導(dǎo)軌的選型及計算

1、導(dǎo)軌的選型及計算按結(jié)構(gòu)特點和摩擦特性劃分的導(dǎo)軌類型見表6-f5,各類導(dǎo)軌的主要特點及 應(yīng)用列于表中。表6-1導(dǎo)軌類型特點及應(yīng)用導(dǎo)軌 類型主要特點應(yīng)用導(dǎo)軌類型主要特點應(yīng)用滑動 導(dǎo)軌1,結(jié)構(gòu)簡單，使用維修 方便。2,未形成完全液 體摩擦?xí)r低速易爬行3,磨損大壽命低，運動 精度不穩(wěn)建普通機 床，冶金 設(shè)備上應(yīng)用普遍滾動導(dǎo)軌1,運動靈敏度高，低速 運動平穩(wěn)性好，左位精 度高。2,精度保持性好, 磨損少，壽命長。3,剛性 和抗振性差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜 成本髙，要求良好的保 護廣泛用 于各類 精密機 床，數(shù) 控機 床，紡 織機械 等塑料 導(dǎo)軌1,動導(dǎo)軌表面貼塑料軟 帶等與鑄鐵或鋼導(dǎo)軌 搭配，摩擦系數(shù)小，且動 靜摩

2、擦系數(shù)搭配，不易 爬行，抗摩擦性能好。2, 貼塑工藝簡單。3,剛度 較低，耐熱性差容易蠕 變主要應(yīng)用 與中大型 機床壓強 不大的導(dǎo) 軌應(yīng)用日 益廣泛動壓導(dǎo)軌1,速度髙(90m/min600m/min), 形成液體摩擦2,阻尼 大，抗陣性好3,結(jié)構(gòu)簡 單,不需復(fù)雜供油系統(tǒng)， 使用維護方便4,油膜 厚度隨載荷與速度而變 化。影響加工精度，低速 重載易出現(xiàn)導(dǎo)軌而接觸主要用 語速度 高，精 度要求 一般的 機床主 運動導(dǎo) 軌鑲鋼， 鑲金 屬導(dǎo) 軌1,在支撐導(dǎo)軌上鑲裝有 一左硬度的不鋼板或鋼 帶，提髙導(dǎo)軌耐磨性，改 善摩擦或滿足焊接床身 結(jié)構(gòu)需要。2,在動導(dǎo)軌 上鑲有青銅只類的金屬 防止咬合磨損，提高耐

3、 磨性，運動平穩(wěn)精度髙鑲鋼導(dǎo)軌 工藝復(fù) 雜，成本 髙。常用 于重型機 床如立 車，龍門 銃床的導(dǎo)1,摩擦系數(shù)很小，驅(qū)動 力小。2,低速運動平穩(wěn) 性好3,承載能力大，剛 性，吸陣性好4,需要一 套液壓裝程，結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 調(diào)整困難各種大 型，重 型機 床，精 密機 床，數(shù) 控機床 的工作 臺初選導(dǎo)軌型號及估算導(dǎo)軌長度X方向初選導(dǎo)軌型號為GGB20BAL2P12x940-4具體數(shù)據(jù)見機械設(shè)計 手冊9-149 Y方向初選導(dǎo)軌型號為GCB20AAL 2/>2x1090 -4導(dǎo)軌的運動條件為常溫，平穩(wěn)，無沖擊和震動為何選用滾動直線導(dǎo)軌副：1) 滾動直線導(dǎo)軌副動靜摩擦力之差很小，摩擦阻力小，隨動性極好。

4、有利于提高數(shù)控系統(tǒng)的響應(yīng)速度和靈墩度。驅(qū)動功率小，只相當普通機械的十分之一。2）承載能力大，剛度高。3）能實現(xiàn)高速直線運動，起瞬時速度比滑動導(dǎo)軌提高10倍。4）采用滾動直線導(dǎo)軌副可簡化設(shè)計，制造和裝配工作，保證質(zhì)量，縮短時 間，降低成本。導(dǎo)軌的長度：由于導(dǎo)軌長度影響工作臺的工作精度和高度，一般可根據(jù)滑塊導(dǎo)向部分的長 度來確定導(dǎo)軌長度。其公式為：L=H+S+A1-S1-S2山此公式估算岀Lx二940mm, Ly二1090mm其中L導(dǎo)軌長度H滑塊的導(dǎo)向面長度S滑塊行程 1封閉高度調(diào)節(jié)量51 滑塊到上死點時，滑塊露出導(dǎo)軌部分的長度52 滑塊到下死點時，滑塊露出導(dǎo)軌部分的長度計算滾動導(dǎo)軌副的距離額定壽

5、命X方向的導(dǎo)軌計算X方向初選導(dǎo)軌型號為GGB2OBAL2P 12x940-4，查表加得，這種導(dǎo)軌的額 定動，靜載荷分別為Cd二,Coa二。4個滑塊的載荷按表序號1的載荷計算式計算。其中工作臺的最大重量為：G二 100X 二980NF1二F2二F3二F4二1/4 （G1+F）二250N1）滾動導(dǎo)軌的額定壽命計算公式為：L=（仇 ft fc fa Ca/ fwPc） &><k二27166km式中L額定壽命（km）；Ca額定動載荷（KN）；P當量動載荷（KN）；Fmax受力最大滑塊所受的載荷（KN）；Z導(dǎo)軌上的滑塊數(shù)；£指數(shù)，當導(dǎo)軌體為滾珠時，*二3；當為滾柱時*二10

6、/3；K額定壽命單位（KM），滾珠時，K二50KM：滾柱時，K二100KM：fh 硬度系數(shù)；fh（滾道實際硬度（HRC） ） o由于產(chǎn)品技術(shù)要求規(guī)定，滾道硬度不得低于58HRC,故通?？扇h二1 ft 溫度系數(shù)，查表6-2巴得力二1表6-2溫度系數(shù)0工作溫度/ c<100100150150200200250f.1090073060fc接觸系數(shù)，查表6-3；得人二1表6-3接觸系數(shù)每根導(dǎo)軌上 的滑塊數(shù)123451. 00081072066061fa精度系數(shù)，查表6-4；取人二表6-4精度系數(shù)工作條件fa無外部沖擊或振動的低速運動的場合，速度小于15m/minr無明顯沖擊或振動的場合，速度

7、為15"60m./min2有外部沖擊或髙速運動的場合，速度大于60m/min2fw載荷系數(shù)，查表6-5；得人二1表6-5載荷系數(shù)精度等級234L0L1. 0100909則 L=27166Km2）壽命時間的計算當行程長度一定，以h為單位的額定壽命為:式中 Lh壽命時間（h）L額定壽命（km）La行程長度（m）心一一每分鐘往返次數(shù)則 Lh = 30592 .3/1工況為：每天開機6個小時，每年300個工作日，則預(yù)計壽命年限為：Lf300 X 6二年同理求出Y方向滾動導(dǎo)軌副的距離額定壽命：L=Lh二25230214 年導(dǎo)軌材料與熱處理機床滑動導(dǎo)軌常用材料主要是灰鑄鐵和耐磨鑄鐵。灰鑄鐵通常以

8、HT200或HT300做固定導(dǎo)軌，以HT150或HT200做動導(dǎo)軌。JB/T3997-1994標準對普通灰鑄鐵導(dǎo)軌的硬度要求如表6-6他所示表6-6灰鑄鐵導(dǎo)軌硬度要求硬度要求（HBS）硬度不均勻性（HBS）導(dǎo)軌長度/mm導(dǎo)軌鑄件重K/t不低于不髙于導(dǎo)軌長度/mm硬度差不超 過<2500190255W250025>2500>3180241>250035>5175241由幾何件連45>10165241接的導(dǎo)軌常用耐磨鑄鐵與普通鑄鐵耐磨性比較見表6-73：表6-7常用耐磨鑄鐵耐磨鑄鐵名稱耐磨性髙于普通鑄鐵倍數(shù)磷銅鈦耐磨鑄鐵2高磷耐磨鑄鐵1帆鈦耐磨鑄鐵12稀土鑄鐵1

9、珞鋁耐磨鑄鐵1導(dǎo)軌熱處理:一般重要的導(dǎo)軌，鑄件粗加工后進行一次時效處理，高精度導(dǎo) 軌鑄件半精加工后還需進行第二次時效處理。常用導(dǎo)軌淬火方法有：1）中頻淬火，淬硬層深度（12）mmo硬度（4550）HRC。2）接觸加熱自冷表面淬火，淬碩深度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)要求表而粗糙度1）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，但 勞動強度大、生產(chǎn)率低。主要用于高精度導(dǎo)軌。刮研導(dǎo)軌軌面每25mmX25mm面積內(nèi)的接觸點數(shù)不得少于表6-8宜的規(guī)定。表6-8刮研導(dǎo)軌而25mmX25mm內(nèi)接觸點數(shù)機床類別滑動導(dǎo)軌移矍導(dǎo)軌鑲條、壓板滑動面每

10、條導(dǎo)軌寬度/ mmW250>250W100>100II【級和III級以上2016161212IV級1612121010V級10S8662）導(dǎo)軌 生產(chǎn)率高,是加工淬硬導(dǎo)軌唯一方法，磨削導(dǎo)軌表面粗糙度應(yīng)達到 的要求，見表6-9：10接觸面要求見表6-10：燈。表6-9磨削導(dǎo)軌表而粗糙度辰機床 類型動導(dǎo)軌固左導(dǎo)軌中小型大型重型中小型大型重型III級 和III 級以上IV級V級注：1滑動速度大于時，粗糙度應(yīng)降低一級（括號內(nèi)數(shù)值）o2.淬換導(dǎo)軌的表面粗糙度應(yīng)降低一級（括號內(nèi)數(shù)值）。表6-10磨削導(dǎo)軌表而的接觸指標（廟機床類型滑（滾）動導(dǎo)軌移置導(dǎo)軌全長上全寬上全長上全寬上III級和III級以上

11、80707050IV級75606545V級70506040注：1寬度接觸達到要求后，方能作長度的評定。2.鑲條按相配導(dǎo)軌接觸抬標檢驗。幾何精度導(dǎo)軌的兒何精度主要是指導(dǎo)軌的直線度和導(dǎo)軌間的平行度，垂直度等。具體 相關(guān)的兒何精度參閱有關(guān)機械的精度標準。本機構(gòu)導(dǎo)軌精度取3級。導(dǎo)軌設(shè)計和使用注意事項正確合理地設(shè)訃和使用滾動直線導(dǎo)軌副，可以提高耐用度和精度保持性，減 少維修和保養(yǎng)時間。為此，應(yīng)注意如下事項：1）盡量避免力矩和偏心載荷的作用滾動直線導(dǎo)軌副樣本中給出的額定動, 靜載荷，都是在各個滾珠受載均勻的理想狀態(tài)下算出的。因此，必須十分注意避免 力矩載荷和偏心載荷。否則，一部分滾珠承受的載荷，有可能超過

12、計算Ca值時確 定的許用接觸應(yīng)力，導(dǎo)致過早的疲勞破壞或產(chǎn)生壓痕并出現(xiàn)振動，噪聲，降低移動 精度等現(xiàn)象。2）提高剛度，減少振動 適當預(yù)緊可以提高剛度，均化滾動體的受力從而提 高壽命，并在一定程度上提高阻尼。但是預(yù)緊力過大會增加導(dǎo)軌副的摩擦阻力， 增加發(fā)熱，降低使用壽命。因此預(yù)緊力有其最佳值。滾動支承的阻尼較小，因此要盡可能使它承受恒定的載荷。有過大的振動和 沖擊載荷的場合不宜應(yīng)用直線滾動導(dǎo)軌副。為了減少振動，可以在移動的匸作臺 上加裝減振裝置。條件許可時可安裝鎖緊裝置，加工時把不移動的工作臺固定。3）降低加速度的影響直線滾動導(dǎo)軌副的移動速度可以高達600m/mino起 動和停止時，將產(chǎn)生一個力矩，使部分滾動體受載過大，造成破壞。因此，如果加速 度較大，應(yīng)采取以下措施：減輕被移動物體的質(zhì)量，降低物體的重心，采取多級制 動以降低加速度，在啟動和制動時，增加阻尼裝置等。4）導(dǎo)軌防護