機械制造技術(shù)裝備及設(shè)計-3-6機床導軌的設(shè)計ppt課件.ppt

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1、機械制造技術(shù)裝備及設(shè)計4-6機電工程學院制造工程系機械制造技術(shù)裝備及設(shè)計機床導軌的設(shè)計第六章機床導軌的設(shè)計機械制造技術(shù)裝備及設(shè)計機床導軌的設(shè)計第一節(jié)概述導軌副的主要功用是導向和承載。導軌副只許具有一個自由度。導向原理如利用一條導軌面較窄的矩形、三角形、或燕尾形導軌副，可限制住運動部件的四個自由度，沿Y、Z軸的移動，和繞Y、Z軸的轉(zhuǎn)動。若在該導軌副旁加一條相平行的導軌副，便可限制住運動部件繞X軸轉(zhuǎn)動。導軌主要用來支撐和引導運動部件沿著一定的導軌運動，機床上兩相對運動部件的配合面組成一對導軌副，其中，不運動的配合面成為固定導軌；運動的配合面成為運動導軌。在運動部件（工作臺）與固定不動部件（

2、床身）之間只允許有一個自由度，因此，導軌副必須限制運動部件的其他五個自由度。一、導軌的功用和分類導軌副按下列性質(zhì)分類。1．運動軌跡(1)直線運動導軌導軌副的相對運動軌跡為一直線，如普通車床的溜板和床身導軌。(2)圓周運動導軌導軌副的相對運動軌跡為一圓，如立式車床的花盤和底座導軌。2．摩擦性質(zhì)(1)滑動導軌其中有靜壓導軌、動壓導軌和普通滑動導軌，它們的共同特點是導軌副工作面之間的摩擦性質(zhì)為滑動摩擦。(2)滾動摩擦導軌副工作面之間裝有滾動體，使兩導軌面之間為滾動摩擦。3．工作性質(zhì)(1)主運動導軌動導軌作主運動，導軌副間的相對運動速度高。(2)進給運動導軌動導軌作進給運動，導軌副之間的相對運

3、動速度低。(3)移置（調(diào)整）導軌實現(xiàn)部件之間的相對位置調(diào)整，在機床工作時無相對運動。(4)卸荷導軌采用機械、液壓或氣壓辦法減輕支承導軌的負荷，降低靜、動摩擦系數(shù)，以提高導軌的耐磨性、低速平穩(wěn)性和運動精度。二、導軌應滿足的基本要求1.導向精度主要指導軌運動軌跡的精確度。影響導向精度的主要因素有：導軌的幾何精度和接觸精度，導軌的結(jié)構(gòu)形式，導軌及其支承件的剛度和熱變形，靜（動）壓導軌副之間的油膜厚度及其剛度等。2.精度保持性主要由導軌的耐磨性決定，耐磨性與導軌的材料，導軌副的摩擦性質(zhì)，導軌上的壓強及其分布規(guī)律等因素有關(guān)。3.承載能力大、剛度好包括導軌自身剛度和接觸剛度。主要取決于導軌的形狀，

4、尺寸與支承件的連接方式及受力狀況等因素。4.低速運動平穩(wěn)性動導軌作低速運動或微量位移時易產(chǎn)生摩擦自激振動，即爬行現(xiàn)象。爬行會降低定位精度或增大被加工工件表面的粗糙度的值。三、導軌的主要失效形式1．磨損磨粒磨損（切屑、磨粒、導軌面的硬點或?qū)к壉旧砟p的產(chǎn)物；他們刮傷或刻劃導軌。導軌中較硬一面的表面凸起對較軟的一面的搓削作用引起磨損。）咬合磨損咬合磨損是指相對滑動的兩個表面互相咬嚙，所產(chǎn)生的咬裂痕跡叫擦傷（導軌面摩擦使溫度達到金屬融化，引起局部焊接；導軌表面凸起的表面應力超過強度而切壞，屬機械挫傷；導軌表面覆蓋氧化膜及氣體、蒸汽或吸附膜，這些薄膜由于導軌面上的局部比壓或剪切過高而排除時，裸

5、露的金屬表面因分子力作用而吸附在一起，導致冷焊。）2．疲勞和壓潰疲勞表面疲勞是因為表層受接觸應力而產(chǎn)生彈性變形，脫離接觸時則彈性恢復，這種過程達到一定循環(huán)次數(shù)后，表層形成龜裂而產(chǎn)生剝落片。壓潰(永久變形）壓潰是由于接觸應力過大而使表層產(chǎn)生塑性變形而形成坑。四、導軌的材料及其特點1.鑄鐵-鑄鐵動導軌常用灰鑄鐵。支承導軌采用孕育鑄鐵，高磷鑄鐵和合金鑄鐵，其耐磨性比普通鑄鐵高2-4倍。2.鑄鐵-淬硬鑄鐵動導軌常用普通灰鑄鐵，并經(jīng)刮配加工。支承導軌常用HT200鑄鐵并進行表面淬火提高共硬度及耐磨性。3.鑄鐵-淬硬鋼板動導軌常用鑄鐵。支承導軌為淬硬鋼導軌，分段鑲裝在鑄鐵床身上，所用材料是碳素鋼（

6、T108A,T8A等）合金鋼(40Cr,CrWMn等)。鑲鋼導軌4.塑料-鑄鐵在動導軌上粘貼聚四氟乙烯塑料軟帶。它與鑄鐵導軌組成摩擦副時，摩擦系數(shù)僅為0.02-0.03，是鑄鐵-鑄鐵副的1/3左右。5.有色金屬-鑄鐵在動導軌基體上鑲裝有色金屬板，主要有ZQSn6-6-3,ZQA1-9-2等小資料：塑料導軌鑲粘塑料導軌，已廣泛用于數(shù)控機床上，其摩擦系數(shù)小，且動、靜摩擦系數(shù)差很小，能防止低速爬行現(xiàn)象；耐磨性，抗撕傷能力強；加工性和化學穩(wěn)定性好，工藝簡單，成本低，并有良好的自潤滑性和抗震性。塑料導軌多與鑄鐵導軌或淬硬鋼導軌相配使用。塑料導軌的類型及特點近年來國內(nèi)已研制了數(shù)十種塑料基體的復合材

7、料用于機床導軌，其中比較引人注目的為應用較廣的填充PTEE（聚四氟乙烯）軟帶材料，例如美國霞板（Shanban）公司的得爾塞（Turcite-B）塑料導軌軟帶及我國的TSF軟帶。Turcite-B自潤滑復合材料是在聚四氟乙烯中填充50%的青銅粉，據(jù)稱還加有二硫化鉬、玻璃纖維和氧化物制成帶狀復合材料。具有優(yōu)異的減磨、抗咬傷性能，不會損壞配合面，吸振性能好，低速無爬行，并可在干摩擦下工作。塑料導軌軟帶與其他導軌相比，有以下特點：1)摩擦系數(shù)低而穩(wěn)定