導(dǎo)軌及選型及計(jì)算導(dǎo)軌的選型及計(jì)算按構(gòu)造特點(diǎn)和摩擦特性劃分的導(dǎo)軌類型見(jiàn)表6-1[]應(yīng)用列于表中。6-1導(dǎo)軌類型特點(diǎn)及應(yīng)用導(dǎo)軌 導(dǎo)軌主要特點(diǎn) 應(yīng)用類 類型型1,一般單,使用維機(jī)修便利。2,滑 床,未形成完全

應(yīng)主要特點(diǎn)用廣1,運(yùn)動(dòng)靈敏泛度高,低速用運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性于好,定位精各2,精類動(dòng)液體摩擦?xí)r導(dǎo)低速易爬行軌3,磨損大壽命低,運(yùn)動(dòng)精度不穩(wěn)定

冶金滾動(dòng)設(shè)備導(dǎo)軌上應(yīng)用普遍

精好,磨損少,密壽命長(zhǎng)。3,機(jī)剛性和抗振床,性差,構(gòu)造數(shù)控高,要求良機(jī)好的保護(hù)床,1,動(dòng)導(dǎo)軌外表貼塑料軟帶等與鑄鐵或鋼導(dǎo)軌搭配,摩擦系數(shù)小,且動(dòng)塑靜摩擦系數(shù)料搭配,不易導(dǎo)爬行,抗摩軌擦性能好。2,貼塑工藝3,剛度較低,耐熱性差簡(jiǎn)潔蠕變

主要應(yīng)用與中大型機(jī)床壓強(qiáng)動(dòng)壓不大導(dǎo)軌的導(dǎo)軌應(yīng)用日益廣泛

紡織機(jī)械等1,速度高主(90m/min~6要00m/min), 用形成液體摩語(yǔ)擦2,阻尼速大,抗陣性度好3,構(gòu)造高,簡(jiǎn)潔,不需精簡(jiǎn)單供油系度統(tǒng),使用維要護(hù)便利4,油求膜厚度隨載一荷與速度而般變化。影響的加工精度,機(jī)低速重載易床消滅導(dǎo)軌面主鑲軌耐磨性,本錢(qián)鋼,改善摩擦或高。鑲軌耐磨性,本錢(qián)鋼,改善摩擦或高。鑲滿足焊接床常用金于重屬要。2,在動(dòng)型機(jī)導(dǎo)導(dǎo)軌上鑲有床如軌青銅只類的金屬防止咬立車,合磨損,提高耐磨性,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)精度高龍門(mén)銑床的導(dǎo)軌上靜壓載力量大,精導(dǎo)軌剛性,吸陣性好4,需要一套液壓裝置,構(gòu)造復(fù)密機(jī)床,數(shù)雜,調(diào)整困難控機(jī)床的工1,在支撐導(dǎo)鑲鋼軌上鑲裝有導(dǎo)軌肯定硬度的工藝不鋼板或鋼復(fù)帶,提高導(dǎo)雜,接觸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌各種1,摩擦系數(shù)大型,很小,驅(qū)動(dòng)重2,低型速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)機(jī)性好3,床,作作臺(tái)初選導(dǎo)軌型號(hào)及估算導(dǎo)軌長(zhǎng)度X方向初選導(dǎo)軌型號(hào)為GGB20BAL2P129404 [6]具體數(shù)據(jù)見(jiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》9-149 Y方向初選導(dǎo)軌型號(hào)為GB20AAL2P1

210904導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)條件為常溫，平穩(wěn)，無(wú)沖擊和震驚為何選用滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副：1〕滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副動(dòng)靜摩擦力之差很小，摩擦阻力小，隨動(dòng)性極好。有利于提高數(shù)控系統(tǒng)的響應(yīng)速度和靈敏度。驅(qū)動(dòng)功率小，只相當(dāng)一般機(jī)械的格外之一。承載力量大，剛度高。能實(shí)現(xiàn)高速直線運(yùn)動(dòng)，起瞬時(shí)速度比滑動(dòng)導(dǎo)軌提高10倍。承受滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副可簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，制造和裝配工作，保證質(zhì)量，縮短時(shí)間，降低本錢(qián)。導(dǎo)軌的長(zhǎng)度：由于導(dǎo)軌長(zhǎng)度影響工作臺(tái)的工作精度和高度，一般可依據(jù)滑塊導(dǎo)向局部的長(zhǎng)度來(lái)確定導(dǎo)軌長(zhǎng)度。其公式為：L=H+S+△l-S1-S2由此公式估算出Lx=940mm,Ly=1090mmL—導(dǎo)軌長(zhǎng)度S—滑塊行程△l—封閉高度調(diào)整量S1—滑塊到上死點(diǎn)時(shí)，滑塊露出導(dǎo)軌局部的長(zhǎng)度S2—滑塊到下死點(diǎn)時(shí)，滑塊露出導(dǎo)軌局部的長(zhǎng)度計(jì)算滾動(dòng)導(dǎo)軌副的距離額定壽命XXGGB20BAL2P1294049.3-73[1]Ca=13.6kN,Coa=20.3kN。49.3-481其中工作臺(tái)的最大重量為:G=100×9.8=980NF1=F2=F3=F4=1/4〔G1+F〕=250N滾動(dòng)導(dǎo)軌的額定壽命計(jì)算公式[6]為：L=〔fh

ffcfaCa/fwPc〕 K=27166kmt式中L——額定壽命〔km〕；Ca——額定動(dòng)載荷〔KN〕；P——當(dāng)量動(dòng)載荷〔KN〕；Fmax——受力最大滑塊所受的載荷〔KN〕；Z——導(dǎo)軌上的滑塊數(shù)；=3；當(dāng)為滾柱時(shí)=10/3；K——額定壽命單位〔KM〕，滾珠時(shí)，K=50KM；滾柱時(shí)，K=100KM；fh——硬度系數(shù)；fh――〔滾道實(shí)際硬度〔HRC〕〕。由于產(chǎn)品技術(shù)要求規(guī)定，滾道硬度不得低于58HRC，故通常可取fh=1ft——溫度系數(shù)，查表6-2[7],得

ft=1C度/0C

6-2溫度系數(shù)100 100~150150~200200~250f 1 t

0．73 0．60fc——接觸系數(shù)，查表6-3；得

fc=1每根導(dǎo)1軌上的滑塊數(shù)

6-3接觸系數(shù)2 3 4 5f 1．000．810．720．660．61cfa6-4fa=1.56-4精度系數(shù)工作條件工作條件無(wú)外部沖擊或振動(dòng)的低速運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)15m/min無(wú)明顯沖擊或振動(dòng)的場(chǎng)合，速度為15~60m/min有外部沖擊或高速運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合，速度大于60m/minfa1~1.51.5~22~3.5fw6-5fw=16-5載荷系數(shù)2級(jí)345f1．01．00．90．9wL=27166Km壽命時(shí)間的計(jì)算當(dāng)行程長(zhǎng)度肯定，以h為單位的額定壽命為：L103 27166103Lh2La

n 2

20.74160

式中Lh

——壽命時(shí)間〔h〕L——額定壽命〔km〕La——行程長(zhǎng)度〔m〕n2——每分鐘來(lái)回次數(shù)則L 30592.3hh工況為：每天開(kāi)機(jī)6個(gè)小時(shí)，每年300個(gè)工作日，則估量壽命年限為：L=30592.3/300×6=16.9h同理求出Y方向滾動(dòng)導(dǎo)軌副的距離額定壽命：L=26340.1kmL=25230h=14h導(dǎo)軌材料與熱處理機(jī)床滑動(dòng)導(dǎo)軌常用材料主要是灰鑄鐵和耐磨鑄鐵。HT200HT300HT150HT200JB/T3997-19946-6[10]所示硬度要求(HBS)硬度不均勻性(HBS)表硬度要求(HBS)硬度不均勻性(HBS)導(dǎo)長(zhǎng)/mm軌度導(dǎo)鑄重/t軌件量不于低不高于導(dǎo)軌長(zhǎng)度/mm硬差度不≤-190255≤2525002500>2500>3180241>250035>5175241由幾何45>10165241件連接的導(dǎo)軌常用耐磨鑄鐵與一般鑄鐵耐磨性比較見(jiàn)表6-7[8]表6-7 常用耐磨鑄鐵耐磨鑄鐵名稱

數(shù)1.5～2高磷耐磨鑄鐵高磷耐磨鑄鐵稀土鑄鐵鉻鉬耐磨鑄鐵11～211導(dǎo)軌熱處理:一般重要的導(dǎo)軌，鑄件粗加工后進(jìn)展一次時(shí)效處理，高精度導(dǎo)軌鑄件半精加工后還需進(jìn)展其次次時(shí)效處理。常用導(dǎo)軌淬火方法有:中頻淬火，淬硬層深度(1～2)mm。硬度(45～50)HRC。接觸加熱自冷外表淬火，淬硬深度(0.2～0.25)mm,顯微硬度600HM左右。這種淬火方法主要用于大型鑄件導(dǎo)軌。導(dǎo)軌的技術(shù)要求外表粗糙度刮研導(dǎo)軌刮研導(dǎo)軌具有接觸好、變形小、可以存油、外觀美等特點(diǎn),但勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)率低。主要用于高精度導(dǎo)軌。刮研導(dǎo)軌軌面每25mm×25mm面積內(nèi)的接觸點(diǎn)數(shù)不得少于表6-8[9]規(guī)定。機(jī)床類別滑動(dòng)導(dǎo)移置導(dǎo)鑲條、壓板軌軌滑動(dòng)面每條導(dǎo)軌寬度機(jī)床類別滑動(dòng)導(dǎo)移置導(dǎo)鑲條、壓板軌軌滑動(dòng)面每條導(dǎo)軌寬度／mm≤＞≤＞252510100000Ⅲ級(jí)和Ⅲ級(jí)以2016161212上Ⅳ級(jí) 1612121010Ⅴ級(jí) 108 8 6 6導(dǎo)軌生產(chǎn)率高,是加工淬硬導(dǎo)軌唯一方法，磨削導(dǎo)軌外表粗糙度應(yīng)到達(dá)的要求,見(jiàn)表6-9[10]。接觸面要求見(jiàn)表6-10[10]。6-9磨削導(dǎo)軌外表粗糙度Ra機(jī)床類型型動(dòng)導(dǎo)軌大型重型固定導(dǎo)軌中小型大型重型Ⅲ0.2～0.4～0.8(0.1～0.2～0.4(級(jí)0.4(00.8(00.4)0.2(0.0.4(00.2)和.1～.2～05～ .1～Ⅲ0.2)0.4)0.1) 0.2)級(jí)以上Ⅳ0.4(01.6(01.6(0.2(0.0.4(00.8(級(jí).2).8)0.8)1) .2)0.4)Ⅴ0.8(01.6(01.6(0.4(0.0.8(01.6(級(jí).4).8)0.8)2) .4)0.8)注:1.滑動(dòng)速度大于0.5時(shí),粗糙度應(yīng)降低一級(jí)(括號(hào)內(nèi)數(shù)值)。2.淬硬導(dǎo)軌的外表粗糙度應(yīng)降低一級(jí)(括號(hào)內(nèi)數(shù)值)。6-10磨削導(dǎo)軌外表的接觸指標(biāo)(%)機(jī)型滑(滾)動(dòng)導(dǎo)軌全長(zhǎng)上全寬上移置導(dǎo)軌全長(zhǎng)上全寬上ⅢⅢ上80 707050Ⅳ級(jí)75606545Ⅴ級(jí)70506040注:1.寬度接觸到達(dá)要求后,方能作長(zhǎng)度的評(píng)定。2.鑲條按相配導(dǎo)軌接觸指標(biāo)檢驗(yàn)。幾何精度導(dǎo)軌的幾何精度主要是指導(dǎo)軌的直線度和導(dǎo)軌間的平行度,垂直度等。具體3導(dǎo)軌設(shè)計(jì)和使用留意事項(xiàng)正確合理地設(shè)計(jì)和使用滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副,可以提高耐用度和精度保持性,削減修理和保養(yǎng)時(shí)間。為此,應(yīng)留意如下事項(xiàng):盡量避開(kāi)力矩和偏心載荷的作用 滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副樣本中給出的額定動(dòng),靜載荷,都是在各個(gè)滾珠受載均勻的抱負(fù)狀態(tài)下算出的。因此,必需格外留意避開(kāi)力矩載荷和偏心載荷。否則,一局部滾珠承受的載荷,有可能超過(guò)計(jì)算Ca值時(shí)確定的許用接觸應(yīng)力,導(dǎo)致過(guò)早的疲乏破壞或產(chǎn)生壓痕并消滅振動(dòng),噪聲,降低移動(dòng)精度等現(xiàn)象。提高剛度,削減振動(dòng)適當(dāng)預(yù)緊可以提高剛度,均化滾動(dòng)體的受力從而提增加發(fā)熱,降低使用壽命。因此預(yù)緊力有其最正確值。滾動(dòng)支承的阻尼較小,因此要盡可能使它承受恒定的載荷。有過(guò)大的振動(dòng)和沖擊載荷的場(chǎng)合不宜應(yīng)用直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副。為了削減振動(dòng),可以在移動(dòng)的工作臺(tái)上加裝減振裝置。條件許可時(shí)可安裝鎖緊裝置,加工時(shí)把不移動(dòng)的工作臺(tái)固定。3)降低加速度的影響直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的移動(dòng)速度可以高達(dá)600m/min。起動(dòng)和停頓時(shí),將產(chǎn)生一個(gè)力矩,使局部滾動(dòng)體受載過(guò)大,造成破壞。因此,假設(shè)加速度較大,應(yīng)實(shí)行以下措施:減輕被移動(dòng)物體的質(zhì)量,降低物