滚柱直线导轨副的结构设计及寿命验证.pdf

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1、桃睐／豫件／I装拦旦圭．．搀查．achineTools／Accessories／Fixture滚柱直线导轨副的结构设计及寿命验证广东高新凯特精密机械股份有限公司(江门5291oo)冯健文赵美玲曹鹏杰陈伟就近几年高刚性、重负载机床越来越多采用滚柱精密磨削，导轨的直线度决定导轨副的运动精度。直线导轨副代替原来的滚珠直线导轨及滑动导轨，②滑块是导轨副与安装滑台相联的部件，由滑块主因此设计和生产高精度、高速度、重载型的滚柱直体、返向器、半圆柱、回柱管道、保持架和密封件线导轨副对于我国发展高档机械装备是十分必要等组成。滑块

2、主体同样经淬火和精密磨削而成；返的。本公司作为国内专业精密滚动直线导轨副生产向器、柱循厂家，精心设计和生产滚柱直线导轨副，本文介绍滚柱直线导轨副的结构设计及寿命验证。1．结构设计(1)整体结构滚柱直线导轨副由导轨、滑块和滚柱组成，如图1所示，其中：①导轨是导轨副与安装底座相联接的部件，材料采用优质合金钢，滚道经表面淬火处理，导轨的定位侧面和沟槽图1滚柱直线导轨副结构图作为直角三角形的一个直角边，以图4中、两点的距离作为另一个直角边，这样就可以得到如图5的一个直角三角形OAB。测出OA与AB的夹角6c，即为所求。3

3、．关系式计算法D—D根据上述已知条件，建立关系式。由图4和图图35，求。[。经过计算(过程略)得出虽然油孔的入钻点和出钻点位于同一平面上，但从tana3=L／(d／2)×sinal／sina2+{一【(d／2)×sinal／图3可看出此时仍无法加工，还需确定角度。其tana2一(d／2)COSa1]}／cosa2求解方法有以下两种。利用此式可求出所需的各工艺参2．作图法数，这里不再详解。L，，、根据已知条件，利用绘图软4．结语上述两种方法可用于单缸及多缸图5件，按下列步骤绘制：(1)按图1所示成品图形及曲轴的油孔

4、工艺参数求解，实现了工装的快速设相应的尺寸和角度绘制得到如图4计。两种方法可以相互校核，保证了设计的可靠所示图形。D—D性。对于特殊情况，根据成品图给定尺寸，可间接(2)以斜油孔两端水平距离图4求出上述已知条件。MW(收稿日期：20121224)3，，6O参-I’铷‘旬’．I籼碍舢工上帆床／附件／I装achhze

5、I_0o

6、s，Accessories／FiHre环的通道，实现滚柱无限循环运动；密封件包括密1．3滚动直线导轨副外形尺寸与公差。②滚柱封端盖、密封底片和防护带板等，目的是防止外部上下循环回路为对称分布，

7、相互不能发生干涉。③污染进入滑块内部。③滚柱是滚动体，在导轨和滑滚柱接触角度设计为45。，滚柱中心组成正方形。块之间传递力，使导轨和滑块实现相对运动。④滑块安装孔的沉孔与回柱孔最小距离，如图4所(2)两种沟槽接触状态滚柱直线导轨副的示。⑤滑块底面距离与回柱孔最小距离B。⑥塑料沟槽接触状态分为0形,ux形，其结构如图2、图3回柱管道最薄位置厚度c。⑦滑块底部与导轨底部所示。O形相对力臂更长，滑块承受摆动力矩时角的间隙D。位移的变化小刚度高，x形承受摆动力矩容易发生偏摆属于自调心结构。本公司HTPM品牌滚柱直线导轨副

8、采取O形结构，接触角度为45。，能承受上下左右四方向载荷。＼＼_【_／／一．【．一．．．回图2O形结构图3X形结构(3)确定滚柱的尺寸根据国际标准ISO14728—2滚动直线导轨副额定静载荷图4滑块内部结构Co=foiZtLeD。COSa(1)式中，是系数，fo=221；f是沟槽数，i=2；Z是以本公司HTPM品牌的LGR55滚柱直线导轨副有效滚柱数；三。是滚柱有效长度(mm)；D。是为例，受到以上尺寸的限制，滚柱尺寸取6mm×滚柱直径(mm)；6c是接触角，a=45。。8．5mm。由式(1)可知，增加滚柱有效长

9、度和滚柱数(4)返向器尺寸的确定滑块主体两端安装有量可增大滚柱直线导轨副额定静载荷值；当滑块长塑料返向器，返向器的作用是将从承载滚道中出来度不变时，由于滚柱直径和滚柱数量成反比关系，的滚柱运动方向平稳地改变180。，使之沿滑块内部增大滚柱直径并不会提高静载荷值。的回柱管道返回，经滑块另外一端的返向器运动方根据国际标准ISO14728—1滚动直线导轨副向再次改变180。，最终到达承载滚道的入口处，形额定动载荷和寿命成循环回路，使滚动直线导轨副实现往复运动。C100R=6mi“7／935／COSa(2)由图2、图3可

10、式中，bin=1．1(额定系数)；fc=1952(为减少系知，0形结构返向数，O．83)；，为滑块有效长度(mm)(一列滚道器较x形复杂，滚上两端承载滚柱中心的距离)。柱循环回路在返向由式(2)可知，增加滚柱的直径和滚柱有效器内为前后交叉。长度可提高滚柱直线导轨副额定动载荷值。为了如图5所示，反向图5返向器正面图设计的滚柱直线导轨副额定动、静载荷能达到最器的4个回柱沟槽佳