数控机床机械系统装调与维修一体化教程 教学课件 韩鸿鸾模块三 3.3数控机床用导轨装调与维修

数控机床机械系统装调与维修一体化教程主编：韩鸿鸾模块三数控机床的进给传动系统装调与维修任务三

数控机床用导轨装调与维修知识内容4任务引入1任务目标2任务实施3任务拓展5任务巩固6床身

数控机床用导轨

导轨功用：支承和引导运动部件沿一定的轨道运动。在导轨副中，运动的一方叫做动导轨，不动的一方叫做支承导轨。动导轨相对于支承导轨的运动，通常是直线运动或回转运动。任务目标

掌握数控机床用导轨的特点与种类1掌握动压数控机床用导轨的工作原理2能对数控机床用导轨进行维护与安装3会排除数控机床导轨常见的机床故障4

1.贴塑导轨一、塑料导轨贴塑导1-导轨软带2-粘结材料

导轨软带典型的有美国生产的Turcite-B导轨软带、Rulon导轨软带，国产的TSF软带以及配套用的DJ胶粘剂。2.注塑导轨注塑导轨1-滑座2-胶条3-注塑层贴塑导轨有逐渐取代滚动导轨的趋势，不仅适用于数控机床，而且还适用于其他各种类型机床导轨，它在旧机床修理和数控化改装中可以减少机床结构的修改，因而更加扩大了塑料导轨的应用领域。1.液体静压导轨

二、静压导轨(1)工作原理静压导轨1、4—滤油器2—液压泵3—溢流阀5—节流器6—运动导轨7—静止导轨8—油箱(2)静压导轨的结构1)开式静压导轨的结构开式静压导轨是指不能限制工作台从导轨上别离的静压导轨。特点：这种导轨的载荷总是指向导轨，不能承受相反方向的载荷，并且不易到达很高的刚性。用于运动速度比较低的重型机床。开式静压导轨l-工作台2-油封面3-油腔4-导轨座闭式静压导轨是指导轨设置在机座的几个面上，能够限制工作台从导轨上别离的静压导轨。特点：承受载荷的能力小于开式导轨，具有较高的刚性和能够承受反向载荷，常用于要求承受倾覆力矩的场合。闭式静压导轨a)在床身一条导轨两侧b)在床身两导轨内侧c)在床身两条导轨上下和一条导轨两侧d)在床身呈三个方向分布e)回转运动闭式静压导轨结构A-进油B-出油2)闭式静压导轨

气体静压导轨是利用恒定压力的空气膜，使运动部件之间形成均匀别离，以得到高精度的运动，摩擦因素小，不易引起发热变形。常用于负荷不大的场合，如数控坐标磨床和三坐标测量机。气体静压导轨：应用静压导轨的典型数控机床。2.气体静压导轨静压导轨的装配与调整FB260型机床立柱静压导轨1-床身主导轨面2-侧导轨面3-下导轨面4-平镶条5、6-斜镶条7-油池滚动导轨一、滚动导轨的特点优点：1.运动轻便灵活，所需驱动功率小；2.摩擦发热少、磨损小、精度保持性好；3.低速运动时，不易出现爬行现象，定位精度高；4.滚动导轨可以预紧，显著提高了刚度。5.适用于要求移动部件运动平稳、灵敏，以及实现精密定位的场合，在数控机床上得到了广泛的应用。缺点：结构较复杂、制造较困难、本钱较高。此外，滚动导轨对脏物较敏感，必须要有良好的防护装置。二、滚动导轨的种类滚动导轨分为开式和闭式两种。滚动导轨1-调节螺钉2-锁紧螺母3-镶钢导轨4-滚动体5-镶钢导轨6-保持架滚动体循环式的滚动导轨(滚动导轨支承)1-滚动体2-支承体3-返回滚道滚动导轨按照滚动体的滚动是否沿封闭的轨道返回作连续运动分为：滚动体循环式和滚动体不循环式两类三、滚动导轨的结构形式1.滚动导轨块滚动导轨块1—防护板2—端盖3—滚柱4—导向片5—保持器6—本体又称单元滚动导轨。移动部件运动时，滚动体沿封闭轨道作循环运动。直线滚动导轨由专业生产厂家生产，又称单元直线滚动导轨。

2.直线滚动导轨TBA—UU型滚动导轨副1—保持器2—压紧圈3—支承块4—密封板5—承载钢珠列6—反向钢珠列7—加油嘴8—侧板9—导轨带阻尼器的滚动直线导轨副1—导轨条2—循环滚柱滑座3—抗振阻尼滑座：您所在学校所用滚动导轨的种类。直线运动导轨副的移动速度可以到达60m／min，在数控机床和加工中心上得到广泛应用。以直线滚动导轨副的安装为例介绍1.导轨及滑块座的固定一、导轨副的安装导轨及滑块座固定2.安装步骤安装时首先要正确区分基准导轨副与非基准导轨副，一般基准导轨上有J的标记，滑块上有磨光的基准侧面。基准导轨副与非基准导轨副的区分认清导轨副安装时所需的基准侧面。

基准侧面的区分1.间隙调整(1)压板二、导轨副的维护压板1-动导轨2-支承导轨3-压板4-垫片5-平镶条6-螺钉(2)镶条平镶条1-螺钉2-平镶条3-支承导轨常用的镶条有平镶条与斜镶条两种。(2)镶条斜镶条1-螺钉2-镶条3-开口垫圈4、5、6、7-螺母(3)压板镶条调整间隙压板镶条调整间隙(4)调整实例导轨间隙调整l—楔铁2—标准导轨3—支承导轨4—楔铁5、7—调整螺钉6—刮板8—楔铁调整板9—润滑油路2.滚动导轨的预紧(1)采用过盈配合(2)调整法(a)过盈配合预紧(b)调整预紧图3—55滚动导轨的预紧3.导轨副的润滑油管油箱过滤器滚动导轨副的润滑导轨副常用的润滑剂有润滑油和润滑脂，前者用于滑动导轨，滚动导轨两种都用。滚动导轨低速时(υ＜15m/min)推荐用锂基润滑脂润滑。〔1〕导轨副最简单的润滑方法是人工定期加油或用油杯供油〔2〕在数控机床上，对运动速度较高的导轨主要采用压力润滑，常用压力循环润滑和定时定量润滑两种方式。大都采用润滑泵，以压力油强制润滑。4.导轨副的防护：利用实训时间对数控机床的导轨进行维护。目的：为了防止切屑、磨粒或冷却液散落覆盖在导轨面上而引起磨损、擦伤和绣蚀，导轨面上应设置有可靠的防护装置。防护装置形式：常用的导轨防护罩有刮板式、卷帘式和叠层式，这些防护罩大多用于长导轨上。本卷须知：在机床使用过程中应防止损坏防护罩，对叠层式防护罩应经常用刷子蘸机油清理移动接缝，以防止碰壳现象的产生。三、故障排除故障现象：某加工中心运行时，工作台X轴方向位移接近行程终端过程中产生明显的机械振动故障，故障发生时系统不报警。分析及处理过程：1.确定故障部位应在X轴伺服电动机与丝杠传动链一侧；2.单独通电检查电动机。检查说明，故障部位在机械传动局部。3.脱开弹性联轴器，用扳手转动滚珠丝杠进行手感检查；感觉到阻力明显增加。拆下工作台检查，发现滚珠丝杠与导轨不平行4.经过认真修理、调整后，重新装好，故障排除。检修实例1行程终端产生明显的机械振动故障排除检修实例2电动机过热报警的排除分析及处理过程：电动机过热报警，产生的原因有多种，除伺服单元本身的问题外，可能是切削参数不合理，亦可能是传动链上有问题。而该机床的故障原因是由于导轨镶条与导轨间隙太小，调得太紧。松开镶条防松螺钉，调整镶条螺栓，使运动部件运动灵活，保证的塞尺不得塞入，然后锁紧防松螺钉。故障排除。故障现象：X轴电动机过热报警检修实例3机床定位精度不合格的故障排除

故障现象：某加工中心运行时，工作台Y轴方向位移接近行程终端过程中丝杠反向间隙明显增大，机床定位精度不合格。

分析及处理过程：1.故障部位明显在轴伺服电动机与丝杠传动链一侧；2.拆卸电动机与滚珠丝杠之间的弹性联轴器，通过手感检查，发现工作台轴方向位移接近行程终端时，感觉到阻力明显增加；3.拆下工作台检查，发现Y轴导轨平行度严重超差，机床定位精度不合格。经过认真修理、调整后，重新装好，故障排除。检修实例4移动过程中产生机械干预的故障排除故障现象：某加工中心采用直线滚动导轨，安装后用扳手转动滚珠丝杠进行手感检查，发现工作台X轴方向移动过程中产生明显的机械干预故障，运动阻力很大。分析及处理过程：1.拆下工作台，首先检查滚珠丝杠与导轨的平行度，检查合格。2.再检查两条直线导轨的平行度，发现导轨平行度严重超差。3.拆下两条直线导轨，检查中滑板上直线导轨的安装基面的平行度，检查合格。4.再检查直线导轨，发现一条直线导轨的安装基面与其滚道的平行度严重超差(0.5mm)。更换合格的直线导轨，重新装好后，故障排除。：上网查询、工厂调研、参考资料、在教师的带着下与工厂技术人员讨论总结以下两个方面的问题。二、进给传动系统的维护一、导轨的故障诊断故障诊断表1.每次操作机床前都要先检查润滑油箱里的油是否在使用范围内，如果低于最低油位，需加油前方可操作机床。2.操作结束时，要及时清扫工作台、导轨防护罩上的铁屑。3.如果机床停放时间过长没有动行，特别是春季〔停机时间太长没有运行〕，应先翻开导轨、丝杠防护罩，对导轨、滚珠丝杠等零件擦干净，然后上油再开机运行。进给系统的维护4.每月检查并及时对加工中心各轴行程开关进行清洁，保持其灵敏度。行程开关的维护任务拓展一、齿轮齿条传动

1、2、3、5、6—齿轮4—加载装置7—齿条双齿轮消除间隙原理1、2、3—轴4、5—直齿轮齿轮齿条传动的齿侧隙消除二、静压蜗杆—蜗轮条传动蜗杆—蜗轮条传动机构1—蜗轮条2—蜗杆蜗杆—蜗轮条工作原理1—油箱2—滤油器3—液压表3—电动机5—溢流阀6—粗滤油器7—精滤油器8—压力表9—压力继电器10—节流器三、直线电动机的安装直线电动机进给系统外观1—导轨2—次线3—初级4—检测系统(1)单电动机驱动结构简单，工作台两轨道间跨距小，测量装置安装和维修都比较方便。主要应用在推力要求不大的场合。1.水平布局单电动机水平布局合成推力大，两轨道距离大，工作台受电磁吸力变形较大，对工作台的刚度要求较高，安装比较困难，测量和控制复杂，只适合中等负荷的场合使用。(2)双电动机驱动双电动机水平布局机床的导轨跨距较小，对定子与动子间的间隙影响也小，结构比较复杂，设计难度比较大。只适合中等负荷的场合使用。2.垂直布局(1)外垂直双电动机外垂直布局(2)内垂直导轨间距离较大，安装和维修较难。适于推力大和高精度的应用场合。双电动机内垂直布局(二种)任务稳固

一、填空题1.数控机床导轨按运动轨迹可分为直线运动导轨和圆运动导轨。按工作性质可分为主运动导轨、进给运动导轨和调整导轨。按受力情况可分为开式导轨和闭式导轨。2.滚动导轨的结构形式，可按滚动体的种类分为：滚珠导轨、滚柱导轨和滚针导轨。3.塑料导轨也称为镶粘塑料导轨，有贴塑导轨、注塑导轨两种。4.静压导轨根据承载的要求不同，静压导轨分为开式和闭式两种。二、选择题1.运动部件的〔B〕对伺服机构的启动和制动特性都有影响，尤其是处于高速运转的零、部件。A.摩擦力B.惯量C.调速范围2.套筒联轴器由连接两轴轴端的套筒和联接套筒与轴的联接件(键或销钉)所组成，一般当轴端直径d＞80mm时，可用强度较高的〔C〕制造。钢B.Q235C.铸铁3.由于利用了锥环的胀紧原理，〔A〕可以较好地实现无键、无隙连接，是一种平安的联轴器。A.挠性联轴器B.凸缘式联轴器C.平安联轴器4.〔C〕的作用是在进给过程中当进给力过大或滑板移动过载时，为了防止整个运动传动机构的零件损坏，其动作，终止运动的传递。A.挠性联轴器B.凸缘式联轴器C.平安联轴器二、选择题1.对于贴塑导轨均需要进行精加工，通常采用〔A〕。A.手工刮研方法B.磨削加工C.铣削加工2.塑料导轨两导轨面间的摩擦力为〔A〕。A.滑动摩擦B.滚动摩擦C.液体摩擦3.数控机床导轨按接合面的摩擦性质可分为滑动导轨、滚动导轨和〔B〕导轨三种。A.贴塑B.静压C.动摩擦D.静摩擦4.贴塑导轨〔在两个金属滑动面之间粘贴了一层特制的复合工程塑料带〕比滚动导轨的抗振性要好，主要是由于动、静副之间〔D〕。二、选择题5.(A)不是滚动导轨的缺点。A.动、静摩擦因数很接近B.结构复杂C.防护要求高6.如果滚动导轨强度不够，结构尺寸亦不受限制，应该〔B〕A.增加滚动体数目B.增大滚动体直径C.增加导轨长度D.增