōu)點，應用最為廣泛。常用于車床、磨床、精密鏜床、滾齒機等機床上。三角形導軌作主要導向面，導向性比雙矩形好。三角形導軌磨損后不能調整，對位置精度有影響。,58,4.3.2

29、 數(shù)控機床導軌,3滑動導軌,（1）滑動導軌的結構,2）直線運動導軌的組合形式,平平三角形組合。,4.3、機械傳動與導向裝置,是用于重型龍門刨床工作臺導軌的一種形式，三角形導軌主要起導向作用，平導軌主要起承載作用，不需用鑲條調整間隙。,59,4.3.2 數(shù)控機床導軌,3滑動導軌,（2）塑料滑動導軌,塑料滑動導軌具有耐磨性好，具有自潤滑功能；摩擦因數(shù)小，動、靜摩擦因數(shù)差?。粶p振性好，具有良好的阻尼性；耐磨性好，有自潤滑作用；加工性好，工藝簡單，化學性能好(耐水、耐油)，維修方便，成本低等特點。數(shù)控機床采用的塑料滑動導軌有鑄鐵一塑料滑動導軌和鑲鋼一塑料滑動導軌。塑料滑動導軌常用在導軌副的運動導軌上，

30、與之相配的金屬導軌采用鑄鐵或鋼質材料。塑料滑動導軌分為注塑導軌和貼塑導軌，導軌上的塑料常用環(huán)氧樹脂耐磨涂料和聚四氟乙烯導軌軟帶。,4.3、機械傳動與導向裝置,60,4.3.2 數(shù)控機床導軌,3滑動導軌,（2）塑料滑動導軌,注塑導軌,注塑的材料是以環(huán)氧樹脂和二硫化鉬為基體，加入增塑劑，混合成膏狀為一組分，固化劑為另一組分的雙組分塑料。這種涂料附著力強，具有良好的可加工性，可經車、銑、刨、鉆、磨削和刮削加工；也有良好的摩擦特性和耐磨性，而且抗壓強度比聚四氟乙烯導軌軟帶要高，固化時體積不收縮，尺寸穩(wěn)定。,4.3、機械傳動與導向裝置,61,4.3.2 數(shù)控機床導軌,3滑動導軌,（2）塑料滑動導軌,貼塑

31、導軌,在導軌滑動面上貼一層抗磨的塑料軟帶，與之相配的導軌滑動面經淬火和磨削加工。軟帶以聚四氟乙烯為基材，添加合金粉和氧化物制成。塑料軟帶可切成任意大小和形狀，用膠黏劑粘接在導軌基面上。由于這類導軌軟帶用粘接方法，故稱為貼塑導軌。,貼塑導軌,4.3、機械傳動與導向裝置,62,4.3.2 數(shù)控機床導軌,4滾動導軌,滾動導軌有下列優(yōu)點 ：,運動靈敏度高。摩擦系數(shù)小，動、靜摩擦系數(shù)很接近，不會產生爬行現(xiàn)象 。,4.3、機械傳動與導向裝置,定位精度高。,牽引力小，移動輕便。,磨損小，精度保持性好。,潤滑系統(tǒng)簡單，可以使用油脂潤滑，維修方便。,63,4.3.2 數(shù)控機床導軌,4滾動導軌,滾動導軌缺點 ：,

32、 抗振性較差，對防護要求也較高。,4.3、機械傳動與導向裝置, 結構復雜，制造困難，成本較高。,64,4.3.2 數(shù)控機床導軌,4滾動導軌,滾動導軌按滾動體形式的不同，可分為滾珠導軌、滾柱導軌、滾針導軌等。,（1）滾動導軌類型 (滾動體不作循環(huán)運動),1）滾珠導軌。,其結構特點為點接觸，摩擦阻力小，承載能力較差，剛度低，其結構緊湊、制造容易、成本較低。通過合理設計滾道圓弧可大幅度降低接觸應力，提高承載能力。滾珠導軌一般適用于運動部件質量小于200kg，切削力矩和顛覆力矩都較小的機床。,4.3、機械傳動與導向裝置,65,4.3.2 數(shù)控機床導軌,4滾動導軌,（1）滾動導軌類型,2）滾柱導軌。,滾

33、動體與導軌之間是線接觸，承載能力較同規(guī)格滾珠導軌高一個數(shù)量級，剛度高。滾柱導軌對導軌面的平面度敏感，制造精度要求比滾珠導軌高適用于載荷較大的機床。,4.3、機械傳動與導向裝置,66,4.3.2 數(shù)控機床導軌,4滾動導軌,（1）滾動導軌類型,3）滾針導軌。,滾針尺寸小，結構緊湊。承載能力大，剛度高。對導軌面的平面度更敏感，對制造精度的要求更高。摩擦因數(shù)較大，適用于導軌尺寸受限制的機床。,4.3、機械傳動與導向裝置,67,4.3.2 數(shù)控機床導軌,4滾動導軌,（2）滾動導軌的結構形式 (滾動體作循環(huán)運動),4.3、機械傳動與導向裝置,數(shù)控機床導軌的行程一般較長，因此滾動體常必須循環(huán)。根據(jù)滾動體的不

34、同，滾動導軌可分為滾珠直線導軌和滾柱直線導軌，,68,4.3.2 數(shù)控機床導軌,4滾動導軌,（2）滾動導軌的結構形式 (滾動體作循環(huán)運動),1)直線滾動導軌副,直線滾動導軌副由長導軌和帶有滾珠的滑軌組成；在所有方向都承受載荷；通過鋼球的過盈配合能實現(xiàn)不同的預載荷，使機床設計、制造方便。,1導軌條；2側面密封墊；3保持器；4滾珠；5端部密封墊；6端面擋板；7滑塊；8潤滑油嘴,4.3、機械傳動與導向裝置,69,4.3.2 數(shù)控機床導軌,4滾動導軌,（2）滾動導軌的結構形式,2)滾動導軌塊,采用循環(huán)式圓柱滾子，與機床床身導軌配合使用，不受行程長度的限制，剛度高。導軌塊用螺釘固定在動導軌體上，滾動體3

35、在導軌塊6與保持器5之間滾動，并經擋板2及上面的返回槽作循環(huán)運動。,1防護板；2端面擋板；3滾柱；4導向片；5保持器；6導軌塊,4.3、機械傳動與導向裝置,70,4.3.2 數(shù)控機床導軌,4.3、機械傳動與導向裝置,71,4.3.2 數(shù)控機床導軌,5. 滾動導軌的預緊,4.3、機械傳動與導向裝置,在滾動體與導軌面之間預加一定載荷，可增加滾動體與導軌面的接觸，以減小導軌面平面度、滾子直線度及滾動體直徑不一致誤差的影響，使大多數(shù)滾動體均能參加工作。 由于有預加接觸變形，接觸剛度增加。因而滾動導軌的預緊提高了導軌的精度和剛度。阻尼性能也有所增加，提高了導軌的抗振性。,72,4.3.2 數(shù)控機床導軌,

36、5. 滾動導軌的預緊,常用的預緊方法有采用過盈配合和采用調整元件兩種。,4.3、機械傳動與導向裝置,（1）采用過盈配合,在裝配導軌時，量出實際尺寸A，然后再刮研壓板與溜板的接合面或通過改變其間墊片的厚度，由此形成包容尺寸A-（為過盈量，其數(shù)值通過實際測量決定）。,73,4.3.2 數(shù)控機床導軌,5. 滾動導軌的預緊,4.3、機械傳動與導向裝置,（2）采用調整元件實現(xiàn)預緊,擰動調整螺釘3，即可調整導軌體1及2的距離而預加負載。也可以改用斜鑲條調整，則過盈量沿導軌全長的分布較均勻。,74,4.3.2 數(shù)控機床導軌,6. 導軌的間隙調整,4.3、機械傳動與導向裝置,為保證導軌正常工作，導軌滑動表面之

37、間應保持適當?shù)拈g隙。間隙過小，會增加摩擦阻力；間隙過大，會降低導向精度。導軌的間隙如依靠刮研來保證，要費很大的勞動量，而且導軌經長期使用后，會因磨損而增大間隙，需要及時調整，故導軌應有間隙調整裝置。矩形導軌需要在垂直和水平兩個方向上調整間隙。,75,4.3.2 數(shù)控機床導軌,4.3、機械傳動與導向裝置,常用的調整方法有壓板和鑲條法兩種方法。對燕尾形導軌可采用鑲條(墊片)方法同時調整垂直和水平兩個方向的間隙。,6. 導軌的間隙調整,76,4.3.2 數(shù)控機床導軌,4.3、機械傳動與導向裝置,對矩形導軌可采用修刮壓板、修刮調整墊片的厚度或調整螺釘?shù)姆椒ㄟM行間隙的調整。(壓板用于調整間隙和承受顛覆力矩),6. 導軌的間隙調整,77,4.3.3 數(shù)控機床導軌副常見故障,4.3、機械傳動與導向裝置,78,4.3.3 數(shù)控機床導軌副常見故障,4.3、機械傳動與導向裝置,79,4.3.3 數(shù)控機床導軌副常見故障,4.3、機械傳動與導向裝置,