第11、12章 支承件、导轨

第十一章支承件 第一节支承件应满足的要求第二节支承件的静力分析第三节支承件的静刚度及其形状的选择原则第四节支承件的动态特性第五节支承件的动态特性 什么是支承件 机床的基础构件 也称 大件 包括 床身 立柱 横梁 摇臂 底座 刀架 工作台 升降台 箱体等 支承件占机床总重量的80 以上 第一节支承件应满足的要求 对支承件的要求 1 足够的静刚度 较高的刚度 重量比 2 较好的动态特性 动刚度 阻尼 固有频率 共振3 较好的热变形特性 4 排屑通畅 良好的工艺性 第二节支承件的静力分析 机床根据其所受载荷分类 中小型机床 载荷以切削力为主 工件 移动部件的重量忽略不计 精密 高精度机床 载荷以移动部件的重力 热应力为主 切削力忽略不计 大型机床 同时考虑切削力 工件及移动部件的重力 支撑件根据其形状分类 梁类件 立柱 横梁 摇臂 滑枕等 板类件 工作台 底座等 箱型件 箱体等 摇臂钻受力分析 第三节支承件的静刚度及其形状的选择原则 支撑件的静刚度1 自身刚度取决于支撑件的材料 形状 尺寸及筋板的布置弯曲 扭转变形为主 拉压变形为辅 2 局部刚度局部变形发生在载荷集中处3 接触刚度 自身刚度 局部刚度对接触刚度的影响 刚度的折算 三 支承件的形状选择原则四 隔板五 窗孔六 提高局部刚度七 提高接触刚度 八 材料和时效处理铸铁HT150 HT200钢A3 Q235A A5 相当35 40钢 人工时效 自然时效 振动时效预应力钢筋混凝土 人造花岗岩九 工艺性 第五节支承件的热变形特性 切削热 电动机 液压系统 机械摩擦 轴承 齿轮 导轨 提高支承件热变形特性的措施 减少发热 隔热与散热 均热 使热变形对精度的影响最小 第十二章导轨 第一节导轨的功用 分类 应满足的要求第二节导轨的材料 结构第三节滑动导轨的验算第四节各种导轨设计的特点第五节直线运动滚动导轨第六节导轨的润滑和防护提高耐磨性的措施 第一节导轨的功用 分类 应满足的要求 一 导轨的功用和分类导向 承载 动导轨 支承导轨主运动导轨 进给运动导轨 移置导轨 滑动导轨 动压导轨 静压导轨 普通导轨 滚动导轨 开式导轨 闭式导轨二 导轨应满足的要求1 导向精度几何精度 A向精度 B向精度 C向精度接触精度2 精度保持性3 低速运动平稳性 无爬行现象4 结构简单 工艺性好 第二节导轨的材料 结构 一 导轨的材料1 铸铁灰铸铁 HT200 精度保持性低 用于移置导轨等孕育铸铁 HT300 强度 硬度及耐磨性较高耐磨铸铁高磷铸铁 比孕育铸铁耐磨性高1倍 磷铜钛铸铁 钒钛铸铁 高1 5 2倍 用于坐标镗 螺纹磨等精密机床 淬硬至45 55HRC 抗磨料磨损 粘着磨损 划伤火焰加热淬火 淬硬层深 变形大 中频 淬硬2 3mm 高频淬火 2 钢1 合金工具钢 9Mn2V CrWMn轴承钢 GCr15HRC 602 高碳工具钢 T8A T10A等 HRC 583 中碳钢 45钢 40Cr等 HRC 484 低碳钢 20Cr等 渗碳淬硬 HRC 605 氮化钢 38CrMoAlA 渗氮淬硬 HV 8503 有色金属锡青铜ZQSn6 6 3 铝青铜ZQAl9 4用于重型机床动导轨 与铸铁支承导轨搭配 防止撕伤 保证运动平稳 4 塑料1 塑料软带 用于动导轨 聚四氟乙烯 耐磨材料 摩擦系数0 03 0 05 动 静摩擦系数接近 耐磨性好 比铸铁 铸铁提高1 2倍 自润滑 可在干摩擦条件下工作 硬度低 可保护相配的金属导轨 维护方便 刚度低 变形大 不适合压强大的导轨2 塑料导轨板 镀铜钢板 青铜粉 聚四氟乙烯 5 导轨副的选用动导轨与不动导轨应选用不同材料 或相同材料但硬度不同 长导轨硬度较高 较耐磨 动导轨 塑料软带 支承导轨 淬火钢或淬火铸铁 动导轨 不淬火铸铁 支承导轨 淬火钢或淬火铸铁 高精度机床导轨须刮研 采用不淬火铸铁 移置导轨 不重要导轨 采用不淬火普通铸铁 二 导轨的结构 双三角形 无侧向间隙 导向性好 加工困难双矩形 摩擦系数小 有侧向间隙三角形 矩形导轨燕尾型 可承受颠覆力矩 调整方便 一根镶条即可 导轨间隙的调整1 镶条 平镶条 楔形镶条 2 压板 第三节滑动导轨的验算 1 动压导轨油腔 开通式油腔 封闭式油腔 2 普通滑动导轨油沟 第四节各种导轨设计的特点 3 静压导轨优点与缺点定压式 定量式 4 卸荷导轨机械卸荷液压卸荷气压卸荷 第六节导轨的润滑和防护 刮板式防护装置 伸缩式防护装置 导轨两侧的防护 第七节提高导轨耐磨性的措施 争取无磨损争取少磨损降低压强改变摩擦性质正确选择摩擦副的材料和热处理加强防护三 争取均匀磨损四 磨损后应能补偿磨损量 第八节低速运动平稳性 工作台的移动 外圆磨砂轮的间歇进给机构 进给传动的力学模型 导轨面间的摩擦系数 产生爬行的原因 1 摩擦副