数控机床的导轨

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③燕尾形导轨。
可以看成是三角形导轨的变形。 其磨损后不能自动补偿间隙，需用镶条 调整。两燕尾面起压板面作用，用一根 镶条就可调整水平、垂直方向的间隙。 导轨制造、检验和修理较复杂，摩擦阻 力大。当承受垂直作用力时，它以支承 平面为主要工作面，它的刚度与矩形导 轨相近；当承受颠覆力矩时，其斜面为 主要工作面，刚度较低。燕尾形导轨一 般用于要求高度小的多层移动部件。两 个导轨面间的夹角为55。
影响精度保持性的主要因素是磨损。
影响因素：导轨的材料、热处理、
加工的工艺方法、磨擦性质及受力 情况（即导轨的比压、润滑和防护）
等有关。
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三、导轨的基本要求
导向精度 精度保持性 低速平稳性 足够的刚度 结构工艺性好
当动导轨作低速运动或微量位移时，
应保证导轨运动的平稳性，即不出现 爬行现象。 影响因素：导轨的结构、材料、润滑； 动、静摩擦系数的差值；运动部件的 质量；传动导轨运动的传动链的刚度 等。
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3、校运动轨迹可分为直线运动和圆周运动导轨。
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三、导轨的基本要求
导向精度 精度保持性 运动精度 足够的刚度 结构工艺性好
指动导轨运动轨迹的准确度。 它是 保证导轨工作质量的前提，是对导 轨的基本要求。
影响因素:导轨的几何精度和接触精
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工作台由一 条导轨的两 侧导向
由两条导 轨的内侧 导向
宽导轨导向面的距离较大，热膨胀时变形量大， 须留较大的侧向间隙，因而导向性不如窄式好。
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五、数控机床常用的导轨 目前数控机床使用的导轨主要有3 种：塑料滑动导轨、滚动导轨和静压
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④圆柱形导轨。
制造简单，内孔可珩磨，外圆
经过磨削可达到精密配合，但磨
损后调整间隙困难。为防止转动， 可在圆柱表面上开键槽或加工出
平面，但不能承受大的转矩。圆
柱形导轨主要用于受轴向载荷的 场合，适用于同时作直线运动和
转动的场合，如拉床、珩磨机及
机械手等。
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硫化钼和石墨等，对润滑油的供油量要求不高，无润
滑油也能工作。
④化学稳定性好
塑料导轨耐低温，耐强酸、强碱、强氧化剂及各
种有机溶剂，具有很好的化学稳定性。
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• ⑤工艺性好
可降低对粘贴塑料的金属基体的硬度和表面质
量的要求，且塑料易于加工，能获得优良的导轨
表面质量。
好。三角形导轨磨损后不能调整，对位置精度有影响。
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2）直线运动导轨的组合形式
⑤平－平－三 角形组合
是用于重型龙门刨床工作台导轨的一种形式，三角形导轨主 要起导向作用，平导轨主要起承载作用，不需用镶条调整间隙。
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3）圆周运动导轨
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数控机床结构与装调工艺 1）贴塑导轨
贴塑导轨是在导轨滑动面上贴一层抗磨塑料软带。 贴塑导轨软带以聚四氟乙烯（PTFE）为基材，青铜粉、二 硫化钼和石墨等填充剂混合制成，并做成软带状。聚四氟乙烯 是现有材料中摩擦因数最小（0.04）的一种，但纯的聚四氟乙 烯不耐磨，因此需要添加一些填充剂。 塑料软带可切成任意大小和形状， 用粘结剂粘接在导轨基面上，由 于这类导轨软带用粘接方法，习 惯上称贴塑导轨。
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三、导轨的基本要求
导向精度 精度保持性 低速平稳性 足够的刚度 结构工艺性好
在可能的情况下，应尽量使导轨结 构简单，便于制造和维护。 对于刮研导轨，应尽量减少刮研量。 对于镶装导轨，应做到更换容易。
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四、常用机床导轨
主要用于圆形工作台、转盘和转塔头架等旋转运动部件。
①平面圆环导轨 。
②锥形圆环导轨 。
③V形圆环导轨 。
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4）数控机床常用的组合形式
数控机床常用直线运动滑动导轨的截面形状的组合 形式主要有：三角形一矩形、矩形一矩形。这两种导轨 的刚度高，承载能力强，加工、检验和维修方便。
（1）滑动导轨的结构
1）直线滑动导轨 的截面形状 ①矩形导轨。
②三角形导轨。
1、滑动导轨 应用于对低速均匀性及定位精度要求不高的机床中。
③燕尾形导轨。
④圆柱形导轨。
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①矩形导轨。
制造简便，刚度和承载能力大， 水平方向和垂直方向上的位移互不
影响，因此安装、调整都较方便。
导轨。
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数控机床结构与装调工艺 1、塑料滑动导轨 • 传统的铸铁-铸铁滑动导轨，除经济型数控
机床外，其它数控机床已不在采用。取而代之
的是铸铁-塑料或镶钢-塑料滑动导轨。
•
塑料导轨常用在导轨副的运动导轨上，与
之相配的是铸铁或钢质导轨。 • 数控机床上常用聚四氟乙烯导轨软带和 环氧耐磨涂层导轨两类。
动压导轨：当导轨面间的相对滑动
速度达到一定值后，液体的动压效应 使导轨油腔处出现压力油楔，把两导 轨面分开，从而形成液体摩擦。只能 用于高速的场合，故仅用作主运动导 轨。
滑动导轨
普通滑动导轨
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滚动导轨
滚珠导轨 滚柱导轨 滚针导轨 滚动轴承导轨
两导轨面间 的摩擦性质 是滚动摩擦
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三、导轨的基本要求
导向精度 精度保持性 低速平稳性 足够的刚度 结构工艺性好
导轨的刚度是机床工作质量的重 要指标，它表示导轨在承受动静 载荷下抵抗变形的能力，若刚度 不足，则直接影响部件之间的相 对位置精度和导向精度，另外还 使得导轨面上的比压分布不均， 加重导轨的磨损，因此导轨必须 具有足够的刚度
③双矩形组合。 这种导轨主要承受与主支承面相垂直的作用力。此外，
侧导向面要用镶条调整间隙，接触刚度低，承载能力大，
导向性差。双矩形组合导轨制造、调整简单，用于普通精 度机床，如升降台铣床、龙门铣床等。
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2）直线运动导轨的组合形式
④ 三角形一矩形组合。
三角形一矩形组合导轨兼有导向性好、制造方便等优 点，应用最为广泛。常用于车床、磨床、精密镗床、滚齿 机等机床上。三角形导轨作主要导向面，导向性比双矩形
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任务四 数控机床的导轨
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一、概述
1、作用：是起导向及支承作用，即保证运动部件在外力的作用下(运 动部件本身的重量、工件重量、切削力及牵引力等)能准确 地沿着一定方向的运动。 2、基本组成: 运动件、承导件 承导件 (静导轨) : 导轨副中设在支承构件上的，其导轨面为承导 面，比较长。支承和限制运动件，使其只能按 给定方向运动。 运动件（动导轨） : 设在运动件上的，导轨面一般较短。作直线 运动。
•
由于聚四氟乙烯导轨软带具有这些优点，所以
被广泛应用于中、小型数控机床的运动导轨上。
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（2）导轨软带的粘贴工艺
导轨软带使用工艺很简单，它不受导轨形式限制，各 种组合形式的滑动导轨均可粘贴。 粘贴的工艺过程是：先将导轨粘贴面加工至表面粗糙度
Ra3.2～1.6，将导轨粘贴面加工成0.5～1mm深的凹槽，然后 用汽油或金属清洁剂或丙酮清洗粘贴面，将已经切割成形的 导轨软带清洗后用胶粘剂粘贴，固化1～2h后，再合拢到固 定导轨或专用夹具上，施加一定的压力，在室温下固化24h，
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2）直线运动导轨的组合形式
从限制自由度的角度出发，采用一条导轨即可。 用一条导轨，移动部件无法承受颠覆力矩。 直线运动导轨一般由两条导轨组合。 重型机床，常用三条或三条以上导轨的组合。
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2）直线运动导轨的组合形式
① 双三角形组合。 ② 双矩形组合。
M面是保证在垂直面内直线移动精 度的导向面，又是承受载荷的主要
支承面；N面是保证水平面内直线
移动精度的导向面。因N面磨损后 不能自动补偿间隙，所以需要有间 隙调整装置。
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②三角形导轨
山形导轨及V形导轨均称三角形 导轨，当其水平布置时，在垂直载荷 作用下，导轨磨损后能自动补偿，不 会产生间隙，因此导向性好。但压板 面仍需要有间隙调整装置。导向性能 与顶角有关，顶角α越小，导向性越 好；α角加大，承载能力增加。大型 或重型机床，可取α=110°～120°精 密机床，常取α＜90°。支承导轨为 凸三角形时，不易积存较大切屑，也 不易存润滑油。
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2）直线运动导轨的组合形式
② V形一平导 轨组合。
不需要用镶条调整间隙，导向精度高，加工装配也较 方便，温度变化不会改变导轨面的接触情况，但热变形会 使移动部件水平偏移，通常用于磨床、精密镗床上。
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2）直线运动导轨的组合形式
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• （1）聚四氟乙烯导轨软带的特点：
• ①摩擦特性好 其摩擦因数小，且动、静摩擦因数差别很小，低速 时能防止爬行，使运动平稳和获得高的定位精度。 • ②减振性好 塑料的阻尼特性好，其减振消音性能对提高摩擦副 的相对运动速度有很大意义。
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数控机床结构与装调工艺 ③耐磨性好 塑料导轨有自润滑作用，材料中又含有青铜粉、二
在两导轨面间装有球、滚子或滚针等滚动元件，具 有滚动摩擦的性质，广泛地应用于进给运动导轨和 旋转主运动导轨。
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2、按受力情况分
开式导轨
必须借助于外力才 能保证动、静导轨 面间的接触 闭式导轨 依靠导轨本身的几 何形状保证动、静 导轨面间的接触
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度、结构型式、装配质量、导轨与 支承件的刚度、热变形及油膜刚度
（指动、静压导轨）。
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（1）几何精度
反映了导轨在低速空载运动时的导向精度。
直线运动导轨的几何精度:
导轨在竖直平面
内的直线度 。 导轨在水平平面 内的直线度 。 两导轨面间的
平行度。 数控技术系机制教研室
取下清除余胶即可开油槽进行精加工。由于这类导轨采用粘
接方法，习惯称为“贴塑导轨”。
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贴塑导轨 数控技术系机制教研室
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2）注塑导轨
涂层是以环氧树脂和二硫化钼为基体，加入增塑剂， 混合成液状或膏状为一组份，以固化剂为另一组份的双组 份塑料涂层。 特点： ①有良好的可加工性，可经车、铣、刨、钻、磨削和 刮削加工； ②良好的摩擦特性和耐磨性，而且抗压强度比聚四氟 乙烯导轨软带要高，固化时体积不收缩，尺寸稳定。 ③可在调整好固定导轨和运动导轨间的相关位置精度 后注入涂料，这样可节省 许多加工工时。 ④它特别适用于重型机床和不能用导轨软带的复杂配 合型面。
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3、导轨的导向原理（保留一个移动自由度）
导轨的导向面
z
棱柱面 y x
圆柱面
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二、导轨的分类
1、按摩擦性质分
静压导轨 ：油膜压强靠液压泵建立，
两导轨面间的 摩擦性质是滑 动摩擦
两导轨面间有一层静压油膜，多用于 进给运动导轨。
③ V形一平导轨组合。
④ 三角形一矩形组合。 ⑤ 平－平－三角形组合。
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2）直线运动导轨的组合形式
①双三角
形组合。
这种导轨同时起支承、导向作用，磨损后相对位置不变，
能自行补偿垂直方向及水平方向的磨损，导向精度高，但
要求四个表面的刮削或磨削后接触，工艺性较差，床身与 运动部件热变形不一样时，不易保证四个面同时接触。这 种导轨用于龙门刨床与高精度车床。
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(2) 接触精度
磨削和刮研的导轨表面，接触精度按 JB2278的规定，采用着色法进行检查。用 接触面所占的百分比或25×25mm2面积内 的接触点数衡量。
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三、导轨的基本要求
导向精度 精度保持性 低速平稳性 足够的刚度 结构工艺性好