数控机床装配与调试

数控机床装配与调试任务：导轨的选型及计算步骤导轨的选型与计算1.初选导轨型号3.确定导轨长度5.工作载荷计算

4.尺寸精度7.导轨设计和使用注意事项6.工作寿命2..导轨的技术要求5.导轨材料与热处理

初选导轨型号上节课讲了直线运动导轨可以分为滑动摩擦导轨、滚动摩擦导轨、弹性摩擦导轨、流体摩擦导轨等种类，而我们选用的是滚动直线导轨。选用滚动直线导轨的原因：1）滚动直线导轨副动静摩擦力之差很小，摩擦阻力小，随动性极好。有利于提高数控系统的响应速度和灵敏度。驱动功率小，只相当普通机械的十分之一。2）承载能力大，刚度高。3）能实现高速直线运动，起瞬时速度比滑动导轨提高10倍。4）采用滚动直线导轨副可简化设计，制造和装配工作，保证质量，缩短时间，降低成本。导轨的技术要求1表面粗糙度：1）、刮研导轨刮研导轨具有接触好、变形小、可以存油、外观美等特点,但劳动强度大、生产率低。主要用于高精度导轨。刮研导轨轨面每25mm×25mm面积内的接触点数不得少于下表规定机床类别滑动导轨移置导轨镶条、压板滑动面每条导轨宽度／mm≤250＞250≤100＞100Ⅲ级和Ⅲ级以上2016161212Ⅳ级1612121010Ⅴ级108866表6-8刮研导轨面25mm×25mm内接触点数2)导轨生产率高,是加工淬硬导轨唯一方法，磨削导轨表面粗糙度应达到的要求,见表6-9。接触面要求见表6-10。机床类型动导轨固定导轨中小型大型重型中小型大型重型Ⅲ级和Ⅲ级以上0.2～0.4(0.1～0.2)0.4～0.8(0.2～0.4)0.8(0.4)0.1～0.2(0.05～0.1)0.2～0.4(0.1～0.2)0.4(0.2)Ⅳ级0.4(0.2)1.6(0.8)1.6(0.8)0.2(0.1)0.4(0.2)0.8(0.4)Ⅴ级0.8(0.4)1.6(0.8)1.6(0.8)0.4(0.2)0.8(0.4)1.6(0.8)表9.3-186-9磨削导轨表面粗糙度Ra注:1.滑动速度大于0.5时,粗糙度应降低一级(括号内数值)。2.淬硬导轨的表面粗糙度应降低一级(括号内数值)。表6-10磨削导轨表面的接触指标(%)注:1.宽度接触达到要求后,方能作长度的评定。2.镶条按相配导轨接触指标检验。机床类型滑(滚)动导轨移置导轨全长上全宽上全长上全宽上Ⅲ级和Ⅲ级以上80707050Ⅳ级75606545Ⅴ级70506040确定导轨的长度

由于导轨长度影响工作台的工作精度和高度，一般可根据滑块导向部分的长度来确定导轨长度。其公式为：L=H+S+△l-S1-S2

其中L—导轨长度H—滑块的导向面长度S—滑块行程△l—封闭高度调节量S1—滑块到上死点时，滑块露出导轨部分的长度S2—滑块到下死点时，滑块露出导轨部分的长度2、几何精度：滚动直线导轨的几何精度一般包括：垂直平面和水平平面内的直线度；两条导轨面间的平行度。导轨几何精度可以用导轨全长上的误差或单位长度上的误差表示。

导轨材料与热处理导轨材料：机床滑动导轨常用材料主要是灰铸铁和耐磨铸铁。灰铸铁通常以HT200或HT300做固定导轨，以HT150或HT200做动导轨。灰铸铁铁导轨轨硬度度要求求硬度要求(HBS)硬度不均匀性(HBS)导轨长度/mm导轨铸件重量/t不低于不高于导轨长度/mm硬度差不超过≤2500-190255≤250025>2500>3180241>250035>5175241由几何件连接的导轨45常用耐耐磨铸铸铁耐磨铸铁名称耐磨性高于普通铸铁倍数磷铜钛耐磨铸铁1.5～2高磷耐磨铸铁1钒钛耐磨铸铁1～2稀土铸铁1铬钼耐磨铸铁1导轨热热处理理一般重重要的的导轨轨，铸铸件粗粗加工工后进进行一一次时时效处处理，，高精精度导导轨铸铸件半半精加加工后后还需需进行行第二二次时时效处处理。。常用导导轨淬淬火方方法有有:1)中中频淬淬火，，淬硬硬层深深度(1～～2)mm。硬硬度(45～50)HRC。。2)接接触加加热自自冷表表面淬淬火，，淬硬硬深度度(0.2～0.25)mm,显显微硬硬度600HM左右右。这这种淬淬火方方法主主要用用于大大型铸铸件导导轨。。滚动直直线导导轨的的设计计计算算1．额额定动动载荷荷Ca额定动动载荷荷是指指：滚动直直线导导轨的的额定定长度度寿命命Ts=50km时，，作用用在滑滑座上上大小小和方方向均均不变变化的的载荷荷。式中：：——db为钢球球直径径(mm)；——ls为滑座座有效效长度度(mm)；——Z为为有效效接触触的钢钢球数数；——Ca为额定定动载载荷(N)。2．额额定静静载荷荷C0a式中：：——K0为适应应比系系数，，其中中R为圆圆弧滚滚道半半径(mm)；；——i为钢球球循环环列数数；——α为接触触角，，常取取45°；——θ为倾斜斜角，，常取取0°；——C0a为额定定静载载荷(N)。3．额额定行行程长长度寿寿命Ts(km)式中：：——K为寿命命系数数，一一般取取K＝50km；——F为滑座座工作作载荷荷(N)；；——fH为硬度度系数数；——fT为温度度系数数；——fc为接触触系数数；——fw为负荷荷系数数；——Ca为额定定动载载荷(N)。3．额额定行行程长长度寿寿命Ts(km)式中：：——K为寿命命系数数，一一般取取K＝50km；——F为滑座座工作作载荷荷(N)；；——fH为硬度度系数数；——fT为温度度系数数；——fc为接触触系数数；——fw为负荷荷系数数；——Ca为额定定动载载荷(N)。(四)滚动动直线线导轨轨的选选择程程序在设计计选用用滚动动直线线导轨轨时：：一一．．对其其使用用条件件（工作作载荷荷、精精度要要求、、速度度、工工作行行程、、预期期工作作寿命命）进行研研究；；二二．．对其其刚度度、摩摩擦特特性及及误差差平均均作用用、阻阻尼特特征等等综合合考虑虑，从从而达达到正正确合合理的的选用用，以以满足足主机机技术术性能能的要要求。。4．额额定工工作时时间寿寿命Th(h)为式中：：——Ls为工作作单行行程长长度(m)；——n为每小时时往复次次数(次／／h)。例题已知作作用在在滑座座上的的载荷荷F∑＝18000N，滑滑座个个数M＝4，单单向行行程长长度ls＝0.6m，每每分钟钟往复复次数数为4，用用于轻轻型铣铣床的的工作作台，，每天天开机机6h，一一年按按300个个工作作日计计，寿寿命要要求为为5年年以上上，试试设计计选择择滚动动直线线导轨轨。解：由由已知知条件件得，，该导导轨的的额定定工作作时间间寿命命Th为：由：得：因滑座座数M＝4，，所以以每根根导轨轨上使使用2个滑滑座，，由表表确定定fc=0.81，fH=1，，fT=1，，fW=2。。则由由：查表，，有HJG-D45型号号的导导轨的的Ca值为43800N，，能满满足五五年的的使用用要求求，所所以可可选用用HJG——D45型型号的的滚动动直线线导轨轨。得：导轨设设计和和使用用注意意事项项正确合合理地地设计计和使使用滚滚动直直线导导轨副副,可可以提提高耐耐用度度和精精度保保持性性,减减少维维修和和保养养时间间。为为此,应注注意如如下事事项:1)尽量避避免力力矩和和偏心心载荷荷的作作用2)提提高刚刚度,减少少振动动3)降降低加加速度度的影影响4)导导轨润润滑与与防护护5)注注意防防尘1)尽量避避免力力矩和和偏心心载荷荷的作作用滚动直直线导导轨副副样本本中给给出的的额定定动,静载载荷,都是是在各各个滚滚珠受受载均均匀的的理想想状态态下算算出的的。因因此,必须须十分分注意意避免免力矩矩载荷荷和偏偏心载载荷。。否则则,一一部分分滚珠珠承受受的载载荷,有可可能超超过计计算Ca值值时确确定的的许用用接触触应力力,导导致过过早的的疲劳劳破坏坏或产产生压压痕并并出现现振动动,噪噪声,降低低移动动精度度等现现象。。2)提提高刚刚度,减少少振动动适当预预紧可可以提提高刚刚度,均化化滚动动体的的受力力从而而提高高寿命命,并并在一一定程程度上上提高高阻尼尼。但但是预预紧力力过大大会增增加导导轨副副的摩摩擦阻阻力,增加加发热热,降降低使使用寿寿命。。因此此预紧紧力有有其最最佳值值。3)降低低加速度度的影响响直线滚动动导轨副副的移动动速度可可以高达达600m/min。。起动和和停止时时,将产产生一个个力矩,使部分分滚动体体受载过过大,造造成破坏坏。因此此,如果果加速度度较大,应采取取以下措措施:减减轻被移移动物体体的质量量,降低低物体的的重心,采取多多级制动动以降低低加速度度,在启启动和制制动时,增加阻阻尼装置置等。4）导轨轨的润滑滑1、目的的：减少摩摩擦阻力力和摩擦擦磨损，，以避免免低速爬行行和降低低高温时时的温升升。2、要求：润滑油油黏度小小，杂质质少且不不侵蚀机机件，要要具备可可靠的防防护装置置。3、方式式：浇油油杯手动润滑滑泵安装润滑滑电磁泵泵导轨防护护：①固定保保护：利利用导轨轨中移动动件俩俩端的延延长物保保护导轨轨。②刮屑板板：利用用毛毡或或耐油橡橡胶制成成与导轨轨形状相相吻合的