机床课件第12章 导轨

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1、第十二章导轨内容：机床导轨的功用、分类和应满足的要求及设计步骤；滑动导轨、滚动导轨的设计特点。要求：对机床导轨具有结构分析及初步的设计能力。导轨副：机床上两相对运动部件的配合面组成一对导轨副。动导轨相对于支承导轨只有一个自由度。动导轨：在导轨副中，运动的一方。支承导轨：在导轨副中，不动的一方。第一节导轨的功用、分类和应满足的要求一、导轨的功用和分类1、功用：导向和承载。导轨主要用来支承和引导运动部件沿着一定的轨迹运动。2、分类：（1）按运动轨迹分：直线和园周运动导轨（2）按运动性质分：主运动导轨:动导轨与支承导轨之间，相对运动的速度较高。进给运动导轨:动导轨与支承导轨之间，相

2、对运动的速度较低。移置导轨：只用于调整部件之间的相对位置，移置后固定，在加工时没有相对运动。（3）按摩擦性质分：滑动导轨滚动导轨静压导轨动压导轨普通滑动导轨（4）按受力状况分：开式导轨：在部件自重和外载作用下，导轨面在全长上可以始终贴合的导轨。闭式导轨：在较大的倾覆力矩时，部件自重不能使导轨面贴合，必须用压板作为辅助导轨面保证主导轨面贴合的导轨。二、导轨应满足的要求导向精度精度保持性低速运动平稳性结构简单、工艺性好导轨性能的好坏，直接影响机床的加工精度、承载能力和使用寿命。1、导向精度导向精度: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

3、:导轨的几何精度和接触精度、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）。（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。(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。2、精度保持性（耐磨性）影响精度保持性的主要因素是磨损。必须提高导轨的耐磨性，尽可能减小导轨的磨损的不均匀程度（沿导轨全长的均匀和不均匀磨损都会影响其精度），并使磨损后能自动补偿或调整

4、。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。3、低速运动平稳性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。进给运动爬行，影响被加工工件的粗糙度、加工精度。定位运动爬行，将降低定位精度。垂直运动不可能出现爬行现象。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。消除爬行现象的主要措施：（1）减少动、静摩擦系数的之差和改变动摩擦系数随速度变化的特性。a、用滚动摩擦代替滑动摩擦；b、采用卸荷导轨和静压导轨；c、采用减摩材料；d、采用导轨油。（

5、2）提高传动机构的刚度。4、结构简单、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。第二节导轨的材料导轨的材料：铸铁、钢、有色金属、塑料等。对导轨材料的要求：耐磨性高、工艺性好、成本低等。一、铸铁1、特点：成本低，有良好的减振性和耐磨性，易于铸造和切削加工。2、材料：灰铸铁HT200。孕育铸铁HT300。耐磨铸铁。3、铸铁导轨的淬火：感应淬火和火焰淬火。目的：提高导轨表面的硬度，提高耐磨性。二、钢1、应用：镶钢支承导轨。2、特点：可大幅度地提高导轨的耐磨性。工艺复杂、加工较困难、成本也较高。3、常用

6、材料：45或40Cr，整体淬硬，HRC≥48。20Cr，渗碳淬硬，HRC≥60。三、有色金属1、应用：用有色金属板材镶装导轨在动导轨上，与铸铁的支承导轨相搭配。2、特点：耐磨性较高，可以防止撕伤和保证运动的平稳性和提高移动精度。3、材料：锡青铜ZQSn6—6—3、铝青铜ZQAl9-4、（黄铜H62、H68）。四、塑料1、应用：在动导轨上镶装塑料软带。与淬硬的铸铁支承导轨和镶钢支承导轨组成导轨副。2、特点：摩擦系数低、耐磨性高、抗撕伤能力强、低速时不易出现爬行、加工性和化学稳定性好、工艺简单、成本低等优点。3、材料：（1）塑料软带：氟塑料导轨软带（2）三层复合材料的导轨板五、导

7、轨副材料的选用1、选用原则：（1）为了提高耐磨性和防止咬焊，动导轨和支承导轨应分别采用不同的材料。如果采用相同的材料，也应采用不同的热处理使双方具有不同的硬度。（2）在直线运动导轨中，长导轨用较耐磨、硬度较高的材料制造。2、滑动导轨副中，常用材料匹配（1）动导轨采用镶装氟塑料导轨软带，支承导轨采用淬火钢或淬火铸铁；（2）动导轨采用不淬火铸铁，支承导轨采用淬火钢或淬火铸铁。（3）高精度机床，因需采用刮研进行导轨的精加工，可采用不淬火的耐磨铸铁导轨副。（4）只有移置导轨或不重要的导轨，才采用不淬火的普通灰铸