第九章机床导轨的修理与调整.ppt
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1、导 轨 主讲人:主讲人:秦小斌秦小斌材料收集:赵雷、刘玉武、张凯、李浩材料收集:赵雷、刘玉武、张凯、李浩 李慧、刘翔财、吕振川李慧、刘翔财、吕振川2024/5/24 2024/5/24 周五周五1 1一、机床导轨一、机床导轨机床导轨的作用是机床导轨的作用是引导机床的移动部件引导机床的移动部件(如龙门刨床如龙门刨床工作台、车床床鞍等工作台、车床床鞍等)沿确定轨迹作准确的相对运动,沿确定轨迹作准确的相对运动,或使机床部件或使机床部件(如车床的主轴箱、尾座等如车床的主轴箱、尾座等)在确定的在确定的位置上正确定位,同时对机床的运动部件起支承作位置上正确定位,同时对机床的运动部件起支承作用。用。2024
2、/5/24 2024/5/24 周五周五2 2导轨面的磨削2024/5/24 2024/5/24 周五周五3 3二、二、概概 述述 机床的床身、立柱、工作台、床鞍、滑座等部件上均有导轨。机床的床身、立柱、工作台、床鞍、滑座等部件上均有导轨。由于各种导轨在工作时受力状况不同,所以导轨的形状和尺寸也不由于各种导轨在工作时受力状况不同,所以导轨的形状和尺寸也不同。但机床导轨的质量必须满足机床的加工精度、同。但机床导轨的质量必须满足机床的加工精度、工作能力以及使用寿命的要求。工作能力以及使用寿命的要求。1较高的精度较高的精度 它包括导轨的形状误差它包括导轨的形状误差(如直线运动导轨的平面度、直线度,环
3、如直线运动导轨的平面度、直线度,环形导轨的圆度等形导轨的圆度等)和导轨之间的相互位置误差和导轨之间的相互位置误差(如导轨面间的平行度、如导轨面间的平行度、垂直度等垂直度等)。2足够的刚度足够的刚度 导轨刚度是指在外力作用下,导轨抵抗变形的能力。加强导轨导轨刚度是指在外力作用下,导轨抵抗变形的能力。加强导轨的刚度,可以减少外力作用下导轨的变形,确保导轨精度的稳定。的刚度,可以减少外力作用下导轨的变形,确保导轨精度的稳定。3耐磨性好耐磨性好 导轨磨损将影响机床的加工精度和使用寿命,因此要求导轨的导轨磨损将影响机床的加工精度和使用寿命,因此要求导轨的耐磨性好,表面磨损均匀,磨损后能调整和自动补偿。耐
4、磨性好,表面磨损均匀,磨损后能调整和自动补偿。一、机床导轨的技术要求一、机床导轨的技术要求2024/5/24 2024/5/24 周五周五4 4机床导轨剖面图2024/5/24 2024/5/24 周五周五5 5三、导轨的种类及其特点三、导轨的种类及其特点 1滑动导轨滑动导轨 导轨副之问采用的是滑动摩擦形式。它可分为导轨副之问采用的是滑动摩擦形式。它可分为3种:种:图图91 卸荷导轨卸荷导轨 a)机械式机械式 l一工作台一工作台(上导轨上导轨)2一滚轮一滚轮 3一轮轴一轮轴 4一弹性板一弹性板 5一弹力调节螺钉一弹力调节螺钉 6一床身一床身(下导轨)下导轨)(1)普通滑动导轨普通滑动导轨 此导
5、轨的滑动面此导轨的滑动面之间为半干摩擦,摩之间为半干摩擦,摩擦阻力大,易产生爬擦阻力大,易产生爬行,磨损行,磨损快,寿命短。快,寿命短。但由于结构简单,制但由于结构简单,制造容易,易于保持精造容易,易于保持精度,所以目前应用普度,所以目前应用普遍。遍。2024/5/24 2024/5/24 周五周五6 6b)液压式液压式 1一工作台一工作台(上导轨上导轨)2一滚轮一滚轮 3一顶杆一顶杆 4一薄膜一薄膜 5一油腔一油腔 6一油管一油管 7一床身一床身(下导轨下导轨)8一油箱一油箱 9一滤油器一滤油器 10一一液压泵液压泵 11一溢流阀一溢流阀 12一可调节流器一可调节流器 (2)卸荷导轨卸荷导轨
6、 如图如图9-1所示,采用所示,采用减小导轨接触压力的减小导轨接触压力的措施,以提高灵敏度措施,以提高灵敏度和降低摩擦阻力的导和降低摩擦阻力的导轨称为卸荷导轨。常轨称为卸荷导轨。常用的有用的有机械式和液压机械式和液压式两种。式两种。2024/5/24 2024/5/24 周五周五7 7 (3)静压导轨静压导轨 如图如图9-2所示,利用所示,利用液体的静压力,使导轨液体的静压力,使导轨在运动前完全浮起,由供油系统控制流量和恒压力,使两个相对在运动前完全浮起,由供油系统控制流量和恒压力,使两个相对运动的导轨面处于纯液体状态摩擦,这种导轨称为静压导轨。其运动的导轨面处于纯液体状态摩擦,这种导轨称为静
7、压导轨。其优点是:导轨磨损小、寿命长,而且工作精度高、抗振性好,低优点是:导轨磨损小、寿命长,而且工作精度高、抗振性好,低速时不爬行。其缺点是:结构复杂,对润滑油的洁净度要求高。速时不爬行。其缺点是:结构复杂,对润滑油的洁净度要求高。静压导轨一般用于静压导轨一般用于重型机床重型机床及高精度机床。及高精度机床。图图9-2静压矩形导轨供静压矩形导轨供油系统图油系统图 1一油箱一油箱 2一滤油器一滤油器 3一液压泵一液压泵 4一溢流阀一溢流阀5一精滤油器一精滤油器 6一可调节一可调节流器流器7一油压表一油压表 8一软管一软管 9工作台导轨工作台导轨 10一油一油腔腔 11一机床床身导轨一机床床身导轨
8、 重型机床重型机床2024/5/24 2024/5/24 周五周五8 8 图图9-3 环形导轨环形导轨a)底座底座(下导轨下导轨)b)工作台工作台(上导轨上导轨)(4)环形导轨环形导轨 如图如图9-3所示,环所示,环形形导轨是各类机床回导轨是各类机床回转工作台的运动轨迹。转工作台的运动轨迹。多用于多用于立式车床立式车床、立、立式滚齿轮机床、立式式滚齿轮机床、立式磨床及插床等。其截磨床及插床等。其截面形状有平面面形状有平面(矩形矩形)和和v形形(角度角度)两种,由两种,由于导轨接触面较宽,于导轨接触面较宽,导轨副的刚度、精度导轨副的刚度、精度和稳定性都较好。和稳定性都较好。立式车床立式车床202
9、4/5/24 2024/5/24 周五周五9 9 2滚动导轨滚动导轨 即导轨副之间采用的是滚动摩擦形即导轨副之间采用的是滚动摩擦形式。按滚动体的形状,可分为滚珠导轨、式。按滚动体的形状,可分为滚珠导轨、滚柱导轨、滚针导轨和直线滚动导轨块滚柱导轨、滚针导轨和直线滚动导轨块(副副)组件等形式。组件等形式。图图9 4 滚珠导轨滚珠导轨 a)镶钢滚珠导轨镶钢滚珠导轨 b)镶钢可调预紧力导轨镶钢可调预紧力导轨1、2一镶钢导轨一镶钢导轨(固定在工作台上固定在工作台上)3一钢球一钢球 4一钢球保持器一钢球保持器 5、6一镶钢一镶钢导轨导轨(固定在床身上固定在床身上)7一螺钉一螺钉 8一工作台一工作台 9一机
10、床床身一机床床身 (1)滚珠导轨滚珠导轨 如图如图9-4所示,所示,滚珠滚珠导轨结构简单,制造方便。但因导轨结构简单,制造方便。但因接触面积小,故刚度低,一般适用于接触面积小,故刚度低,一般适用于承载能力较小的场合,如工具磨床的承载能力较小的场合,如工具磨床的工作台等。若采取如图工作台等。若采取如图9-4b所示的可所示的可调预紧力结构,用螺钉调预紧力结构,用螺钉7调节导轨间隙调节导轨间隙和预紧,可增加导轨刚度、运动精度和预紧,可增加导轨刚度、运动精度和承受较大的倾侧力矩。和承受较大的倾侧力矩。2024/5/24 2024/5/24 周五周五1010 图图95 滚柱导轨滚柱导轨 a)三角形一矩形
11、滚柱导轨三角形一矩形滚柱导轨 b)燕尾形镶钢滚柱导轨燕尾形镶钢滚柱导轨 l、2一镶钢角度导轨一镶钢角度导轨 3一镶钢平面导轨一镶钢平面导轨 4一滚柱一滚柱5一工作台一工作台(上导轨上导轨)6一床身一床身(下导轨下导轨)7一紧固螺钉一紧固螺钉 (2)滚柱导轨滚柱导轨 如图如图9_5所示,滚柱所示,滚柱 导轨导轨承载能力和刚度都比滚珠导轨承载能力和刚度都比滚珠导轨大,适用于承载能力较大的机大,适用于承载能力较大的机床。但它对导轨的平行度要求床。但它对导轨的平行度要求较高,否则将明显降低运动精较高,否则将明显降低运动精度和使磨损加剧。因此,滚柱度和使磨损加剧。因此,滚柱最好做成腰鼓形,中间盲径比最好
12、做成腰鼓形,中间盲径比两端大两端大002 mm左右。左右。2024/5/24 2024/5/24 周五周五1111 (3)滚针导轨滚针导轨 滚针比滚柱的直径小,滚针比滚柱的直径小,在相同在相同的长度上可排列更多的滚针,因而的长度上可排列更多的滚针,因而承载能力大,结构紧凑,但摩擦力承载能力大,结构紧凑,但摩擦力也要大一些。适用于尺寸受限制的也要大一些。适用于尺寸受限制的场合。场合。(4)直线导轨副直线导轨副 近年来数控机床越来越多地采近年来数控机床越来越多地采用了由专业厂生产的直线滚动导轨用了由专业厂生产的直线滚动导轨块或导轨副组件。这种导轨组件本块或导轨副组件。这种导轨组件本身制造精度很高,
13、对机床的安装基身制造精度很高,对机床的安装基面要求不高,安装、调整都非常方面要求不高,安装、调整都非常方便,现已有多种形式、规格可供使便,现已有多种形式、规格可供使用。用。滚针导轨滚针导轨直线导轨副直线导轨副2024/5/24 2024/5/24 周五周五1212图图9-6 滚柱导轨块组件图滚柱导轨块组件图 如图如图96所示为一种滚动所示为一种滚动导轨副,它由导轨、滑块、导轨副,它由导轨、滑块、钢球、返向器、保持架、钢球、返向器、保持架、密封端盖及挡板等组成。密封端盖及挡板等组成。当导轨与滑块作相对运当导轨与滑块作相对运动时,钢球就沿着导轨上动时,钢球就沿着导轨上的经过淬硬和精密磨削加的经过淬
14、硬和精密磨削加工而成的工而成的4条滚道滚动,在条滚道滚动,在滑块端部钢球又通过返向滑块端部钢球又通过返向装置装置(返向器返向器)进入返向孔进入返向孔后再进入滚道,钢球就这后再进入滚道,钢球就这样周而复始地进行滚动运样周而复始地进行滚动运动。返向器两端装有防尘动。返向器两端装有防尘密封端盖,可有效地防止密封端盖,可有效地防止灰尘、屑末进入滑块内部。灰尘、屑末进入滑块内部。2024/5/24 2024/5/24 周五周五1313 3塑料导轨塑料导轨 如果数控机床加工经常受到变化的切削力的作用,或当传动如果数控机床加工经常受到变化的切削力的作用,或当传动装置存在间隙或刚性不足时,过小的摩擦力反而容易
15、产生振动。装置存在间隙或刚性不足时,过小的摩擦力反而容易产生振动。此时,可采用滑动导轨副,以改善系统阻尼特性。为减少导轨的此时,可采用滑动导轨副,以改善系统阻尼特性。为减少导轨的磨损和提高运动性能,近年来出现了两种新型塑料滑动导轨。磨损和提高运动性能,近年来出现了两种新型塑料滑动导轨。图图9-7 贴塑导轨贴塑导轨 塑料导轨塑料导轨 (1)贴塑导轨贴塑导轨 贴塑导轨就是在与床身贴塑导轨就是在与床身相配的滑动导轨上粘贴一层相配的滑动导轨上粘贴一层动、静摩擦因数基本相同,动、静摩擦因数基本相同,耐磨、吸振的塑料软带。耐磨、吸振的塑料软带。2024/5/24 2024/5/24 周五周五1414塑料软
16、带材料是以聚四氟乙烯为基体,加以青铜粉、二硫化钼塑料软带材料是以聚四氟乙烯为基体,加以青铜粉、二硫化钼和石墨等填充剂混合烧结并做成软带状,国内已有牌号和石墨等填充剂混合烧结并做成软带状,国内已有牌号TSF导导轨软带系列产品以及配套用的轨软带系列产品以及配套用的DJ胶粘剂。导轨软带使用工艺简胶粘剂。导轨软带使用工艺简便,只要将导轨粘贴面作半精加工至表面粗糙度达尺。便,只要将导轨粘贴面作半精加工至表面粗糙度达尺。3216,清洗粘贴面后,用胶粘剂黏合,加压固化,再经精加工即,清洗粘贴面后,用胶粘剂黏合,加压固化,再经精加工即可,如图可,如图9-7所示。所示。(2)注塑导轨注塑导轨 注塑导轨就是在定、
17、动注塑导轨就是在定、动导轨之间采用注塑的方式制成塑料导轨之间采用注塑的方式制成塑料导轨。注塑导轨是以环氧树脂和二硫化钼为基体,加入增塑剂,导轨。注塑导轨是以环氧树脂和二硫化钼为基体,加入增塑剂,混合成膏状,国内牌号为混合成膏状,国内牌号为HNT。导轨注塑工艺简单,在调整好。导轨注塑工艺简单,在调整好固定导轨和运动导轨间相关位置精度后注入双组分塑料,固化固定导轨和运动导轨间相关位置精度后注入双组分塑料,固化后将导轨分离即成塑料导轨副。后将导轨分离即成塑料导轨副。2024/5/24 2024/5/24 周五周五1515四、四、导轨的截面形状及其组合形式导轨的截面形状及其组合形式 1导轨的截面形状导
18、轨的截面形状 导轨的截面形状有三角形、矩形、燕尾形和圆柱形等导轨的截面形状有三角形、矩形、燕尾形和圆柱形等4种。种。常见导轨的截面形状及用途见表常见导轨的截面形状及用途见表9-1。表表9-1 常见导轨的截面形状及用途常见导轨的截面形状及用途2024/5/24 2024/5/24 周五周五1616 2导轨的组合形式导轨的组合形式 为了保证机床导轨有一定的承载能力、导向性和导向稳定为了保证机床导轨有一定的承载能力、导向性和导向稳定性,除燕尾导轨外,通常均由两个以上的单条导轨组合而成,性,除燕尾导轨外,通常均由两个以上的单条导轨组合而成,其截面形状可以相同或不同。常见导轨的组合形式见表其截面形状可以
19、相同或不同。常见导轨的组合形式见表9-2。2024/5/24 2024/5/24 周五周五1717表表92 常见导轨的组合形式常见导轨的组合形式2024/5/24 2024/5/24 周五周五1818五、导轨的磨损导轨在长时间的工作当中,会产生磨损现象,导轨一旦磨损!整个机床加工的精度就会降低,加工工件的误差也会随之变大!所以,导轨磨损后的修复问题很重要!2024/5/24 2024/5/24 周五周五1919六、机床导轨的修理与调整六、机床导轨的修理与调整 在机床导轨修理中,机床导轨面修理的工作量大,精度要在机床导轨修理中,机床导轨面修理的工作量大,精度要求高,要求机修钳工具有较高的刮研、测
20、量、调整技术以及有求高,要求机修钳工具有较高的刮研、测量、调整技术以及有一定的误差分析能力。一定的误差分析能力。一、机床导轨修理的一般原则一、机床导轨修理的一般原则 (1)导轨面修理基准的选择,一般应以本身不可调整的装配导轨面修理基准的选择,一般应以本身不可调整的装配孔孔(如主轴孔、丝杠孔等如主轴孔、丝杠孔等)或不磨损的平面为基准。当床身导轨或不磨损的平面为基准。当床身导轨不受基准孔或不受结合面限制时,应以整个刮研量最少的面或不受基准孔或不受结合面限制时,应以整个刮研量最少的面或工艺复杂的面为基准。工艺复杂的面为基准。(2)导轨面相互拖研时,应以刚性好的零件为基准来拖研刚导轨面相互拖研时,应以
21、刚性好的零件为基准来拖研刚性差的零件,否则刚性差的零件由于自重变形,形成与对研零性差的零件,否则刚性差的零件由于自重变形,形成与对研零件的自然贴合,无法判断着色点的真假。件的自然贴合,无法判断着色点的真假。2024/5/24 2024/5/24 周五周五2020 (3)导轨面拖研时一般导轨面拖研时一般应以长面为基准应以长面为基准拖研短面,拖研短面,这样易于保证拖研精度。这样易于保证拖研精度。(4)对于装有重型部件对于装有重型部件的床身的床身(如龙门刨床、大型如龙门刨床、大型立车修理等立车修理等),应将该处配,应将该处配重后再进行刮研,以防止装重后再进行刮研,以防止装上部件后导轨产生变形。上部件
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