导轨是数控机床的重要部件之一,它在很大程度上决定数控机床的刚度、精度与精度保持性。目前,数控机床上的导轨型式主要有滑动导轨、直线滚动导轨和液体静压导轨等。
1.滑动导轨副
滑动导轨具有结构简单、制造方便、刚度好、抗振性高等优点,在数控机床上应用广泛。但对于金属对金属型式,静摩擦系数大,动摩擦系数随速度变化而变化,在低速时易产生爬行现象。为了提高导轨的耐磨性,改善摩擦特性,可通过选用合适的导轨材料、热处理方法等。例如,导轨材料可采用优质铸铁、耐磨铸铁或镶淬火钢导轨,热处理方法采用导轨表面滚压强化、表面淬硬、镀铬、镀钼等方法提高机床导轨的耐磨性能。目前多数使用金属对塑料型式,称为贴塑导轨。贴塑滑动导轨的塑料化学成分稳定、摩擦系数小、耐磨性好、耐腐蚀性强、吸振性好、比重小、加工成形简单,能在任何液体或无润滑条件下工件。其缺点是耐热性差、导热率低、热膨胀系数比金属大、在外力作用下易产生变形、刚性差、吸湿性大、影响尺寸稳定性。
2.直线滚动导轨副
图1是直线滚动导轨副的外形图,直线滚动导轨由一根长导轨(导轨条)和一个或几个滑块组成。
直线滚动导轨副的特点是摩擦系数小,精度高,安装和维修都很方便。由于直线滚动导轨是一个独立的部件,对机床支承导轨部分的要求不高,既不需要淬硬也不需要磨削或刮研,只需精铣或精刨。因为这种导轨可以预紧,因此其刚度高。
3.液体静压导轨副
液体静压导轨由于其导轨的工作面完全处于纯液体摩擦下,因而工作时摩擦系数极低(f=0.0005);导轨的运动不受负载和速度的限制,且低速时移动均匀,无爬行现象;由于液体具有吸振作用,因而导轨的抗振性好;承载能力大、刚性好;摩擦发热小,导轨温升小。但液体静压导轨的结构复杂,多了一套液压系统;成本高;油膜厚度难以保持恒定不变。故液体静压导轨主要用于大型、重型数控机床上。
液体静压导轨副的结构型式可分为开式和闭式两种。图2为开式静压导轨工作原理图。
对于闭式液体静压导轨副,其导轨的各个方向导轨面上均开有油腔,所以闭式导轨具有承受各方向载荷的能力,且其导轨保持平衡性较好。
滚动直线导轨副安装特点:
选用滚动直线导轨副可以简化机床导轨部分的设计、制造和装配工作,合理的安装设计可以达到事半功倍的效果。#直线导轨#
滚动直线导轨副的作用是用来支撑和引导运动部件,按给定的方向做往复直线运动。导轨副的安装形式有很多种,常见的有六种安装形式,下面介绍一下这六种安装形式的使用场合及其特点1、正装,适用于受冲击、振动大的切削加工机床,导轨和滑块的侧面均采用压板压紧,防止松动,保持精度稳定。水平安装是最简单的装配方式,在受到冲击和振动时能够维持高精度和高精准性,并且安装方便,便于设备的拆卸、清洗以及维修等。
2、倒装,适用于冲击、振动不大及切削力也不大的轻型机床。对于这种安装方式,导轨和滑块均无压紧装置,装配时必须借助工装夹具,使导轨与配件之间的基准面紧密地贴合在一起,达到所规定的要求。
3、侧装,特别适合于横梁使用,例如龙门镗铣床、立车等。这种安装方式比较容易进行高精度安装,但是需要注意润滑管路的设计,导轨副一般采用侧面润滑。
4、斜装,一般选用高刚性滚柱导轨副和径向重载导轨副,有利于克服重力,保持导轨副稳定性,以提高机床精度,适用于中大型机床。
5、混装,是安装方式的变形,一般用于安装空间有限的场合。装配时,可根据需要修磨调节板尺寸,达到压紧目的。
6、竖直安装,适用于竖直方向上取料的机械手手臂,垂直提升机构以及三坐标机械手等场合,将直线导轨在竖直平面的垂直方向上安装。