数控机床导轨的种类和特性

发布日期:2020-11-10 18:55:37浏览次数:13000

数控机床制造者最关心机床的精度,刚性和使用寿命,很少关注导轨系统。导轨决定了数控机床的基础。各种数控机床部件,都是用控制轴在指定的导轨上运动,数控机床设计者根据机床的类型和用途选用各种不同形式的导轨系统。目前使用较广泛的主要有平面导轨、直线滚动导轨和循环滚柱与平面导轨的组合所构成的滚动体导轨。

一、导轨的功能

数控机床上的导轨系统形式多样,但工作性质相同。数控机床工作部件在指定导轨系统上移动,基本功能主要有以下三种:

1、为承载体的运动导向;

2、为承载体提供光滑的运动表面;

3、把数控机床的数控切削所产生的力传到地基或床身上,减少产生的冲击对被动加工零件的影响。沿导轨系统的运动大多数为直线运动,也有少数为弧线运动。直线导轨可以直接应用弧形导轨。

数控机床

二、导轨的分类

数控机床制造厂都在努力确保导轨安装的精确性,导轨被加工之前导轨和工作部件都过了时效来消除内应力。刮研是保证导轨的精度和使用寿命的常用工艺方法。

1、直线导轨

新导轨系统让数控机床获得快速进给速度,直线导轨是快速进给的特点,直线导轨有两个基本元件,一个作为导向的是固定元件,另一个是移动元件。床身或立柱少量的刮研是不可少的,一般安装较简单。直线导轨的移动元件和固定元件之间用滚动钢球,因其高速运动、摩擦系数小、灵敏度高,满足运动部件的工作要求,如机床的刀架和拖板等。

工作时间太长钢球开始磨损,作用在钢球上的预加负载开始减弱,降低了机床工作部件运动精度。想要保持初始精度就要换导轨支架甚至更换导轨。

2、直线滚柱导轨

直线滚柱导轨系统是平面导轨与直线滚柱导轨的组合,用滚柱安装在平行导轨上代替钢球承载机床的运动部件。其优点是接触面积大、承载负荷大、灵敏度高。从床身尾部看支架与滚柱置于平面导轨的顶面和侧面,在机床工作部件和支架内面之间设置一块楔板让预加负载作用于支架的侧面,就可以获得较高精度,楔板的工作原理:工作部件的重量作用于支架的顶面。可以调整作用在导轨系统上的预加负荷,能补偿楔板的损失,因为其CNC指令反应灵敏承受负荷大,直线滚柱导轨系统比传统的平面导机能经受高速运转,从而改善机床的性能。

3、镶钢导轨

镶钢导轨是机床上最常用的导轨形式,导轨系统的固定元件是镶钢导轨,截面是矩形。它可水平装在机床的床身上,也可以和床身铸成一体,分别被称为镶钢式或整体式。镶钢式导轨是由钢制成的,经淬硬和磨削。

4、滑动导轨

滑动导轨的特点是导轨和滑动件之间使用了介质,形式的不同在于选择不同的介质。导轨系统使用液压较广泛,静压导轨是其中的一种,液压油在压力作用下进入滑动元件的沟槽,

在导轨和滑动元件之间形成油膜,把导轨和移动元件隔开以此来减少移动元件的摩擦力。静压导轨对大负荷很有效,能补偿偏心负荷。

动压导轨的油不是在压力下起作用的,它利用油的粘度,避免了移动元件和导轨的直接接触。

移动元件和导轨之间的介质还有空气,分气动静压导轨和气动动压导轨。

5、其它形式的导轨

数控机床上常用的另外一种是燕尾槽导轨,一般用来定位机床运动部件。维修的时候要保证刀轨系统寿命的关键,机床的精密部件之一是导轨,不可能100%有防尘保护,灰尘污染大。故用户需要定期检查和维护,要定期润滑直线导轨和直线滚柱导柱,很多直线导轨系统的钢球和滚柱部分都安装有油脂接头与支架相连接。不管采用什么样的导轨系统,都要保持滚动元件的润滑,以此来减少刀轨系统磨损,延长数控机床精度的保持时间。

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