38 导轨设计
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
除能承受轴向载荷外，还能承 受一定的径向载荷，不能承受较大 的颠覆力矩，导向性比平面环形导 轨好，但制造困难。
3、双锥面导轨 图3－103c
双锥面导轨能承受较大的径向 力、轴向力、一定的颠覆力矩，但 制造研磨较困难。
（三）导轨的组合形式 直线运动导轨通常由两条导轨
组合而成，其形式有： 1、双三角形导轨 图3－104a
双三角形导轨不需要镶条调整
间隙，接触刚度好，导向性和精度 保持性好，但工艺性差，加工、检 验、维修不便，用于精度高的机床， 如丝杠车床，导轨磨床，齿轮磨床。
2、双矩形导轨 图3－104b 承载能力大，制造简单，多用 在普通精度机床wenku.baidu.com重型机床中，如 重型车床，组合车床，升降台铣床。
宽式组合：由两条导轨的外侧 导向，侧向间隙较大，用镶条调整
为保证导轨具有合理间隙，磨 损后又能方便地调整。
1、压板 压板用来调整辅助导轨面的间隙， 承受颠覆力矩，用配刮垫片来调整间隙
2、镶条
镶条用来调整矩形导轨和燕尾 形导轨的侧向间隙，镶条应放在导 轨受力较小的一侧。
常用的镶条有平镶条和斜镶条二 种：①平镶条截面为矩形或平行四 边形，厚度均匀相等，由螺钉调整 间隙 易变形、刚度低，目前少用。 图3－106
1、导向精度 指动导轨运动轨 迹的准确度
主要影响因素：导轨的几何精 度和接触精度，结构形式、装配质 量、导轨与支承件刚度和热变形、 油膜刚度。
2、承载能力大，刚度好，根据 承受载荷的性质，方向和大小，合 理选择导轨的截面形状和尺寸，使 导轨有足够的刚度，保证机床的加 工精度。
3、精度保持性好，导轨原始精 度丧失的主要原因是磨损。
②斜镶条 斜度为1：（40~100），
两个面分别与动导轨和支承导 轨均匀接触，刚度高，通过修磨垫 的方式移动镶条，以调整导轨的间 隙。图3－107
3、导向调整板 导向调整板是一种新型镶条 图3－108 图3-109 图3-110
三、导轨的结构类型及特点
（一）滑动导轨
从摩擦性质来看，滑动导轨具有一 定动压效应的混合摩擦状态。导轨的动 压效应主要与导轨的滑动速度，润滑油 粘度、导轨面的油沟尺寸和型式等有关。 速度较高的主运动导轨，如立式车床的 工作台导轨，应合理地设计油沟型式和 尺寸，选择合适粘度的润滑油，以产生 较好的动压效果。（注：当一个表面在 多孔端面上滑动时，会在孔的上方及其 周边产生流体动压力，这就是流体动压 效应。）
闭式导轨： 借助于压板使导轨能承受较 大的颠覆力矩的作用 压板1、2
e、f为主导轨面，压板1、2形成辅助导轨面g、h
普通滑动导轨
滑动导轨 静压导轨
II 按摩擦性质分
卸荷导轨
滚动导轨
（二）导轨应满足的基本要求
导轨应满足精度高、承载能力大、 刚度好、摩擦阻力小、运动平稳、 精度保持性好、寿命长、结构简单、 工艺性好、便于加工、装配调整和 维修、成本低。
3、燕尾形导轨
燕尾形导轨可承受较大颠覆力 矩，导轨的高度较小，结构紧凑， 间隙调整方便，但刚度较差，加工、 检验、维修不大方便。
适用于受力小、层次多，要求 间隙调整方便的部件。
4、圆柱形导轨
圆柱形导轨制造方便，工艺性 好，但磨损后较难调整和补偿间隙， 主要用于受轴向负荷的导轨，应用 较少。
四种截面的导轨尺寸已标准化
窄式组合：由一条导轨的两侧 导向 图3－104c
3、矩形和三角形导轨的组合 这类组合的导轨导向性好，刚 度高，制造方便，应用最广。如车 床、磨床、龙门铣床。
4、矩形和燕尾形导轨的组合 这类组合的导轨能承受较大力 矩，调整方便。
用于横梁、立柱、摇臂导轨。
（四）导轨间隙的调整
导轨面间的间隙对机床工作性 能有直接影响，如间隙过大，将影 响运动精度和平稳性，间隙过小、 运动阻力大，导轨的磨损加快。
（一） 直线运动导轨的截面形状 有四种：矩形、三角形、燕尾形、
圆柱形,并可相互结合、有凸、凹之 分。
1、 矩形导轨 图3－102a
凸形 容易清除切屑 不易存留润 滑油
凹形 与之相反
矩形导轨承载能力大、刚度高、 制造简便、检验、维修方便（优点）
存在侧隙、需用镶条调整，导向性差 （缺点）
用于载荷大，导向性要求略低的 机床
§3.8 导轨设计
一、导轨的功用和应满足的 基本要求
（一）导轨的功用和分类
功用: 承受载荷和导向。承受安 装在导轨上的运动部件及工件的重 量和切削力，运动部件（刀架）可 沿导轨运动。
动导轨: 运动的导轨
静导轨: 不动的导轨（或支承导 轨） 成对使用
I 分类 按结构形式分：
①开式导轨 ②闭式导轨
开式导轨：指在部件自重和载 荷的作用下，运动导轨和支承导轨 的工作面（图3-98a中c、d面）始终 保持接触、贴合。其结构简单，但 不能承受较大的颠覆力矩的作用。
2、三角形轨 图3－102b
三角形导轨面磨损时，动导轨 会自动下沉，自动补偿磨损量，无 间隙
顶角α在90°~120°范围内变化， α角越小，导向性越好，但摩擦力越 大。因此小顶角导轨用于轻载精密 机床，大顶角导轨用于大、重型机 床。
三角形导轨结构有对称式和不
对称式，当水平力大于垂直力、两 侧压力分布不均时，采用不对称导 轨。
滑动导轨的优点:结构简单，制 造方便，抗振性良好。
滑动导轨的缺点：磨损快。
为提高耐磨性,常采用以下措施: 1、粘贴塑料软带导轨 采用较多的粘贴塑料软带是以聚 四氟乙烯为基体，添加各种无机物 和有机粉末等填料。
磨损的形式看：磨粒磨损、粘 着磨损、接触疲劳磨损。
影响耐磨性的因素：材料、载 荷状况、磨擦性质、工艺方法、润 滑。
4、低速运动平稳 动导轨作低 速运动或微量进给时，运动始终平 稳，不出现爬行现象。
影响因素：导轨结构形式、润 滑情况、静、动摩擦系数之差。
5、结构简单、工艺性好，易于 加工
二、导轨的截面形状选择 和导轨间隙的调整
（二）回转运动导轨的截面形状 1、平面环形导轨 图3－103a
结构简单，制造方便，能承受 较大的轴向力，但不能承受径向力， 须与主轴联合（主轴定心）使用， 由主轴承受径向载荷。
这种导轨摩擦小，精度高，适 用于由主轴定心的各种回转运动导 轨的机床，如高速大载荷立式车床， 齿轮机床。
2、锥面环形导轨 图3－103b
3、双锥面导轨 图3－103c
双锥面导轨能承受较大的径向 力、轴向力、一定的颠覆力矩，但 制造研磨较困难。
（三）导轨的组合形式 直线运动导轨通常由两条导轨
组合而成，其形式有： 1、双三角形导轨 图3－104a
双三角形导轨不需要镶条调整
间隙，接触刚度好，导向性和精度 保持性好，但工艺性差，加工、检 验、维修不便，用于精度高的机床， 如丝杠车床，导轨磨床，齿轮磨床。
2、双矩形导轨 图3－104b 承载能力大，制造简单，多用 在普通精度机床wenku.baidu.com重型机床中，如 重型车床，组合车床，升降台铣床。
宽式组合：由两条导轨的外侧 导向，侧向间隙较大，用镶条调整
为保证导轨具有合理间隙，磨 损后又能方便地调整。
1、压板 压板用来调整辅助导轨面的间隙， 承受颠覆力矩，用配刮垫片来调整间隙
2、镶条
镶条用来调整矩形导轨和燕尾 形导轨的侧向间隙，镶条应放在导 轨受力较小的一侧。
常用的镶条有平镶条和斜镶条二 种：①平镶条截面为矩形或平行四 边形，厚度均匀相等，由螺钉调整 间隙 易变形、刚度低，目前少用。 图3－106
1、导向精度 指动导轨运动轨 迹的准确度
主要影响因素：导轨的几何精 度和接触精度，结构形式、装配质 量、导轨与支承件刚度和热变形、 油膜刚度。
2、承载能力大，刚度好，根据 承受载荷的性质，方向和大小，合 理选择导轨的截面形状和尺寸，使 导轨有足够的刚度，保证机床的加 工精度。
3、精度保持性好，导轨原始精 度丧失的主要原因是磨损。
②斜镶条 斜度为1：（40~100），
两个面分别与动导轨和支承导 轨均匀接触，刚度高，通过修磨垫 的方式移动镶条，以调整导轨的间 隙。图3－107
3、导向调整板 导向调整板是一种新型镶条 图3－108 图3-109 图3-110
三、导轨的结构类型及特点
（一）滑动导轨
从摩擦性质来看，滑动导轨具有一 定动压效应的混合摩擦状态。导轨的动 压效应主要与导轨的滑动速度，润滑油 粘度、导轨面的油沟尺寸和型式等有关。 速度较高的主运动导轨，如立式车床的 工作台导轨，应合理地设计油沟型式和 尺寸，选择合适粘度的润滑油，以产生 较好的动压效果。（注：当一个表面在 多孔端面上滑动时，会在孔的上方及其 周边产生流体动压力，这就是流体动压 效应。）
闭式导轨： 借助于压板使导轨能承受较 大的颠覆力矩的作用 压板1、2
e、f为主导轨面，压板1、2形成辅助导轨面g、h
普通滑动导轨
滑动导轨 静压导轨
II 按摩擦性质分
卸荷导轨
滚动导轨
（二）导轨应满足的基本要求
导轨应满足精度高、承载能力大、 刚度好、摩擦阻力小、运动平稳、 精度保持性好、寿命长、结构简单、 工艺性好、便于加工、装配调整和 维修、成本低。
3、燕尾形导轨
燕尾形导轨可承受较大颠覆力 矩，导轨的高度较小，结构紧凑， 间隙调整方便，但刚度较差，加工、 检验、维修不大方便。
适用于受力小、层次多，要求 间隙调整方便的部件。
4、圆柱形导轨
圆柱形导轨制造方便，工艺性 好，但磨损后较难调整和补偿间隙， 主要用于受轴向负荷的导轨，应用 较少。
四种截面的导轨尺寸已标准化
窄式组合：由一条导轨的两侧 导向 图3－104c
3、矩形和三角形导轨的组合 这类组合的导轨导向性好，刚 度高，制造方便，应用最广。如车 床、磨床、龙门铣床。
4、矩形和燕尾形导轨的组合 这类组合的导轨能承受较大力 矩，调整方便。
用于横梁、立柱、摇臂导轨。
（四）导轨间隙的调整
导轨面间的间隙对机床工作性 能有直接影响，如间隙过大，将影 响运动精度和平稳性，间隙过小、 运动阻力大，导轨的磨损加快。
（一） 直线运动导轨的截面形状 有四种：矩形、三角形、燕尾形、
圆柱形,并可相互结合、有凸、凹之 分。
1、 矩形导轨 图3－102a
凸形 容易清除切屑 不易存留润 滑油
凹形 与之相反
矩形导轨承载能力大、刚度高、 制造简便、检验、维修方便（优点）
存在侧隙、需用镶条调整，导向性差 （缺点）
用于载荷大，导向性要求略低的 机床
§3.8 导轨设计
一、导轨的功用和应满足的 基本要求
（一）导轨的功用和分类
功用: 承受载荷和导向。承受安 装在导轨上的运动部件及工件的重 量和切削力，运动部件（刀架）可 沿导轨运动。
动导轨: 运动的导轨
静导轨: 不动的导轨（或支承导 轨） 成对使用
I 分类 按结构形式分：
①开式导轨 ②闭式导轨
开式导轨：指在部件自重和载 荷的作用下，运动导轨和支承导轨 的工作面（图3-98a中c、d面）始终 保持接触、贴合。其结构简单，但 不能承受较大的颠覆力矩的作用。
2、三角形轨 图3－102b
三角形导轨面磨损时，动导轨 会自动下沉，自动补偿磨损量，无 间隙
顶角α在90°~120°范围内变化， α角越小，导向性越好，但摩擦力越 大。因此小顶角导轨用于轻载精密 机床，大顶角导轨用于大、重型机 床。
三角形导轨结构有对称式和不
对称式，当水平力大于垂直力、两 侧压力分布不均时，采用不对称导 轨。
滑动导轨的优点:结构简单，制 造方便，抗振性良好。
滑动导轨的缺点：磨损快。
为提高耐磨性,常采用以下措施: 1、粘贴塑料软带导轨 采用较多的粘贴塑料软带是以聚 四氟乙烯为基体，添加各种无机物 和有机粉末等填料。
磨损的形式看：磨粒磨损、粘 着磨损、接触疲劳磨损。
影响耐磨性的因素：材料、载 荷状况、磨擦性质、工艺方法、润 滑。
4、低速运动平稳 动导轨作低 速运动或微量进给时，运动始终平 稳，不出现爬行现象。
影响因素：导轨结构形式、润 滑情况、静、动摩擦系数之差。
5、结构简单、工艺性好，易于 加工
二、导轨的截面形状选择 和导轨间隙的调整
（二）回转运动导轨的截面形状 1、平面环形导轨 图3－103a
结构简单，制造方便，能承受 较大的轴向力，但不能承受径向力， 须与主轴联合（主轴定心）使用， 由主轴承受径向载荷。
这种导轨摩擦小，精度高，适 用于由主轴定心的各种回转运动导 轨的机床，如高速大载荷立式车床， 齿轮机床。
2、锥面环形导轨 图3－103b