第3章典型部件设计

1、3.1 典型部件设计主轴部件设计p 主轴组件包括 主轴、支承轴承、传动件、定位元件、密封件。p 功用 支承并带动工件或刀具旋转进行切削；承受切削力和驱动力，完成表面成形运动。 基基 本本 要要 求求 旋转精度旋转精度 刚度刚度 抗振性抗振性 温升和热变性温升和热变性 精度保持性精度保持性主轴部件应满足的基本要求主轴部件应满足的基本要求基本要求基本要求：v旋转精度旋转精度 是指装配后，在无载荷、低速转动条件下，在安装工件或刀具的。旋转精度取决于主轴、轴承、箱体孔等的制造、装配和调整精度。v刚刚 度度 是指主轴部件在外加载荷作用下抵抗变形的能力。主轴部件的刚度是综合刚度，它是主轴、轴承等刚度的综合

2、反映。v抗振性抗振性 指抵抗受迫振动和自激振动的能力。v温升和热变形温升和热变形 主轴部件运转时，因各相对处的摩擦生热，切削区的切削热等使主轴部件的温度升高，形状尺寸和位置发生变化，造成主轴部件的所谓热变形。v精度保持性精度保持性 是指长期地保持其原始制造精度的能力。3.1 典型部件设计主轴部件设计3.1 典型部件设计主轴部件设计p 主轴的结构 取决于主轴上安装的刀具、夹具、工件、传动件、轴承的类型、数量、位置和安装定位方法。p 主轴前端形式 取决于机床的类型和安装夹具或刀具的形式 。通用机床已有标准化的形式。p 主轴整体结构 空心阶梯轴，外径从前端到尾部逐渐减小。3.1 典型部件设计主轴部件

3、设计p 主轴的选材依据：载荷类型、耐磨性、热处理方法。u（1）普通机床主轴 采用45# 或60#优质结构钢。在主轴支承轴颈及装卡刀具的定位基面进行局部高频淬火，提高耐磨性，硬度为5055HRC。u（2）精密、大载荷、有冲击的机床主轴 采用中碳或低碳合金钢，如40Cr，20Cr。进行高频淬火或渗碳淬火，提高耐磨性，硬度5265HRC。u（3）主轴材料的攻关点 怎样减小高速、高效、高精密机床主轴的热变形、振动。 已诞生的新型材料有玻璃陶瓷材料。p 主轴的技术要求：u 主轴前后轴承轴颈的同轴度，u 锥孔相对于前后轴颈中心连接线的径向跳动，u 定心轴颈及其定位轴肩相对于前后轴颈中心线径向和轴向跳动等。

4、 3.1 典型部件设计主轴部件设计p 主轴的传动形式u（1）齿轮传动 轮齿的啮合传动，结构简单、紧凑；能传递较大的扭矩，适应变转速、变载荷工作。n 不足：线速度需1215m/s，且不如带传动平稳。u（2）带传动 靠摩擦力传递动力。结构简单，皮带有弹性可吸振，传动平稳，噪声小；过载时打滑，具有过载保护作用。适用于中心距较大的两轴间传动。n 不足：传动速比不够准确。3.1 典型部件设计主轴部件设计p 主轴的传动形式u（3）同步齿形带传动 通过带上的齿与带轮上的轮齿传递传动 此传动无相对滑动，传动比大且准确，传动精度高；可传递较大动力，传动平稳；不需特别张紧，对轴和轴承压力小，传动效率高；不需润滑，

5、耐腐蚀，耐高温。可达50m/s；传动比可达1:10u（4）电动机直接驱动 对于转速小于3000r/min的主轴，采用异步电动机和联轴器直接驱动主轴。如高速内圆磨床的磨头。对于转速小于8000r/min的轴，采用变频调速电动机直接驱动。3.1 典型部件设计主轴部件设计p 主轴滚动轴承u滚动轴承能在转速和载荷变化幅度很大的条件下稳定工作。u滚动轴承能在无间隙，甚至在预紧（有一定过盈量）的条件下工作。故滚动轴承的摩擦系数小，有利于减小发热。u滚动轴承润滑容易，可以用油脂，一次填装可用到修理时再换脂。如用油润滑，单位时间用油量也比滑动轴承少。 u滚动轴承为标准件，质量稳定，成本低，经济性好。u滚动轴承

6、的缺点：n 滚动轴承的滚动体数量有限，其径向刚度是变化的，易引起振动，阻尼低，振幅较大。滚动轴承的径向尺寸比滑动轴承大。3.1 典型部件设计主轴部件设计p 选择滚动轴承选择的基本原则u1）转速较高，负载不大，而旋转精度要求较高，采用球轴承。u2）转速较低，负载大或有冲击负载，采用滚子轴承。u3）径向载荷和轴向载荷都较大时，如果转速高，采用角接触球轴承。如果转速不高，采用圆锥滚子轴承u4）轴向载荷比径向载荷大得多，但转速较低时，采用两种不同类型的轴承组合，分别承受轴向和径向负载。u5）径向载荷比轴向载荷大得多，且转速较高，采用深沟球轴承u6）支承刚度要求较高时，可采用成对角接触型轴承。3.1 典

7、型部件设计主轴部件设计p 常用滚动轴承的布置u角接触球轴承n 接触角是设计参数： 接触角为0，深沟球轴承； 接触角在0-45度之间，角接触球轴承； 接触角在45到90度之间，推力角接触球轴承u角接触球轴承的布置n 一般多选用15度25度成组安装，以便承受双方向进给力及调整间隙预紧。 轴承的接触线与轴线的交点间距大，抵抗弯曲变形的支反力矩大，支承刚度比“面对面组合”高3.1 典型部件设计主轴部件设计p 几种典型的主轴轴承配置形式u根据 刚度、转速、承载能力、抗振性和噪声要求等选择。u速度型n 主轴前后轴承都采用角接触球轴承，切削力轴向分量大时，可选用25度球轴承；较小时，选用15度球轴承即可。该

8、类型适合高速轻载或精密机床，如高速镗削单元、高速CNC机床。u刚度型n 前轴承采用双列圆柱滚子轴承承受径向载荷，60度角接触双列推力轴承承受轴向载荷；后轴承采用双列圆柱滚子轴承。适合于中速和切削负载较大、要求刚度高的机床，如数控车床、镗削主轴单元等。u刚度速度型n 前轴承采用三联角接触球轴承（外侧的两个角接触大口朝向主轴工作端，承受轴向力，第3个通过轴套背靠背，提高承受颠覆力矩刚度），后轴承采用双列圆柱滚子轴承（承受传动力，因动力从后端传入）。3.1 典型部件设计主轴部件设计p 高速结构3.1 典型部件设计主轴部件设计p 高刚度结构u图1是上述提到的典型“高刚度结构”u图2是采用圆锥滚子轴承的

9、主轴部件，结构比采用双列短圆柱滚子轴承简化，承载能力和刚度比角接触球轴承高。但是因为圆锥滚子轴承发热大、温升高，允许的极限转速要低些。适用于载荷较大、转速不太高的普通精度的机床主轴。3.1 典型部件设计主轴部件设计p 速度刚度结构3.1 典型部件设计主轴部件设计p CA6140车床的主轴箱布置刚度型3.1 典型部件设计主轴部件设计p 轴承精度等级的选择u前轴承与后轴承的精度对主轴旋转精度影响不同n 前大后小，前轴承精度应高；n 如前后轴承便宜方向在同一侧，可有效降低主轴端部的偏移。n 轴承精度影响旋转精度、刚度与抗振性，应选择P4(SP)以上精度。p 主轴滚动轴承的预紧u预紧就是采用预加载荷的

10、方法消除轴承间隙，而且有一定的过盈量，使滚动体和内外圈接触部分产生预变形，增加接触面积，提高支承刚度和抗振性。预紧力通常分为三级：轻预紧、中预紧和重预紧，代号为A、B、C。3.1 典型部件设计主轴部件设计p 主轴滑动轴承u有良好的抗振性，旋转精度高，运动平稳等特点，应用于高速或低速的精密、高精密机床和数控机床中。u按产生油膜的方式，可分为动压轴承和静压轴承两类。u按照流体介质不同可分为液体滑动轴承和气体滑动轴承。p 1、动压轴承u主轴旋转时，带动润滑油从间隙大处向间隙小处流动，形成压力油楔，产生油膜压力浮起主轴。u承载能力与速度、润滑油粘度、油楔结构等有关。3.1 典型部件设计主轴部件设计p

11、2、液体静压轴承u一套专用供油系统、节流器和轴承。u静压轴承与动压轴承相比具有的优点：静压轴承与动压轴承相比具有的优点：n 承载能力高；旋转精度高；油膜有均化误差的作用，可提高加工精度；n 抗振性好；运转平稳；既能在低速下工作，也能在高速下工作；n 摩擦小，轴承寿命长。n 缺点缺点是需要一套专用供油设备，轴承制造工艺复杂、成本高。3.1 典型部件设计主轴部件设计p 主轴部件结构设计之1支承数目u1）前、后两个支承 结构简单，制造方便，应用广泛。为提高刚度，前后支承应消除间隙或预紧。u2）三个支承 n前、后支承为主要支承，中间支承为辅助支承；n前、中支承为主要支承，后支承为辅助支承。n三支承方式

12、对三支承孔的同心度要求较高，制造装配较复杂。要求“主”支承应该消除间隙或预紧，“辅助”支承应保留一定的径向间隙或选用较大游隙的轴承。以免发生干涉，恶化主轴的工作性能，使空载功率大幅度上升和轴承温升过高。3.1 典型部件设计主轴部件设计p 主轴部件结构设计之2主轴轴向定位u为使主轴具有足够的轴向刚度和轴向位置精度，推力轴承在主轴前后支承的配置形式。n它影响主轴的刚度、热变形方向和大小。n 前端配置（前端定位）指推力轴承布置在前支承处。 该配置在前支承处轴承较多，发热大，温升高，但主轴受热后向后伸长，不影响轴向精度，精度高。用于轴向精度和刚度要求较高的高精度机床或数控机床。n 后端配置（后端定位）

13、推力轴承布置在后支承处。 主轴前支承处轴承较少，发热少，温升低；但主轴受热后向前伸长，影响轴向精度。常用于轴向精度要求不高的普通机床，如立铣、多刀车床。3.1 典型部件设计主轴部件设计p 主轴部件结构设计之2主轴轴向定位u为使主轴具有足够的轴向刚度和轴向位置精度，推力轴承在主轴前后支承的配置形式。n它影响主轴的刚度、热变形方向和大小。n 两端配置（两端定位）推力轴承布置在前后两个支承处。 主轴受热伸长后，影响主轴轴承的轴向间隙。故需采用弹簧消除间隙和补偿热变形。常用于较短主轴或轴向间隙变化不影响正常工作的机床。如组合机床主轴。n 中间配置 两个方向的推力轴承布置在前支承后侧。 可减少主轴的悬升

14、量，并使主轴受热膨胀后向后伸长，但前支承结构较复杂，温升也可能较高3.1 典型部件设计主轴部件设计p 主轴部件结构设计之3主轴传动件轴向布置u布置原则 应使由传动力引起的主轴弯曲变形小，引起主轴前端在影响加工精度的敏感方向上的位移小。u方法 传动件轴向布置尽量靠近前支承；最大传动件应靠近前端。n 传动件在前支承内侧 前支承直径大，刚度高，大齿轮靠前可减少主轴的弯曲变形，而且转矩传递长度短，扭转变形小，使用最普遍。n 传动件在前支承外侧 用于具有大转盘的机床，如: 立式车床、镗床。n 传动件在后支承外侧 传动件放在主轴的后悬伸端，使前后支承获得较好的支承跨距。多用于主轴的带传动。更换传动带方便，

15、防止油液侵蚀。3.1 典型部件设计主轴部件设计p 主轴部件结构设计之4主轴主要结构尺寸参数的确定u1.前支承轴颈D1 主轴直径越大其刚度越大，主轴组件尺寸越大。在保证主轴组件刚度的同时，尽量减小轴颈D1的尺寸。主轴内孔直径d 内孔直径d与主轴的用途有关。在保证主轴刚度的同时，参考主轴直径和刀杆直径确定d。u3.主轴前端悬伸量a 取决于主轴端部的结构、前支承轴承的配置和密封装置的型式和尺寸。满足结构要求前提下，尽量缩短悬伸量a 。u4.主轴支承间跨距L 跨距的大小影响主轴弯曲和前端位移量。一般按机床类型、主轴传递的功率或最大加工直径，选取D1。车床和铣床后轴颈的直径D2：(0.70.9)Dl。很

16、多机床的主轴是空心的，内孔直径与其用途有关。一般应保证dD1.3u设计要点：在满足刚度的前提下，尽量减小支承件的质量 m，提高固有频率o。p 2.良好的动态特性 u支承件有较高静刚度、固有频率、还应有较大阻尼，薄壁面积应小于400mm400mm，避免薄壁振动。p 3.结构合理 通过失效处理充分消除内应力，形状稳定。p 4.排屑畅通，工艺性好，成本低，吊运安装方便。20 mK 3.2 典型部件设计支承件设计p 二、支承件的受力分析方式u机床支承件要承受切削力、零部件重量、传动力等载荷。 支承件所承受的载荷不同，设计时分析其受力方式不同。u1.中小型机床 支承件受力分析以切削力为主。u2.精密和高

17、精度机床 支承部件载荷以移动部件的质量和热应力为主。如：双柱立式坐标镗床的横梁，受力分析考虑主轴箱位于横梁中部时，横梁的弯曲和扭转变形。u3.大型机床 支承件受力分析应考虑工件重力，移动部件重力和切削力等。3.2 典型部件设计支承件设计p 三、支承件的截面形状设计原则p 支承件变形主要是弯扭变形。且抗弯刚度和抗扭刚度随支承件的截面惯性矩增大而增大。其设计原则：u截面积一定时，空心截面比实心截面的惯性矩大。满足工艺要求时，应尽量减小壁厚，提高抗弯刚度。u承受高度方向的弯矩时，支承件截面形状应为矩形。u承受弯扭作用的支承件，截面形状应为方形。u承受纯转矩的支承件，截面形状应为圆环形。u不封闭截面刚

18、度远小于封闭截面，尽量将支承件制成封闭形状。u截面不能封闭的支承件，应采取补偿刚度措施。u如：a为车床；b为镗床与龙门刨，c为大型和重型机床的床身3.2 典型部件设计支承件设计p 隔板和加强肋板u（1）隔板 是连接外壁间的内壁。作用是将局部载荷传递给其它壁板，使整个支承件较均匀地承受载荷。n 支承件内增加纵向隔板能提高抗弯刚度。 纵向隔板应布置在弯曲平面内，即隔板高度方向与作用力方向一致。n 支承件内增加横向隔板能提高抗扭刚度。 增加一个端面横向隔板时，抗扭刚度成倍增加，均匀布置三个横向隔板后，抗扭刚度又成倍增加。n 支承件内增加斜板可提高抗弯和抗扭刚度。3.2 典型部件设计支承件设计p 隔板

19、和加强肋板u（2）加强肋（肋条） 配置在外壁内侧或内壁上，其作用是加强局部刚度和减少薄壁振动。n 可以纵向横向和斜向，常交叉排列米字或井字。n 肋条高应约为支承件壁厚的肋条高应约为支承件壁厚的5 5倍。倍。 图a用加强肋 提高导轨与床身过渡连接处的局部刚度。 图b用加强肋 提高箱体轴承孔处的局部刚度。 图 c、d、e 为工作台等板形支承件的加强肋。提高抗弯刚度，避免薄壁振动。3.2 典型部件设计支承件设计p 支承件的壁厚u在满足工艺要求和刚度的前提下，应尽量减少支承件的厚度和隔板、加强肋的厚度。u铸铁支承件的外壁厚度可根据当量尺寸C来选择：u式中 L、B、H 支承件的长、宽、高（m）。u根据C

20、值确定最小壁厚t见表3-5，隔板的厚度可取（0.81）t；加强肋的厚度可取（0.70.8）t；u钢板焊接床身的抗弯刚度约为铸铁床身的1.45倍，壁厚可比铸铁薄2/3或4/5，具体选择见表3-6)2(31HBLC 3.2 典型部件设计支承件设计p 2.支承件开孔后的刚度补偿u在立柱或横梁中，安装等工艺孔会造成抗扭、抗弯刚度的损失。u刚度补偿方法：n 在孔上加盖板，用螺栓将盖板固定在壁上；n 可将孔的周边加厚（翻边），再加嵌入式盖板；n 一般立柱或梁外壁上开孔尺寸应小于该方向尺寸的20%；如开孔尺寸不大于该方向的10%。则影响较小，无需刚度补偿。p 提高接触刚度u相对滑动的连接面和重要的固定结合面

21、须精磨或配对刮研，以增加接触面积；u紧固螺栓应使结合面有2MPa的接触压强，以消除结合面的平面度误差，增大结合面积；u结合面承受弯矩时，应使较多紧固螺栓布置在受拉面承受拉应力；u结合面承受转矩时，螺栓远离扭转中心，均匀分布在四周。3.2 典型部件设计支承件设计p 支承件的材料u灰口铸铁加入少量的铬、硅、稀土等合金元素。n 切削性能好，易得到复杂形状；抗振性能好；耐磨性强。n 消除应力：自然时效、人工时效、振动时效。u钢材焊接用Q235-A，20钢的钢板和型钢焊接成支承件。n 不用铸模，制作周期短。n 钢件抗弯刚度大于铸铁件，重量轻，抗振差。n 适合于生产数量少，品种多的大型床身的制造。u树脂混

22、凝土人造花岗岩，是制造床身的新型材料n 阻尼比是灰口铸铁的810倍，抗振性好。n 浇注的床身静刚度比铸铁高16%40%。n 钢板焊成框架，充入树脂混凝土，适合构成大、中型机床支承件。3.2 典型部件设计支承件设计p 提高支承件的结构性能u常见的机床振动n （1）整机摇晃振动 是机床整体在地基支承上的振动。n （2）结合面间的相对振动 是指整个部件作为一个刚体在结合面处相对于另一部件的直线振动或扭转振动。n （3）零部件的本体振动 指主轴组件的弯曲振动，传动系统的扭转振动，支承件的弯曲和扭转振动等。u提高结构性能的措施n 提高支承件的静刚度和固有频率n 提高动态特性 改善阻尼特性 采用新材料制造

23、支承件n 提高热稳定性 控制温升 采用热对称结构 采用热补偿装置。3.3 典型部件设计导轨设计p导轨的功用和分类u功用：承受载荷和导向。承受安装在导轨上的运动部件及工件的质量和切削力，引导运动部件沿一定的轨迹运动。u按摩擦性质分为 滑动导轨、滚动导轨。n静压滑动导轨 液体摩擦，导轨间有压力油膜层，靠液压系统提供压力油膜。用于高精度机床进给导轨。n动压滑动导轨 液体摩擦，动压油膜的形成是利用滑移速度带动润滑油从大间隙处向狭窄处流动形成的。 适用于主运动导轨。n普通滑动导轨 混合摩擦，导轨间有一定动压效应，速度较低，导轨面处于接触状态。用于大多数普通机床。n滚动导轨 导轨面之间装有滚动元件（钢球）

24、，靠钢球的滚动摩擦引导部件运动。广泛用于数控、精密和高精度机床。3.3 典型部件设计导轨设计p 导轨u按运动性质分为：n 主运动导轨 用于刨床、拉床、插齿机的主运动导轨。n 进给运动导轨 用于机床的进给系统中。n 移置导轨 调整部件之间的相对位置。如：卧式车床的尾座导轨。u按结构形式分为 开式导轨、闭式导轨n 开式导轨 是利用部件质量和载荷，使导轨副在全长上始终保持接触的导轨。 开式导轨不能承受较大颠覆力矩。用于大型机床的水平导轨。n 闭式导轨 是在开式导轨上增加辅助导轨而构成。 闭式导轨能保持导轨副始终接触，故能承受较大的颠覆力矩。3.3 典型部件设计导轨设计p 滑动导轨结构设计p 截面形状

25、的选择u要使动导轨严格按规定的轨迹运动，必须限制五个自由度。因导轨的摩擦面宽度较小，故导轨可视为 窄定位板。u双矩形导轨n 两个窄支承平面 a、b 构成一个定位面，限制 3 个自由度 窄支承平面 c 限制 2 个自由度n 刚度和承载能力大，制造安装调整方便。但侧导向需用镶条调整间隙广泛用于普通精度的中型车床、组合机床、升降台铣床、数控机床等。u三角形和矩形导轨的组合n 导轨的导向性好，制造方便、刚度高。n 广泛用于车床、磨床、龙门铣床、龙门刨、滚齿机、坐标镗床n 减小其顶角，导轨的导向性能提高，但承载能力下降。n 一般= 900，重型机床900，精密机床滚齿机 900。zxy,yx，3.3 典

26、型部件设计导轨设计p 截面形状的选择无需镶条调整间隙，接触刚度好，导向性和精度保持性好。但工艺性差，加工、检验和维修不方便，只能配加工。n 多用于精密机床，如丝杠车床、导轨磨床、齿轮磨床等。u燕尾槽和矩形导轨组合n 调整方便，承载力矩大。广泛用在机床横梁、立柱、摇臂导轨u双燕尾形导轨n 不用辅助导轨副的闭式导轨。导轨高度小，可承受颠覆力矩。n 燕尾导轨是过定位，必须用镶条调整摩擦面的间隙。由于结构原因，此导轨刚度差，加工、检验、维修不方便。n 用于受力小，结构层数多，间隙调整方便处，如牛头刨床滑枕导轨、卧式车床的刀架导轨等。3.3 典型部件设计导轨设计p 导轨间隙的调整u（1）辅助导轨间隙调整

27、采用压板 调整辅助导轨面间隙，承受颠覆力矩。图a ：精磨或刮削压板厚度调整间隙。图b：通过改变垫片层数和厚度调整间隙。图c：通过压板和导轨间平镶条调节间隙。3.3 典型部件设计导轨设计 （2）矩形导轨和燕尾导轨的间隙调整 图a、图b：平镶条较薄，全长只由几个螺钉调整间隙，镶条在几个点上受力，因此镶条易变形，刚度较低。 图c：间隙调整后，再拧紧紧固螺栓。平镶条调整方便。 采用镶条来调整矩形导轨和燕尾导轨的侧面间隙。镶条应装在导轨受力较小的一侧，以提高刚度。 平镶条调整间隙 斜镶条调整间隙 调整方式：将动导轨的一面做成与镶条斜度相同，方向相反的斜面，通过斜面配合，纵向移动镶条来调整导轨横向间隙。

28、缺点：螺钉的凸肩和镶条沟槽间的间隙会引起镶条在运动中窜动。 图a：用螺钉推动镶条纵向移动，结构简单，调整方便。3.3 典型部件设计导轨设计 图c：将螺钉凸肩变为带圆柱销的调整套，圆柱销与圆孔配作，通过配合精度控制镶条的窜动。调整方便，但纵向尺寸较长。 图b：用双螺钉调节，能避免镶条窜动，性能较好。3.3 典型部件设计导轨设计 孕育铸铁广泛应用在卧式车床、转塔车床、升降台铣床及磨床等机床上。 三、滑动导轨的材料及选择 （1）铸铁导轨 常用的有灰铸铁、孕育铸铁、耐磨铸铁等。 1.滑动导轨的材料 1）对耐磨性能要求高、精加工为磨削、且与床身做成一体的导轨，广泛采用孕育铸铁HT300。 孕育铸铁 是在

29、铁水中加入少量孕育剂硅、锰、铝、稀土等，以获得均匀的珠光体和细片状石墨组织，而提高强度和硬度。并通过电接触淬火或高频淬火，进一步提高耐磨性。3.3 典型部件设计导轨设计 铬钼铜耐磨铸铁 可用于制造中、小型精密机床、仪表机床的床身导轨。2）耐磨铸铁 是在灰铸铁中添加磷、铜、钛、钼、钒等细化晶粒的元素，其耐磨性比HT300提高12倍以上。 高磷耐磨铸铁 可用于普通机床的床身、溜板、工作台及其导轨，且应用日趋广泛。 钒钛耐磨铸铁 适用于制造各类中、小型机床的导轨，其机械性能好，优于高磷耐磨铸铁 ，溶铸工艺简单，耐磨性能比孕育铸铁HT300提高近2倍。 磷铜钛耐磨铸铁 铸件质量较高，适用于制造坐标镗床

30、、螺纹磨床等精密机床的床身、立柱和工作台等导轨。3.3 典型部件设计导轨设计 （2）镶钢导轨 是将淬硬的碳素钢或合金钢导轨，分段地镶装在铸铁和或钢制的床身上。以提高导轨的耐磨性。 镶钢导轨工艺复杂、加工较困难。 主要用于数控机床和加工中心的导轨中。 在铸铁床身上，镶装钢导轨常用螺钉或楔块挤紧固定。 在钢制床身上，镶装钢导轨一般用焊接方法连接。3.3 典型部件设计导轨设计 适用于中小型精密机床和数控机床，特别是润滑不良（如立式导轨）或无法润滑的导轨。 （3）塑料导轨 粘结法或喷涂法覆盖在导轨面上提高耐磨性。 粘贴软带以聚四氟乙烯为基体，添加各种无机物和有机粉末等填料制成。 1） 粘贴塑料软带导轨

31、 聚四氟乙烯软带导轨的特点是：摩擦系数小，耗能低；动静摩擦系数接近，低速运动平稳性好；阻尼特性好，抗振性好；耐磨性好，能自身润滑，使用寿命长；结构简单，维修方便，磨损易更换，经济性好。刚性较差，受力后产生变形，对高精度的机床有影响。3.3 典型部件设计导轨设计 塑料涂层 都是以环氧树脂为基体，加入固体润滑剂和胶体石墨及其它铁粉填充剂混合而成。 2）塑料涂层导轨 根据涂层材料的组织和性能不同，可分别适用于大、中、小型精密机床导轨和数控机床导轨。 涂塑导轨在西欧国家，普遍用于数控机床的制造中。 环氧树脂塑料涂层的特点：有较高的耐磨性、硬度、强度和热导率；在无润滑情况下，能防止爬行，改善导轨的运动特

32、性，特别是低速运动平稳性较好。 塑料涂层 应用较多的有环氧涂层、含氟涂层和HNT涂层。3.3 典型部件设计导轨设计 5）精密和高精度机床，导轨面需刮削，可采用耐磨铸铁导轨副，但动导轨的硬度比支承导轨的硬度低1545HB。 1）导轨副应采用不同的材料制造，以提高导轨副的耐磨性，防止粘结磨损。导轨副材料的选用原则： 2）采用相同的材料，应采用不同的热处理，使其双方具有不同的硬度。 3）滑动长导轨各处的使用机率不等，磨损不匀。因此，长导轨应采用耐磨性好、硬度较高的材料制造。 4）普通机床的动导轨多采用聚四氟乙烯导轨软带，支承导轨采用淬硬的孕育铸铁。3.3 典型部件设计导轨设计 静压导轨 是依靠液压系

33、统产生的压力油，形成承载油膜的导轨 四、静压导轨 静压导轨的优点： 摩擦系数小，机械效率高；导轨面被油膜隔开，不产生粘结磨损，导轨精度保持好；导轨的油膜较厚，有均化表面误差的作用；油膜的阻尼比大，导轨的抗振性能良好；导轨低速运动平稳，防爬行性能良好 。 静压导轨 结构复杂，需要一套完整的液压系统。 工作原理 能够将具有一定压强的润滑油，经节流器通入动导轨的纵向油槽中，形成承载油膜，使导轨副的摩擦面隔开，实现液体摩擦。3.3 典型部件设计导轨设计 应用： 静压导轨适用于具有液压传动系统的精密机床和高精度机床的水平进给运动导轨。 导轨面的油腔形成一个个独立的液压支承点，在液压的作用下，动导轨及其运

34、动部件便浮动起来，形成液体摩擦。 如图：常用的闭式静压导轨，液压泵产生的压力油，经可变节流器节流后，通入导轨面油腔A和辅助导轨面油腔B3.3 典型部件设计导轨设计2.2.工作原理工作原理 一、滚珠丝杠副的工作原理及特点一、滚珠丝杠副的工作原理及特点1.1.结构结构 滚珠丝杠副 是将丝杠和螺母都加工成凹半圆弧形螺纹，且圆弧半径略大于钢珠半径。在螺纹副间放入钢珠，使丝杠和螺母之间的运动成为滚动的传动机构。 当丝杠、螺母相对转动时，钢珠沿螺旋滚道滚动，使螺纹摩擦为滚动摩擦。滚珠通过螺母两端的回程导引装置，自动返回入口而循环流动。从而实现高精度、高效率的传动。 轴承钢，轴承钢，淬硬磨削淬硬磨削3.4 典型部件设计滚珠丝杠螺母副滚珠丝杠螺母副3.特点及应用u 传动效率