機(jī)械設(shè)計(jì)精密設(shè)計(jì)導(dǎo)軌與基座

機(jī)械設(shè)計(jì)精密設(shè)計(jì)導(dǎo)軌與基座第一頁，共十四頁，2022年，8月28日§2導(dǎo)軌設(shè)計(jì)的要求1導(dǎo)向精度導(dǎo)向精度是運(yùn)動(dòng)副的主要技術(shù)指標(biāo)，它是指導(dǎo)軌副中運(yùn)動(dòng)件沿給定方向做直線或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的精確程度直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌幾何精度的幾項(xiàng)指標(biāo)①導(dǎo)軌在水平平面和垂直平面的直線度圖（a)圖（b）為V型導(dǎo)軌在水平平面和垂直平面的直線度，其誤差為△。第二頁，共十四頁，2022年，8月28日②導(dǎo)軌間的平行度和垂直度導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度誤差對(duì)工作平面加工精度的影響兩導(dǎo)軌面的平行度二剛度導(dǎo)軌的剛度是指外力作用下導(dǎo)軌本身抵抗變形的能力第三頁，共十四頁，2022年，8月28日

1—刀具；2—橫梁；3—主軸箱

1—立柱；2—縱梁；3—橫梁；4—滾動(dòng)軸承；5—小車；6—滾輪；7—校正板；8—螺桿三耐磨性減少磨損的措施1．降低導(dǎo)軌面比壓導(dǎo)軌面比壓是指導(dǎo)軌單位面積上承受載荷的能力，即

第四頁，共十四頁，2022年，8月28日式中p——導(dǎo)軌面比壓；

W——作用于導(dǎo)軌面上的集中載荷；

A——承載面積；a為導(dǎo)軌寬度；

L——為動(dòng)導(dǎo)軌長度。2．良好的防護(hù)與潤滑3．正確選擇導(dǎo)軌副的材料和熱處理§3導(dǎo)軌導(dǎo)向設(shè)計(jì)一按運(yùn)動(dòng)學(xué)原理設(shè)計(jì)一個(gè)剛體在空間中有6個(gè)自由度，如圖（a）所示沿x，y，z軸的移動(dòng)和繞這三個(gè)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)際中往往受到約束，如圖（b）所示。第五頁，共十四頁，2022年，8月28日在將導(dǎo)軌的形體用符號(hào)來表示：球—S、平面—P、圓柱—C、V形—VG、山形—VM的情況下，導(dǎo)軌副的基本單元可組合成如下六種實(shí)用類型如下。（1）球與平面

（3）平面與平面

（4）球與V形

（5）山形與V形

（6）圓柱與V形

（2）圓柱與平面

二按誤差平均原理計(jì)算第六頁，共十四頁，2022年，8月28日§4滾動(dòng)導(dǎo)軌含義：在動(dòng)、靜兩導(dǎo)軌面間放入滾珠、滾柱或滾針等滾動(dòng)體，導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)處于滾動(dòng)摩擦狀態(tài)，這種導(dǎo)軌稱為滾動(dòng)導(dǎo)軌。

一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)滾動(dòng)導(dǎo)軌按滾動(dòng)體分，有滾珠導(dǎo)軌、滾柱導(dǎo)軌、滾針導(dǎo)軌等。1．滾珠導(dǎo)軌滾珠導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)型式

第七頁，共十四頁，2022年，8月28日2．滾柱（針）導(dǎo)軌滾柱（針）導(dǎo)軌副結(jié)構(gòu)形式

3．滾動(dòng)軸承導(dǎo)軌4．組合導(dǎo)軌滾珠與滾柱組合的導(dǎo)軌

滾柱與長圓柱軸組合的導(dǎo)軌副

第八頁，共十四頁，2022年，8月28日§5基座一基座的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及主要技術(shù)要求精密數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)圖

1—基座；2—工作臺(tái)；3—傳動(dòng)系統(tǒng)；4—電機(jī)；5—立柱；6—控制系統(tǒng)基座與支承件的特點(diǎn)①尺寸較大②結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜基座設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題①剛性②熱變形③抗振性④穩(wěn)定性第九頁，共十四頁，2022年，8月28日提高抗振性的方法①提高靜剛度②減小內(nèi)部振源的振動(dòng)影響。③減輕重量。④有時(shí)采取隔振措施以減小外界振源對(duì)儀器正常工作的影響。

為提高穩(wěn)定性對(duì)基座和支承件要進(jìn)行時(shí)效處理的方法

①自然時(shí)效處理。

②人工時(shí)效處理。

二基座與支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)構(gòu)件承受彎曲載荷，其彎曲變形量為

1正確的選擇截面第十頁，共十四頁，2022年，8月28日扭曲變形量則為

式中K1，K2——抗彎、抗扭系數(shù)，與材料彈性模數(shù)和尺寸有關(guān)；——截面抗彎、抗扭慣性矩，與構(gòu)件的截面形狀有關(guān)。

，

結(jié)論：①空心的截面慣性矩比實(shí)心的大，即空心截面構(gòu)件的剛度比實(shí)心的高。因此在相同截面面積的情況下，采用加大橫截面輪廓尺寸而減小壁厚的辦法可提高支承件的剛度。②采用圓形空心截面能提高抗彎和抗扭剛度。采用長方開空心截面對(duì)提高長邊方向的抗彎剛度效果顯著。③截面為不封閉形式，抗扭剛度極差。因此，在相同的截面面積的情況下，支承件的截面最好做成四邊封閉的箱形。第十一頁，共十四頁，2022年，8月28日2合理布置筋板和加強(qiáng)筋按布置形式筋板分

縱向筋板

橫向筋板

斜置筋板

筋板的布置形式

第十二頁，共十四頁，2022年，8月28日各種筋板的布置形式如圖所示(a)，(b)和(c)都是方格式縱橫筋，其中(c)比(b)的鑄造性能好，因?yàn)?c)中筋條受力狀況好，交叉處金屬聚集較少，分布均勻，內(nèi)應(yīng)力小。(d)、(e)是三角形和菱形筋，，不僅剛度較好，工藝也較簡單。

(f)是六角（蜂窩）形筋，抗彎、抗扭剛度較好，鑄件均勻收縮，內(nèi)應(yīng)力小，不易斷裂，但其鑄造泥芯很多。(f)是六角（蜂窩）形筋，抗彎、抗扭剛度較好，鑄件均勻收縮，內(nèi)應(yīng)力小，不易斷裂，但其鑄造泥芯很多。(g)、(h)形筋鑄造工藝也較復(fù)雜，但剛度很好。

第十三頁，共十四頁，2022年，8月28日一般筋條采用直筋或人字形筋筋條的形狀

三