機(jī)床線性導(dǎo)軌系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)
發(fā)布日期：2024-01-02
導(dǎo)軌系統(tǒng)使機(jī)床能夠?qū)崿F(xiàn)快速進(jìn)給速度,，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速相同時(shí),，快速進(jìn)給是線性導(dǎo)軌的特點(diǎn)。其有兩個(gè)基本組成部分：一個(gè)是起導(dǎo)向作用的固定部件,，另一個(gè)是移動(dòng)部件,。因?yàn)槠鋵?duì)于機(jī)床制造商來說是標(biāo)準(zhǔn)件，只需要加工出用于安裝導(dǎo)軌的平面并調(diào)整導(dǎo)軌的平行度即可,。當(dāng)然,，為了機(jī)床的精度，對(duì)床身或斷柱進(jìn)行少量的刮研和磨削是需要的,。
線性導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)部件和固定部件之間沒有中間介質(zhì),，而是旋轉(zhuǎn)的鋼球。由于旋轉(zhuǎn)鋼球適合高速運(yùn)動(dòng),，動(dòng)摩擦因素小,，準(zhǔn)確度高,，能滿足傳動(dòng)部件的工作要求。其基本功能的固定元件（導(dǎo)軌）就像一個(gè)軸承圈,，一個(gè)安裝鋼球的支架,，形狀為“V”形，支架環(huán)繞導(dǎo)軌的頂部和側(cè)面,。為了支撐機(jī)床的工作部件,，一組導(dǎo)軌至少有四個(gè)支架。為了支撐大型工作部件,，支架的數(shù)量可以多于四個(gè),。
與平面導(dǎo)軌相比，線性導(dǎo)軌截面的幾何形狀比平面導(dǎo)軌復(fù)雜,。復(fù)雜的原因是需要在導(dǎo)軌上加工凹槽,，以方便滑動(dòng)部件的移動(dòng)。凹槽的形狀和數(shù)量取決于機(jī)床的要求,，例如：同時(shí)承受線性力和傾覆力矩的導(dǎo)軌系統(tǒng)與只承受線性力的導(dǎo)軌進(jìn)行比較,，設(shè)計(jì)上有很大的區(qū)別。
當(dāng)機(jī)床工作部件運(yùn)動(dòng)時(shí),，鋼球在支架凹槽內(nèi)循環(huán),，將支架的磨損分散到每個(gè)鋼球上，從而延長使用壽命,。為了消除支架與導(dǎo)軌之間的間隙,，預(yù)壓可以提高導(dǎo)軌系統(tǒng)的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)預(yù)壓,。導(dǎo)軌與支架之間裝有鋼珠,，其直徑公差為±20微米，以0.5微米的增量進(jìn)行分選劃分,，然后分別安裝在導(dǎo)軌上,。預(yù)緊力的大小取決于作用在鋼球上的力，如果作用在鋼球上的力過大,，鋼球承受預(yù)緊力的時(shí)間就會(huì)過長,，導(dǎo)致支架運(yùn)動(dòng)阻力增大,。為了提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確度和減少運(yùn)動(dòng)阻力,，需要相應(yīng)的減小預(yù)緊力，為了提高運(yùn)動(dòng)精度和精度持久性,，要求有足夠的預(yù)緊負(fù)數(shù),。
線性導(dǎo)軌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)力求固定部件和運(yùn)動(dòng)部件之間有較大的接觸面積，這不但提高了系統(tǒng)的承載能力,，而且使系統(tǒng)能夠承受間歇切削或重力切削產(chǎn)生的沖擊力,，廣泛分散操作力,，增加承載能力。為了做到這一點(diǎn),，導(dǎo)軌系統(tǒng)有多種凹槽形狀,，代表性的有兩種。一種稱為哥待式,，形狀為半圓的延長線,，接觸點(diǎn)為頂點(diǎn)；另一種是圓弧形的,，也可以起到同樣的作用,。無論哪種結(jié)構(gòu)形式，目標(biāo)只有一個(gè),，就是爭取旋轉(zhuǎn)鋼球有更大的半徑接觸導(dǎo)軌（固定部件）,。
