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数控冲床的导轨

发布者:卓东机械  发布时间:2011/5/31 9:49:45
  数控冲床导轨主要用来支承和引导运动部件沿一定的轨道运动。在导轨副中,运动的一方称为动导轨,不动的一方称为支承导轨。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。导轨是进给系统的重要环节,是数控冲床基本结构的要素之一。冲床的加工精度和使用寿命很大程度上取决于冲床导轨的质量。
一、数控冲床对导轨的要求
  数控机床对导轨的基本要求主要有以下几方面。
1.导向精度高
  导向精度是指机床的动导轨沿支承导轨运动的直线度(对直线运动导轨)或圆度(对圆周运动导轨)无论是空载还是加工,导轨都应具有足够的导向精度,这是对导轨的基本要求。各种机床对于导轨本身的精度都有具体的规定或标准,以保证数控冲床导轨的导向精度。影响导向精度的主要因索有数控冲床导轨的几何精度、导轨的结构形式、动导轨及支承导轨的刚度和热变形、装配质量以及动压导轨和静压导轨之间油膜的刚度。
2.耐磨性能好
  数控冲床导轨的耐磨性决定了导轨的精度保持性。精度保持性是指导轨能否长期保持原始精度。影响精度保持性的主要因素是导轨的磨损,此外,还与数控冲床导轨的结构形式及支承件(如床身)的材料有关。动导轨沿支承导轨面长期运行会引起导轨的不均匀磨损,破坏导轨的导向精度,从而影响机床的加工精度,所以应力求减少磨损量,并在磨损后能自动补偿或便于调整。数控机床常采用摩擦系数小的滚动导轨和静压导轨,以降低导轨磨损。
3.足够的刚度
  冲床各运动部件所受的外力,最后都由数控冲床导轨面来承受。若数控冲床导轨受力后变形过大,不仅坏了导向精度,而且恶化了导轨的工作条件。导轨的刚度主要决定于导轨的类型、结构形式和尺寸大小,导轨与床身的连接方式,导轨材料和表面加工质量等。数控机床的导轨截面积通常较大,有时还需要在主导轨外添加辅助导轨来提高刚度。
4.良好的摩擦特性
  数控冲床导轨的摩擦系数要小,而且动、静摩擦系数应尽量接近,以减小摩擦阻力和导轨热变形,使运动轻便平稳,低速无爬行。
5.工艺性好
  数控冲床的导轨应便于制造和装配,便于检验、调整和维修,而且应有合理的导轨防护和润滑措施等。
二、数控冲床导轨的类型与特点
  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;按接触面的摩擦性质可分为滑动导轨、滚动导轨和静压导轨
3种。
  1.滑动导轨
  滑动导轨(见图2. 23)具有结构简单、制造方便、刚度好、抗振性高等优点。传统的铸铁一铸铁、铸铁一淬火钢导轨,存在的缺点是静摩擦系数大,而且动摩擦系数随速度变化而变化,摩擦损失大,低速(1~ 60 mm/min)时易出现爬行现象,从而降低了运动部件的定位精度,故除经济型数控机床外,在其他数控机床上已不采用。目前,数控机床多数使用贴塑导轨,即在动导轨的摩擦表面上贴上一层由塑料等其他化学材料组成的塑料薄膜软带。
  导轨塑料常用聚四氟乙烯导轨软带和环氧耐磨导轨涂层两类。贴塑滑动导轨的特点是摩擦特性好、耐磨性好、运动平稳、减振性好、工艺性好。
2.滚动导轨
  滚动导轨(见图2 24)是在导轨面之间放置滚珠、滚柱、滚针等滚动体,使导轨面之间的滑动摩擦变成为滚动摩擦。滚动导轨与滑动导轨相比,其优点是。①灵敏度高,且其动摩擦与静摩擦系数相差甚微,因而运动平稳,低速移动时,不易出现爬行现象;②定位精度高,重复定位精度可达0.2um;③摩擦阻力小,移动轻便,磨损小,精度保持性好,寿命长。但滚动导轨的抗振性较差,对防护要求较高。
  滚动导轨特别适用于机床的工作部件要求移动均匀、运动灵敏及定位精度高的场合。这是滚动导轨在数控机床上得到广泛应用的原因。
3.静压导轨
  静压导轨可分为液体静压导轨和气体静压导轨。
  液体静压导轨的两导轨工作面之间开有油腔,通人具有一定压力的润滑油后,可形成静压油膜,使导轨工作表面处于纯液体摩擦,不产生磨损,精度保持性好;同时,摩擦系数也极低使驱动功率大大降低;低速无爬行,承载能力大,刚度好;此外,油液有吸振作用,抗振性好。其缺点是结构复杂,要有供油系统,油的清洁度要求高。静压导轨在机床上得到日益广泛的应用。液体静压导轨可分为开式和闭式两大类。图2 25所示为开式静压导轨工作原理。
  空气静压导轨在两导轨工作面之间通入具有一定压力的气体后,可形成静压气膜,使两导轨面形成均匀分离,以得到高精度的运动;同时,摩擦系数小,不易引起发热变形,但会随空气压力波动而使空气膜发生变化,且承载能力小,常用于负载不大场合,此外,必须注意导轨面的防尘,因为尘埃落入空气导轨面内会引起导轨面的损伤。
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