1、第七章第七章 导轨设计导轨设计第一节第一节 导轨概述导轨概述一、导轨功能承载、导向。一、导轨功能承载、导向。二、对导轨的基本要求：二、对导轨的基本要求：1.表面具有高的导向精度，直线度或真圆度。表面具有高的导向精度，直线度或真圆度。2.足够的刚度。足够的刚度。3.导轨与导轨或导轨与其他部件之间的位置精度。导轨与导轨或导轨与其他部件之间的位置精度。4.优良的耐磨性。优良的耐磨性。5.低速运动的平稳性。低速运动的平稳性。三、导轨的种类三、导轨的种类1.按运动形式直线导轨、圆导轨。按运动形式直线导轨、圆导轨。2.按摩擦性质滑动导轨、滚动导轨、静压导轨、气浮导按摩擦性质滑动导轨、滚动导轨、静压导轨、气
2、浮导 轨。轨。3.按导轨材料铸铁导轨、钢导轨、塑料导轨。按导轨材料铸铁导轨、钢导轨、塑料导轨。4.按工作性质主运动导轨、进给运动导轨、调整运动导按工作性质主运动导轨、进给运动导轨、调整运动导 轨。轨。5.按受力情况开式导轨、闭式导轨。按受力情况开式导轨、闭式导轨。第二节第二节 滑动导轨滑动导轨 滑动导轨是机床导轨中使用最广泛的类型，也是其他类型导轨滑动导轨是机床导轨中使用最广泛的类型，也是其他类型导轨的基础。的基础。一、滑动导轨的结构一、滑动导轨的结构 （一）导轨截形（一）导轨截形1.直线滑动导轨直线滑动导轨 （1）矩形导轨）矩形导轨承载能力大，制造方便。承载能力大，制造方便。但磨损后不能自动
3、补偿间隙。必须但磨损后不能自动补偿间隙。必须设置间隙调整装置。设置间隙调整装置。（2）三角形导轨）三角形导轨 具有自动补偿磨损的能力，故其导向性好，但制造较麻具有自动补偿磨损的能力，故其导向性好，但制造较麻烦。烦。顶角一般为顶角一般为90度，小于度，小于90度可提高导向精度，度可提高导向精度，110120度时可提高承载能力。设计时两斜面的比压要基本相等。度时可提高承载能力。设计时两斜面的比压要基本相等。（3）燕尾形导轨）燕尾形导轨 结构紧凑，高度较小，常用于多层次移动结构紧凑，高度较小，常用于多层次移动部件中（如车床刀架）。部件中（如车床刀架）。但制造较麻烦。不能自动补偿间隙。但制造较麻烦。不
4、能自动补偿间隙。必须有消除间隙装置。必须有消除间隙装置。（4）圆形导轨）圆形导轨 制造方便。制造方便。但磨损后间隙调整困难，故常用于受轴向力为但磨损后间隙调整困难，故常用于受轴向力为主的场合，如拉床、钻床的主轴和导向套组成的主的场合，如拉床、钻床的主轴和导向套组成的导轨副。导轨副。2.圆周运动导轨圆周运动导轨 用于圆工作台、转盘等旋转运用于圆工作台、转盘等旋转运动部件。动部件。（1）平面圆环导轨）平面圆环导轨 必须配有工作台心轴轴承，用必须配有工作台心轴轴承，用得较多。得较多。（2）锥形圆环导轨）锥形圆环导轨 能承受轴向和径向载荷，但制造较困难。能承受轴向和径向载荷，但制造较困难。（3）V形圆
5、环导轨形圆环导轨 制造复杂。制造复杂。不管是直线还是圆环导轨，还可分为凸形导轨副与凹形导轨不管是直线还是圆环导轨，还可分为凸形导轨副与凹形导轨副（按固定导轨的凹凸情况）。副（按固定导轨的凹凸情况）。凸形导轨副不易积存切屑，但也不易存油，故常用于低速凸形导轨副不易积存切屑，但也不易存油，故常用于低速移动的场合。移动的场合。凹形导轨副能存油，润滑条件好，用于速度较大的场合，凹形导轨副能存油，润滑条件好，用于速度较大的场合，但必须有充分的防护措施。但必须有充分的防护措施。（二）导轨的组合（二）导轨的组合 除圆柱导轨有时能单根除圆柱导轨有时能单根使用外，导轨需两根（或使用外，导轨需两根（或两根以上）组
6、合使用。两根以上）组合使用。重型机床常采用双矩形重型机床常采用双矩形导轨。导轨。中、小型车床床身采用中、小型车床床身采用山形、矩形导轨组合。山形、矩形导轨组合。要求导向精度高的，采要求导向精度高的，采用双三角形导轨组合。用双三角形导轨组合。要求结构紧凑，高度小，调整方便的采用燕尾导轨。要求结构紧凑，高度小，调整方便的采用燕尾导轨。从制造工艺性来看，矩形、圆形导轨好，三角形、燕尾形差。从制造工艺性来看，矩形、圆形导轨好，三角形、燕尾形差。二、导轨的间隙调整二、导轨的间隙调整 矩形、燕尾形导轨必须具有间隙调整装置。矩形、燕尾形导轨必须具有间隙调整装置。常用结构：常用结构：1.压板压板2.镶条镶条三
7、、导轨结构尺寸的选择三、导轨结构尺寸的选择 导轨的跨距、导轨长度、导轨截面的宽度与厚度等尺寸的选择，导轨的跨距、导轨长度、导轨截面的宽度与厚度等尺寸的选择，设计时查阅设计时查阅机床设计手册机床设计手册。四、提高导轨耐磨性的措施四、提高导轨耐磨性的措施 1.合理选择材料及热处理合理选择材料及热处理 导轨副中，固定导轨的材料应较硬，运动导轨的材料应较软。导轨副中，固定导轨的材料应较硬，运动导轨的材料应较软。常用材料组合常用材料组合铸铁铸铁表面淬火铸铁表面淬火铸铁铸铁铸铁淬硬钢淬硬钢铸铁铸铁贴塑铸铁贴塑铸铁 热处理：高频淬火，电接触淬火。热处理：高频淬火，电接触淬火。2.导轨的卸荷导轨的卸荷载荷的传
8、递载荷的传递675432使使1处载荷减小。处载荷减小。液压卸荷导轨，运动导轨液压卸荷导轨，运动导轨面上开油腔（其面积比静压面上开油腔（其面积比静压导轨小），压力油作用于油导轨小），压力油作用于油腔面，起到了卸荷作用。腔面，起到了卸荷作用。此外还有速度卸荷等。此外还有速度卸荷等。3.导轨的防护导轨的防护4.导轨的润滑导轨的润滑 （1）人工定期直接加油或用油杯滴油。）人工定期直接加油或用油杯滴油。用于低速，不重要的导轨。用于低速，不重要的导轨。（2）压力油强制润滑。）压力油强制润滑。第三节第三节 滚动导轨简述滚动导轨简述 两个导轨面之间放入多个滚动体（滚珠、滚柱、滚针、滚锥等）。两个导轨面之间放入
9、多个滚动体（滚珠、滚柱、滚针、滚锥等）。优点：摩擦系数小优点：摩擦系数小定位精度高定位精度高移动轻便移动轻便使用寿命长使用寿命长多数为油脂润滑，也有用油雾润滑。多数为油脂润滑，也有用油雾润滑。缺点：抗振性差缺点：抗振性差制造困难，成本较高。制造困难，成本较高。一、滚动导轨的结构形式：分直线运动导轨和圆周运动导轨两种。一、滚动导轨的结构形式：分直线运动导轨和圆周运动导轨两种。1.直线运动导轨直线运动导轨 2.圆周运动导轨圆周运动导轨二、滚动导轨的预紧二、滚动导轨的预紧三、滚动块三、滚动块图示为滚柱式滚动块；此外还有图示为滚柱式滚动块；此外还有滚珠导轨块。滚珠导轨块。导轨块使用方便，已经标准化，导轨块使用方便，已经标准化，价格低，广泛应用于数控机床。价格低，广泛应用于数控机床。
