导轨及选型及计算

导轨及选型及计算导轨的选型及计算按构造特点和摩擦特性划分的导轨类型见表6-1[]应用列于表中。6-1导轨类型特点及应用导轨 导轨主要特点 应用类 类型型1,一般单,使用维机修便利。2,滑 床,未形成完全

应主要特点用广1,运动灵敏泛度高,低速用运动平稳性于好,定位精各2,精类动液体摩擦时导低速易爬行轨3,磨损大寿命低,运动精度不稳定

冶金滚动设备导轨上应用普遍

精好,磨损少,密寿命长。3,机刚性和抗振床,性差,构造数控高,要求良机好的保护床,1,动导轨外表贴塑料软带等与铸铁或钢导轨搭配,摩擦系数小,且动塑静摩擦系数料搭配,不易导爬行,抗摩轨擦性能好。2,贴塑工艺3,刚度较低,耐热性差简洁蠕变

主要应用与中大型机床压强动压不大导轨的导轨应用日益广泛

纺织机械等1,速度高主(90m/min~6要00m/min), 用形成液体摩语擦2,阻尼速大,抗阵性度好3,构造高,简洁,不需精简单供油系度统,使用维要护便利4,油求膜厚度随载一荷与速度而般变化。影响的加工精度,机低速重载易床消灭导轨面主镶轨耐磨性,本钱钢,改善摩擦或高。镶轨耐磨性,本钱钢,改善摩擦或高。镶满足焊接床常用金于重属要。2,在动型机导导轨上镶有床如轨青铜只类的金属防止咬立车,合磨损,提高耐磨性,运动平稳精度高龙门铣床的导轨上静压载力量大,精导轨刚性,吸阵性好4,需要一套液压装置,构造复密机床,数杂,调整困难控机床的工1,在支撑导镶钢轨上镶装有导轨肯定硬度的工艺不钢板或钢复带,提高导杂,接触运动导轨各种1,摩擦系数大型,很小,驱动重2,低型速运动平稳机性好3,床,作作台初选导轨型号及估算导轨长度X方向初选导轨型号为GGB20BAL2P129404 [6]具体数据见《机械设计手册》9-149 Y方向初选导轨型号为GB20AAL2P1

210904导轨的运动条件为常温，平稳，无冲击和震惊为何选用滚动直线导轨副：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，只相当一般机械的格外之一。承载力量大，刚度高。能实现高速直线运动，起瞬时速度比滑动导轨提高10倍。承受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，降低本钱。导轨的长度：由于导轨长度影响工作台的工作精度和高度，一般可依据滑块导向局部的长度来确定导轨长度。其公式为：L=H+S+△l-S1-S2由此公式估算出Lx=940mm,Ly=1090mmL—导轨长度S—滑块行程△l—封闭高度调整量S1—滑块到上死点时，滑块露出导轨局部的长度S2—滑块到下死点时，滑块露出导轨局部的长度计算滚动导轨副的距离额定寿命XXGGB20BAL2P1294049.3-73[1]Ca=13.6kN,Coa=20.3kN。49.3-481其中工作台的最大重量为:G=100×9.8=980NF1=F2=F3=F4=1/4〔G1+F〕=250N滚动导轨的额定寿命计算公式[6]为：L=〔fh

ffcfaCa/fwPc〕 K=27166kmt式中L——额定寿命〔km〕；Ca——额定动载荷〔KN〕；P——当量动载荷〔KN〕；Fmax——受力最大滑块所受的载荷〔KN〕；Z——导轨上的滑块数；=3；当为滚柱时=10/3；K——额定寿命单位〔KM〕，滚珠时，K=50KM；滚柱时，K=100KM；fh——硬度系数；fh――〔滚道实际硬度〔HRC〕〕。由于产品技术要求规定，滚道硬度不得低于58HRC，故通常可取fh=1ft——温度系数，查表6-2[7],得

ft=1C度/0C

6-2温度系数100 100~150150~200200~250f 1 t

0．73 0．60fc——接触系数，查表6-3；得

fc=1每根导1轨上的滑块数

6-3接触系数2 3 4 5f 1．000．810．720．660．61cfa6-4fa=1.56-4精度系数工作条件工作条件无外部冲击或振动的低速运动的场15m/min无明显冲击或振动的场合，速度为15~60m/min有外部冲击或高速运动的场合，速度大于60m/minfa1~1.51.5~22~3.5fw6-5fw=16-5载荷系数2级345f1．01．00．90．9wL=27166Km寿命时间的计算当行程长度肯定，以h为单位的额定寿命为：L103 27166103Lh2La

n 2

20.74160

式中Lh

——寿命时间〔h〕L——额定寿命〔km〕La——行程长度〔m〕n2——每分钟来回次数则L 30592.3hh工况为：每天开机6个小时，每年300个工作日，则估量寿命年限为：L=30592.3/300×6=16.9h同理求出Y方向滚动导轨副的距离额定寿命：L=26340.1kmL=25230h=14h导轨材料与热处理机床滑动导轨常用材料主要是灰铸铁和耐磨铸铁。HT200HT300HT150HT200JB/T3997-19946-6[10]所示硬度要求(HBS)硬度不均匀性(HBS)表硬度要求(HBS)硬度不均匀性(HBS)导长/mm轨度导铸重/t轨件量不于低不高于导轨长度/mm硬差度不≤-190255≤2525002500>2500>3180241>250035>5175241由几何45>10165241件连接的导轨常用耐磨铸铁与一般铸铁耐磨性比较见表6-7[8]表6-7 常用耐磨铸铁耐磨铸铁名称

数1.5～2高磷耐磨铸铁高磷耐磨铸铁稀土铸铁铬钼耐磨铸铁11～211导轨热处理:一般重要的导轨，铸件粗加工后进展一次时效处理，高精度导轨铸件半精加工后还需进展其次次时效处理。常用导轨淬火方法有:中频淬火，淬硬层深度(1～2)mm。硬度(45～50)HRC。接触加热自冷外表淬火，淬硬深度(0.2～0.25)mm,显微硬度600HM左右。这种淬火方法主要用于大型铸件导轨。导轨的技术要求外表粗糙度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表6-8[9]规定。机床类别滑动导移置导镶条、压板轨轨滑动面每条导轨宽度机床类别滑动导移置导镶条、压板轨轨滑动面每条导轨宽度／mm≤＞≤＞252510100000Ⅲ级和Ⅲ级以2016161212上Ⅳ级 1612121010Ⅴ级 108 8 6 6导轨生产率高,是加工淬硬导轨唯一方法，磨削导轨外表粗糙度应到达的要求,见表6-9[10]。接触面要求见表6-10[10]。6-9磨削导轨外表粗糙度Ra机床类型型动导轨大型重型固定导轨中小型大型重型Ⅲ0.2～0.4～0.8(0.1～0.2～0.4(级0.4(00.8(00.4)0.2(0.0.4(00.2)和.1～.2～05～ .1～Ⅲ0.2)0.4)0.1) 0.2)级以上Ⅳ0.4(01.6(01.6(0.2(0.0.4(00.8(级.2).8)0.8)1) .2)0.4)Ⅴ0.8(01.6(01.6(0.4(0.0.8(01.6(级.4).8)0.8)2) .4)0.8)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.淬硬导轨的外表粗糙度应降低一级(括号内数值)。6-10磨削导轨外表的接触指标(%)机型滑(滚)动导轨全长上全宽上移置导轨全长上全宽上ⅢⅢ上80 707050Ⅳ级75606545Ⅴ级70506040注:1.宽度接触到达要求后,方能作长度的评定。2.镶条按相配导轨接触指标检验。几何精度导轨的几何精度主要是指导轨的直线度和导轨间的平行度,垂直度等。具体3导轨设计和使用留意事项正确合理地设计和使用滚动直线导轨副,可以提高耐用度和精度保持性,削减修理和保养时间。为此,应留意如下事项:尽量避开力矩和偏心载荷的作用 滚动直线导轨副样本中给出的额定动,静载荷,都是在各个滚珠受载均匀的抱负状态下算出的。因此,必需格外留意避开力矩载荷和偏心载荷。否则,一局部滚珠承受的载荷,有可能超过计算Ca值时确定的许用接触应力,导致过早的疲乏破坏或产生压痕并消灭振动,噪声,降低移动精度等现象。提高刚度,削减振动适当预紧可以提高刚度,均化滚动体的受力从而提增加发热,降低使用寿命。因此预紧力有其最正确值。滚动支承的阻尼较小,因此要尽可能使它承受恒定的载荷。有过大的振动和冲击载荷的场合不宜应用直线滚动导轨副。为了削减振动,可以在移动的工作台上加装减振装置。条件许可时可安装锁紧装置,加工时把不移动的工作台固定。3)降低加速度的影响直线滚动导轨副的移动速度可以高达600m/min。起动和停顿时,将产生一个力矩,使局部滚动体受载过大,造成破坏。因此,假设加速度较大,应实行以下措施:减轻被移动物体的质量,降低物