《支撑件与导轨设计》PPT课件

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1、机床支撑件与导轨设计主要内容支撑件与导轨的功用与基本设计要求支撑件静态特性与结构设计导轨失效形式及分类普通滑动导轨与滚动导轨结构特点导轨间隙调整方法支撑件与导轨的功用支撑件功用导轨副功用导轨起着导向和支承的作用。连接形式做成一体装配、镶嵌或粘接机床的支承件主要指床身、立柱、横梁、底座等基础件，其主要作用是支承安装在上面的零部件，并保证各零部件之间正确的相互位置关系和相对运动轨迹。工作时承受重力，切削力、摩擦力、夹紧力等。导轨起着导向和支承的作用。支撑件与导轨的性能要求支撑件性能要求支撑件刚度支撑件的抗振性支撑件的热稳定性其他要求支撑件设计特点以切削力为主以移动件重力和热应力为主重力和切削力同时

2、考虑支承件的性能要求及其改善措施1.支承件的刚度支承件刚度是指支承件在恒定载荷和交变载荷作用下抵抗变形的能力。前者称为静刚度，后者称为动刚度。影响支承件刚度的因素是支承件的受力状态、支承件的材料和支承件的结构等因素。提高支承件的刚度的方法有：（1）改善支承件的受力状态。（2）采用高刚性的材料。（3）采用合理的结构加大接触刚度，如图2.56所示。（4）采用平衡和预变形的方法。图2.56肋条形式a）口字型b）纵横肋条c）三角形d）交叉型e）蜂窝型f）米字型g）井字型a）b）c）d）e）f）g）提高支撑件自身刚度正确选择支撑件的截面尺寸合理布置肋板合理开窗加盖提高支撑件连接刚度和局部刚度支撑件肋条的

3、布置合理选择支撑件壁厚2.支承件的抗振性支承件的抗振性是指其抵抗受迫振动和自激振动的能力。提高支承件抗振性的措施有：（1）采用高阻尼材料，提高抗振性。（2）采用高阻尼部件。如液压导轨，提高抗振能力。（3）改善支承件的支承条件，如采用消振垫，加固地基，移开振源，提高抗振能力。（4）振源与支承件分开。如把电动机、传动装置单独放置。（5）提高支承件的静刚度，就可提高动刚度。3.支承件的热变形改善支承件热变形的措施有：（1）在机床结构方面，采用热对称结构。（2）在机床上采取热平衡措施。（3）在机床上采取控制温升的措施。（4）采用热位移补偿，预测热变形规律，建立数学模型存入计算机中进行实时补偿。4.其他

4、要求支承件设计时还应便于排屑，吊运安全，合理安置液压、电器部件，并具有良好的工艺性等。床身床身是整个机床的基础支承件，一般用来放置导轨、主轴箱等重要部件。1）床身的整体结构数控车床的床身结构如左图所示。中小型车床床身结构如右图所示当工作台在溜板上移动时，由于床身导轨跨距较窄，致使工作台在横溜板上移动到达行程的两端时容易出现翘曲，影响加工精度。为了避免工作台翘曲，有些立式床身增设了辅助导轨来保证移动部件的刚性，如图2.59所示。a）有翘曲现象b）有辅助导轨图2.59带辅助导轨的床身1－主轴箱2－工件3－工作台4－溜板5－床身2）床身的截面形状床身中常用的几种截面肋板布置如图2.61所示。a）V形

5、肋b）对角c）斜方肋图2.61床身截面肋板布置3）床身箱体封砂结构如图2.62所示a）旧结构b）新结构图2.62铸造床身的封砂结构立柱1.卧式机床的立柱结构卧式数控机床的立柱通常采用双立柱框架结构形式，主轴箱装在双立柱的中间，可沿立柱导轨上下运动，如图2.63所示。图2.63双立柱结构卧式机床采用双立柱结构的优点是：①刚性好，②热对称性好，③稳定性好。双立柱结构的缺点是：制造工艺性差，装配、调试不方便。图2.64所示为卧式加工中心立柱的横向截面形状。图2.64双立柱截面2.立式机床的立柱结构如图2.65所示。a）斜方双层壁肋板b）对角线交叉肋板c）井字形肋板图2.65单立柱结构导轨的性能要求及

6、其分类在一对导轨中，与支承件连成一体固定不动的导轨，称为支承导轨，与运动部件连成一体的导轨称为动导轨。导轨的精度和性能对数控机床的加工精度、承载能力、使用寿命，同时对伺服系统的性能都有着很大的影响。因此，在数控机床上对导轨有如下要求：①导向精度高②良好的耐磨性③足够的刚度④具有低速运动的平稳性⑤工艺性好导轨副分类按运动轨迹分类直线运动圆周运动按摩擦性质分类滑动导轨滚动导轨按工作性质分类主运动导轨进给运动导轨移置导轨卸荷导轨按结构形式分开式导轨闭式导轨滑动导轨滑动导轨具有结构简单、制造方便、接触刚度大的优点。塑料导轨与其它导轨相比有以下特点：摩擦系数小，且动、静摩擦系数相差很小，能防止低速爬行现

7、象；化学稳定性、抗振性好；耐磨性好，且具有良好的自润滑性；结构和工艺简单，成本低，维护修理方便等。失效形式磨损疲劳和压溃（1）贴塑导轨如下图所示，贴塑导轨是在动导轨上粘接上一层塑料导轨软带，通常与支承导轨上的铸铁导轨或淬硬钢导轨相配使用。塑料导轨软带是由聚四氟乙烯为基体，加入合金粉和硫化物等多种填充剂制成的复合材料。1－床身2－工作台3－下压板4－导轨软带5－贴有导轨软带的槽条（2）涂塑导轨涂塑导