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1、··犷·咋一~一~~一一~设计与研究}{卜~.一‘咋~二,.二盛峰~~机床导轨的设计计算哈尔滨工业大学机床教研室李国伟、一flJ舀,。导轨是每台机床不可缺少的部件它的制造精度直接影响加工零件的精度导轨的耐磨性是影响机床精度保持性和使用寿命的关键因素之一。因而导轨的制造精度和耐磨性成为机床好坏的重要指标。,,,在毛主席革命路线指引下我国机床行业的广大工人和技术人员在党的领导下对机,。床导轨的设计和制造进行了许多工作取得了可喜的成果,,、、在导轨的选材方面结合我国资源情况进行了钒钦耐磨铸铁磷铜钦耐磨铸铁稀土铸,,。铁的
2、耐磨性试验并在生产中推广使用使我国导轨的耐磨性达到或接近世界先进水平,、,在导轨表面硬化处理方面不仅应用了高中频淬火并组织推广了我国工人阶级独创的电接触淬火,。使导轨的耐磨性提高了两倍左右,,,,在导轨的制造方面以磨代刮减轻了工人体力劳动提高了加工质量和生产率配磨工,,,艺不仅用于普通机床发展到制造精密机床从单配发展到选配甚至互换并且在普通车间,。里实现了机床配磨配磨工艺也推广到修理机床中去、,在精密机床数控机床及重型机床上也推广应用了静压导轨达到了低速5毫米/分。无爬行现象,在滚动导轨方面试制了6192系列滚动导
3、轨支承为数控机床及重型机床提供了新的滚。动导轨元件,,。总之建国以来在我国机床导轨方面进行了许多工作取得了一定成绩但是在导轨设,。必计计算基本理论研究方面却进行得不多在实际设计机床时也较少对机床导轨进行计算,,,即使选用了耐磨材料,须指出如果设计导轨时缺乏正确的理论指导设计上就不合理进,。行了精密加工也不能确保导轨耐磨性能和保持一定的精度,,不仅在金属切削机床上必需有导轨在其它的机器和仪器上也需要有导轨例如在激光,。,测量机制造集成电路用的光刻机都要有导轨它们都担负着导向的作用这是一切导轨的、。运动部件本身重共性但
4、是金属切削加工机床的导轨要承受较大的切削力和工件的重量,,,量而且容易被切屑所损伤因此可以说承受较大的载荷是机床导轨的特殊性设计机床时。,对导轨的承载能力和导轨的防护必须给予足够重视如果导轨上的平均比压或最大比压,。滚动体上的最大载荷大大超过了允许值则导轨的摩损会急剧增加而丧失精度如果由于,使运动部件偏离了理论位置,即使导轨的制造精度很高也会载荷过大产生的弹性变形过大。。失去其实际意义此外导轨上的摩擦阻力是引起功率损耗和出现爬行的重要因素数控机,,,,床是按输出信息进行工作阻力过大需要大扭矩的驱动装置势必提高对放大
5、环节的要求。这是为什么在数控机床特别重视减摩导轨的重要原因:归纳起来导轨的设计计算着重在下列儿个方面1.选择合适的几何形状和尺寸;2.导轨的耐磨性验算;3.导轨的刚度计算;.。4导轨摩擦性能及动态性能计算。下面仅就其中的几个间题加以讨论二、导轨的形状与承载能力设计导轨时,?选择导轨形状的依据是什么?首先遇到的问题是选择什么形状在文献:[1〕中提出应从下面五项重要指标来分析1.它能否为直线移动提供良好的导向性?2.磨损的情况如何?‘3.能采用何种刮研基准?户瘤月4.导轨能否自检?图15.是否需要镶条?,这里忽视了两个
6、很重要的因素即导轨的承载能力如何?摩擦阻力大小如何?导轨的形状固然影响它的导,、、向性能后者还与是否装有镶条驱动力的位置摩擦力。?的大小等因素有关能采用何种刮研基准导轨是否自。检?都属于导轨是否容易制造的间题导轨形状与磨损、,情况的直接关系主要看是否容易排屑是否容易润滑而,,更重要的还与比压大小有关即还与承载能力有关因此:宜改为下列五项指标1.导轨的承载能力如何?2.?导轨的摩擦大小如何3.磨损情况如何?4.?导向性能如何6.是否容易制造?如何比较滑动导轨的承载能力呢?,如果导轨的宽度B相同和高度H相同且长度L亦相
7、同(图1)在同样大小和方向的F作用下(图,,,外力2)比较各导轨面上的实际比压比压小的导轨说明还可提高外加载荷。表示承载能力尚有潜力。假设作用力F与垂直方向的夹角为0:,b:b:。2矩形导轨顶面b承受载荷为Fbl侧面承受载荷为尸由图(a)可知万乙,一万。o,夕1()万b,~F口(2)血‘、Z,bi二B.2‘了、34广、瓦~H导轨面上比压分别为,。一-Feoss/‘、/、、6勺、/、2飞会石刀:、一-Fsin夕会LH:a。,:三角形导轨石边与水平面成角由图2(b)可知认乙面上的载荷为J、矛‘产尹、J、了、夕了‘:~F
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