支撐件與導軌設計課件

機床支撐件與導軌設計主要內容支撐件與導軌的功用與基本設計要求支撐件靜態(tài)特性與結構設計導軌失效形式及分類普通滑動導軌與滾動導軌結構特點導軌間隙調整方法支撐件與導軌的功用支撐件功用導軌副功用導軌起著導向和支承的作用。連接形式做成一體裝配、鑲嵌或粘接

機床的支承件主要指床身、立柱、橫梁、底座等基礎件，其主要作用是支承安裝在上面的零部件，并保證各零部件之間正確的相互位置關系和相對運動軌跡。工作時承受重力，切削力、摩擦力、夾緊力等。導軌起著導向和支承的作用。支承件的性能要求及其改善措施1.支承件的剛度支承件剛度是指支承件在恒定載荷和交變載荷作用下抵抗變形的能力。前者稱為靜剛度，后者稱為動剛度。影響支承件剛度的因素是支承件的受力狀態(tài)、支承件的材料和支承件的結構等因素。提高支承件的剛度的方法有：（1）改善支承件的受力狀態(tài)。（2）采用高剛性的材料。（3）采用合理的結構加大接觸剛度，如圖2.56所示。（4）采用平衡和預變形的方法。圖2.56肋條形式a）口字型b）縱橫肋條c）三角形d）交叉型

e）蜂窩型f）米字型g）井字型a）b）c）d）e）f）g）提高支撐件自身剛度正確選擇支撐件的截面尺寸合理布置肋板合理開窗加蓋提高支撐件連接剛度和局部剛度支撐件肋條的布置合理選擇支撐件壁厚2.支承件的抗振性

支承件的抗振性是指其抵抗受迫振動和自激振動的能力。提高支承件抗振性的措施有：（1）采用高阻尼材料，提高抗振性。（2）采用高阻尼部件。如液壓導軌，提高抗振能力。（3）改善支承件的支承條件，如采用消振墊，加固地基，移開振源，提高抗振能力。（4）振源與支承件分開。如把電動機、傳動裝置單獨放置。（5）提高支承件的靜剛度，就可提高動剛度。4.其他要求

支承件設計時還應便于排屑，吊運安全，合理安置液壓、電器部件，并具有良好的工藝性等。

床身

床身是整個機床的基礎支承件，一般用來放置導軌、主軸箱等重要部件。1）

床身的整體結構數控車床的床身結構如左圖所示。

中小型車床床身結構如右圖所示

當工作臺在溜板上移動時，由于床身導軌跨距較窄，致使工作臺在橫溜板上移動到達行程的兩端時容易出現翹曲，影響加工精度。為了避免工作臺翹曲，有些立式床身增設了輔助導軌來保證移動部件的剛性，如圖2.59所示。a）有翹曲現象b）有輔助導軌圖2.59帶輔助導軌的床身1－主軸箱2－工件3－工作臺4－溜板5－床身3）床身箱體封砂結構如圖2.62所示a）舊結構b）新結構圖2.62鑄造床身的封砂結構立柱1.臥式機床的立柱結構臥式數控機床的立柱通常采用雙立柱框架結構形式，主軸箱裝在雙立柱的中間，可沿立柱導軌上下運動，如圖2.63所示。圖2.63雙立柱結構

臥式機床采用雙立柱結構的優(yōu)點是：①剛性好，②熱對稱性好，③穩(wěn)定性好。雙立柱結構的缺點是：制造工藝性差，裝配、調試不方便。

圖2.64所示為臥式加工中心立柱的橫向截面形狀。圖2.64雙立柱截面導軌的性能要求及其分類在一對導軌中，與支承件連成一體固定不動的導軌，稱為支承導軌，與運動部件連成一體的導軌稱為動導軌。導軌的精度和性能對數控機床的加工精度、承載能力、使用壽命，同時對伺服系統(tǒng)的性能都有著很大的影響。因此，在數控機床上對導軌有如下要求：

①導向精度高②良好的耐磨性③足夠的剛度④具有低速運動的平穩(wěn)性⑤工藝性好

導軌副分類按運動軌跡分類直線運動圓周運動按摩擦性質分類滑動導軌滾動導軌按工作性質分類主運動導軌進給運動導軌移置導軌卸荷導軌按結構形式分開式導軌閉式導軌滑動導軌

滑動導軌具有結構簡單、制造方便、接觸剛度大的優(yōu)點。塑料導軌與其它導軌相比有以下特點：摩擦系數小，且動、靜摩擦系數相差很小，能防止低速爬行現象；化學穩(wěn)定性、抗振性好；耐磨性好，且具有良好的自潤滑性；結構和工藝簡單，成本低，維護修理方便等。失效形式磨損疲勞和壓潰（2）涂塑導軌

涂塑導軌是在動導軌和支承導軌之間采用涂塑或注塑的方法制成塑料導軌。涂塑的材料是環(huán)氧型耐磨涂層，以環(huán)氧樹脂和二硫化鉬為基體，加入增塑劑，混合成液狀或膏狀為一組份和以固化劑為另一組份的雙組份塑料涂層。當導軌間隙調整好后，將二組材料按比例混合好，注涂于動導軌涂層面上，固化成塑料導軌面。（3）金屬導軌

塑料導軌常用在導軌副的動導軌上，與其相配的金屬導軌有鑄鐵和鑲鋼兩種，組成鑄鐵－塑料導軌副或鑲鋼－塑料導軌副。①鑄鐵導軌②鑲鋼導軌③有色金屬材料導軌

（4）滑動導軌的結構及其組合形式滑動導軌的常見截面形狀，如圖所示。②鑲條調整法

a、平鑲條如圖2.49所示。

a）矩形導軌b）燕尾槽導軌c）平導軌圖2.49平鑲條1－調節(jié)螺釘2－平鑲條3－緊固螺釘b、斜鑲條如圖2.50所示。

圖2.50斜鑲條1、3、5、6－調節(jié)螺釘2、4、7－斜鑲條（2）直線滾動導軌如圖2.52所示。圖2.52直線滾動導軌a）直線滾動導軌橫截面結構圖b）縱向結構圖c）橫向示意圖d）受力圖1－滾珠2－回珠孔3、9－密封墊片4－端面擋板5－滾珠

6－滑塊7－油嘴8－導軌條導軌的防護如圖2.55所示。圖2