第3章金属切削机床8

1、 导轨的功用是承受载荷和导向。导轨的功用是承受载荷和导向。承受安装在导轨上的运动部件及工件承受安装在导轨上的运动部件及工件的重力和切削力。作为运动副时，导轨是成对出现的，称为导轨副。的重力和切削力。作为运动副时，导轨是成对出现的，称为导轨副。 导轨副中，运动的导轨称动导轨，不动导轨称为静导轨或支承导轨。导轨副中，运动的导轨称动导轨，不动导轨称为静导轨或支承导轨。 动导轨相对于静导轨可以作直线运动或者回转运动。动导轨相对于静导轨可以作直线运动或者回转运动。 导轨副中，一般总是一长一短，相应称为长导轨和短导轨。导轨副中，一般总是一长一短，相应称为长导轨和短导轨。 导轨副按摩擦性质分为滑动导轨副和滚

2、动导轨副。滑动导轨副又分为导轨副按摩擦性质分为滑动导轨副和滚动导轨副。滑动导轨副又分为普通滑动导轨、静压导轨和卸荷导轨等。普通滑动导轨、静压导轨和卸荷导轨等。 导轨按结构形式可以分为开式导轨和闭式导轨。开式导轨是指在部件导轨按结构形式可以分为开式导轨和闭式导轨。开式导轨是指在部件自重和外载作用下，使导轨的工作面自重和外载作用下，使导轨的工作面c c、d d始终保持接触、贴合。闭式导始终保持接触、贴合。闭式导轨借助于压板使导轨工作面接触轨借助于压板使导轨工作面接触, ,能承受较大的颠覆力矩作用。能承受较大的颠覆力矩作用。 导轨应满足如下要求：导轨应满足如下要求：导向精度高、承载能力大、刚度好、摩

3、擦阻力导向精度高、承载能力大、刚度好、摩擦阻力小、运动平稳、精度保持性好、寿命长、结构简单、工艺性好、便于加小、运动平稳、精度保持性好、寿命长、结构简单、工艺性好、便于加工装配、调整和维修、成本低等。工装配、调整和维修、成本低等。 导向精度是导轨副在空载荷或切削条件下运动时，实际运动轨迹与给导向精度是导轨副在空载荷或切削条件下运动时，实际运动轨迹与给定运动轨迹之间的偏差。影响导向精度的因素很多，如定运动轨迹之间的偏差。影响导向精度的因素很多，如导轨的几何精度导轨的几何精度和接触精度和接触精度、导轨的结构形式、导轨和支承件的刚度、导轨的油膜厚度、导轨的结构形式、导轨和支承件的刚度、导轨的油膜厚度

4、和油膜刚度、导轨和支承件的热变形等等。和油膜刚度、导轨和支承件的热变形等等。 直线运动导轨的几何精度一般包括：导轨在竖直平面和水平面内的直直线运动导轨的几何精度一般包括：导轨在竖直平面和水平面内的直线度；导轨面之间的平行度。线度；导轨面之间的平行度。 接触精度指导轨副间摩擦面实际接触面积占理论接触面积的百分比，接触精度指导轨副间摩擦面实际接触面积占理论接触面积的百分比，或用着色法检查或用着色法检查25mm25mm25mm 25mm 面积内的接触点数。面积内的接触点数。 根据导轨承受载荷的性质、方向和大小，合理地选择导轨的截面形状根据导轨承受载荷的性质、方向和大小，合理地选择导轨的截面形状和尺寸

5、，使导轨具有足够的刚度，保证机床的加工精度。和尺寸，使导轨具有足够的刚度，保证机床的加工精度。 精度保持性主要是由导轨的耐磨性决定的，常见的磨损形式有磨料精度保持性主要是由导轨的耐磨性决定的，常见的磨损形式有磨料（或硬粒）磨损、粘着磨损或咬焊、接触疲劳磨损等。影响耐磨性的因素（或硬粒）磨损、粘着磨损或咬焊、接触疲劳磨损等。影响耐磨性的因素有导轨材料、载荷状况、摩擦性质、工艺方法、润滑和防护条件等。有导轨材料、载荷状况、摩擦性质、工艺方法、润滑和防护条件等。 当动导轨作低速运动或微量进给时，应保证运动始终平稳，不出现爬当动导轨作低速运动或微量进给时，应保证运动始终平稳，不出现爬行现象。影响低速运

6、动平稳性的因素有导轨的结构形式，润滑情况，导轨行现象。影响低速运动平稳性的因素有导轨的结构形式，润滑情况，导轨摩擦面的静、动摩擦因数的差值，以及传动导轨运动的传动系刚度。摩擦面的静、动摩擦因数的差值，以及传动导轨运动的传动系刚度。 动静导轨承载和导向的接触面，称为工作面或导向面。动静导轨承载和导向的接触面，称为工作面或导向面。导向面的数量、导向面的数量、形状、分布称为截面形状。形状、分布称为截面形状。 直线运动导轨的截面形状主要有五种：平面、矩形、三角形、燕尾形直线运动导轨的截面形状主要有五种：平面、矩形、三角形、燕尾形和圆柱形，并可互相组合，每种导轨和圆柱形，并可互相组合，每种导轨副之中还有

7、凸凹之分。副之中还有凸凹之分。 如图示，承受与导向面垂直方向如图示，承受与导向面垂直方向的载荷，也仅在该方向起导向作用。的载荷，也仅在该方向起导向作用。具有承载能力大、刚度高、制造简便、具有承载能力大、刚度高、制造简便、检验和维修方便等优点；检验和维修方便等优点； 如图示，有水平和垂直两个导向面，在两个方如图示，有水平和垂直两个导向面，在两个方向承载和导向。上图是凸型，下图是凹型。凸型导向承载和导向。上图是凸型，下图是凹型。凸型导轨容易清除掉切屑，但不易存留润滑油；凹型导轨轨容易清除掉切屑，但不易存留润滑油；凹型导轨则相反。矩形导轨具有承载能力大、刚度高、制造则相反。矩形导轨具有承载能力大、刚

8、度高、制造简便、检验和维修方便等优点；但存在侧向间隙，简便、检验和维修方便等优点；但存在侧向间隙，需用镶条调整，导向性差。适用于载荷较大而导向需用镶条调整，导向性差。适用于载荷较大而导向性要求略低的机床。性要求略低的机床。 如图示，有两个倾斜的导向面，导轨面磨损时，如图示，有两个倾斜的导向面，导轨面磨损时，动导轨会自动下沉，自动补偿磨损量，不会产生间动导轨会自动下沉，自动补偿磨损量，不会产生间隙。三角形导轨的顶角隙。三角形导轨的顶角一般在一般在9009001200 1200 范围内范围内变化，变化，角越小，导向性越好，但摩擦力也越大。角越小，导向性越好，但摩擦力也越大。所以，小顶角用于轻载精密

9、机械，大顶角用于大型所以，小顶角用于轻载精密机械，大顶角用于大型或重型机床。三角形导轨结构有对称式和不对称式或重型机床。三角形导轨结构有对称式和不对称式两种。当水平力大于垂直力，两侧压力分布不均时，两种。当水平力大于垂直力，两侧压力分布不均时，采用不对称导轨。采用不对称导轨。 如图示，实际是两个导轨的对称组合，每个导如图示，实际是两个导轨的对称组合，每个导轨有两个相交成轨有两个相交成5555角的导轨面。燕尾形导轨可角的导轨面。燕尾形导轨可以承受较大的颠覆力矩，导轨的高度较小，结构以承受较大的颠覆力矩，导轨的高度较小，结构紧凑，间隙调整方便。但是，刚度较差，加工、紧凑，间隙调整方便。但是，刚度较

10、差，加工、检验维修都不大方便。适用于受力小、层次多、检验维修都不大方便。适用于受力小、层次多、要求间隙调整方便的部件。要求间隙调整方便的部件。 如图示，圆柱形导轨制造方便，工艺性好，但如图示，圆柱形导轨制造方便，工艺性好，但磨损后较难调整和补偿间隙。主要用于受轴向负荷磨损后较难调整和补偿间隙。主要用于受轴向负荷的导轨，应用较少。的导轨，应用较少。 上述四种截面的导轨尺寸已经标准化了，可参上述四种截面的导轨尺寸已经标准化了，可参看有关机床标准。看有关机床标准。 回转运动导轨截面形状有三种：平面环形、锥面环形和双锥面导轨回转运动导轨截面形状有三种：平面环形、锥面环形和双锥面导轨。 如图示，除能承受

11、轴向载荷外，还能如图示，除能承受轴向载荷外，还能承受一定的径向载荷，但不能承受较大承受一定的径向载荷，但不能承受较大的颠覆力矩。导向性比平面环形导轨好，的颠覆力矩。导向性比平面环形导轨好，制造较难。制造较难。 如图示，能承受较大的轴向、径向如图示，能承受较大的轴向、径向力和一定的颠覆力矩，制造研磨均较力和一定的颠覆力矩，制造研磨均较困难。困难。 其结构简单，制造方便，能承受较大其结构简单，制造方便，能承受较大的法向力，但不能承受径向力，因而必须的法向力，但不能承受径向力，因而必须与主轴联合使用，由主轴来承受径向载荷。与主轴联合使用，由主轴来承受径向载荷。摩擦小，精度高，适用于由主轴定心的各摩擦

12、小，精度高，适用于由主轴定心的各种回转运动导轨的机床，如高速大载荷立种回转运动导轨的机床，如高速大载荷立式车床、齿轮机床等式车床、齿轮机床等。 不需要镶条调整间隙，接触刚度好，不需要镶条调整间隙，接触刚度好，导向性和精度保持性好。但工艺性差，加导向性和精度保持性好。但工艺性差，加工、检验和维修不方便。多用在精度要求工、检验和维修不方便。多用在精度要求较高的机床中，如丝杠车床、导轨磨床、较高的机床中，如丝杠车床、导轨磨床、齿轮磨床等。齿轮磨床等。 机床直线运动导轨通常由两条导轨组合而成，根据不同要求，机床导机床直线运动导轨通常由两条导轨组合而成，根据不同要求，机床导轨主要有如下形式的组合。轨主要

13、有如下形式的组合。 导向方式有两种：由两条导轨的外侧导向时，叫做宽式组合；分别由导向方式有两种：由两条导轨的外侧导向时，叫做宽式组合；分别由一条导轨的两侧导向时，叫做窄式组合（实际矩平组合）。机床热变形一条导轨的两侧导向时，叫做窄式组合（实际矩平组合）。机床热变形后，宽式组合导轨的侧向间隙变化比窄式组合导轨大，导向性不如窄式。后，宽式组合导轨的侧向间隙变化比窄式组合导轨大，导向性不如窄式。无论是宽式还是窄式组合，侧导向面都需用镶条调整间隙。无论是宽式还是窄式组合，侧导向面都需用镶条调整间隙。 如图示，这类组合的导向性好，刚度高，制造方便，应用最广。如如图示，这类组合的导向性好，刚度高，制造方便

14、，应用最广。如车床、磨床、龙门铣床的床身导轨。车床、磨床、龙门铣床的床身导轨。 能承受较大力矩，调整方便，多用在横梁、立柱、摇臂导轨中。能承受较大力矩，调整方便，多用在横梁、立柱、摇臂导轨中。 导轨面间的间隙对机床工作性能有直接影响，间隙过大，将影响导向导轨面间的间隙对机床工作性能有直接影响，间隙过大，将影响导向精度和运动平稳性；间隙过小，运动阻力大，磨损加快。必须保证导轨精度和运动平稳性；间隙过小，运动阻力大，磨损加快。必须保证导轨具有合理间隙，磨损后又能方便地调整。导轨间隙常用压板、镶条来调具有合理间隙，磨损后又能方便地调整。导轨间隙常用压板、镶条来调整。整。 压板用来调整辅助导轨面的间隙

15、和承受颠覆力矩。压板用螺钉固定压板用来调整辅助导轨面的间隙和承受颠覆力矩。压板用螺钉固定在运动部件上，用配刮、垫片来调整间隙。在运动部件上，用配刮、垫片来调整间隙。 平导轨的三种压板结构见图示。左图用磨或刮压板平导轨的三种压板结构见图示。左图用磨或刮压板3 3的的e e和和d d 面来调整面来调整间隙；中图用改变垫片间隙；中图用改变垫片1 1的厚度来调整间隙；右图是在压板和导轨之间用的厚度来调整间隙；右图是在压板和导轨之间用平镶条平镶条2 2 调节间隙，调整方便，但刚性差。调节间隙，调整方便，但刚性差。 镶镶条用来调整矩形导轨和燕尾形导轨侧向间隙。镶条应放在导轨受力条用来调整矩形导轨和燕尾形导

16、轨侧向间隙。镶条应放在导轨受力较小一侧。常用的镶条有平镶条和斜镶条两种。较小一侧。常用的镶条有平镶条和斜镶条两种。 平平镶条横截面为矩形或平行四边形，其厚度全长均匀相等。平镶条由镶条横截面为矩形或平行四边形，其厚度全长均匀相等。平镶条由全长上的几个调整螺钉进行间隙调整，如图示。因只是几个点上受力，易全长上的几个调整螺钉进行间隙调整，如图示。因只是几个点上受力，易变形，刚度较低，应用较少。变形，刚度较低，应用较少。 斜镶条的斜度为斜镶条的斜度为1:(401:(40100100）。斜镶条两个面分别与动导轨和支承）。斜镶条两个面分别与动导轨和支承导轨均匀接触，刚度高。通过调节螺钉或修磨垫的方式轴向移

17、动镶条，导轨均匀接触，刚度高。通过调节螺钉或修磨垫的方式轴向移动镶条，以调整导轨的间隙。以调整导轨的间隙。 斜镶条由于厚度不等，在加工后应力分布不均，容易弯曲。在调整、斜镶条由于厚度不等，在加工后应力分布不均，容易弯曲。在调整、压紧或在机床工作状态下也会弯曲。对于两端用螺钉调整的镶条，更易压紧或在机床工作状态下也会弯曲。对于两端用螺钉调整的镶条，更易弯曲。因此，镶条在导轨间沿全长的弹性变形和比压是不均匀的。镶条弯曲。因此，镶条在导轨间沿全长的弹性变形和比压是不均匀的。镶条斜度和厚度增加时，不均匀度将显著增加。增加斜镶条的弯曲柔度（减斜度和厚度增加时，不均匀度将显著增加。增加斜镶条的弯曲柔度（减

18、小弯曲弯曲刚度）可减轻上述影响。小弯曲弯曲刚度）可减轻上述影响。 为了增加镶条柔度，应选用小的厚度和斜度。当镶条尺寸较大时，为了增加镶条柔度，应选用小的厚度和斜度。当镶条尺寸较大时，可在中部削低下去一段，使镶条两端保持良好接触，并可减小刮研面积。可在中部削低下去一段，使镶条两端保持良好接触，并可减小刮研面积。或者在其上开横向槽，增加镶条柔度，如图示。或者在其上开横向槽，增加镶条柔度，如图示。 导向调整板是一种新型镶条，调整原理如图示。在调整板导向调整板是一种新型镶条，调整原理如图示。在调整板4 4上开了许上开了许多横向窄槽，导向调整板用螺钉多横向窄槽，导向调整板用螺钉6 6固定在支承板固定在支

19、承板2 2上，支承板上，支承板2 2用螺钉用螺钉3 3固固定在工作台上。当拧紧螺钉定在工作台上。当拧紧螺钉6 6时，导向调整板产生横向变形，厚度增加时，导向调整板产生横向变形，厚度增加( (可达可达0.2mm)0.2mm)，对导轨间隙进行调整。当导向调整板变形时，由窄槽分隔，对导轨间隙进行调整。当导向调整板变形时，由窄槽分隔开的各个导向面会产生微小倾斜，有利于润滑油膜形成，提高导轨的润开的各个导向面会产生微小倾斜，有利于润滑油膜形成，提高导轨的润滑效果。如果导轨不长，中间可以用一块支承板，两端各装一块导向调滑效果。如果导轨不长，中间可以用一块支承板，两端各装一块导向调整板；如果导轨较长，可以一

20、端各装一块支承板和一块导向调整板。这整板；如果导轨较长，可以一端各装一块支承板和一块导向调整板。这种方法调整方便，接触良好，磨损小。种方法调整方便，接触良好，磨损小。 如图示，是装有导向调整板的一台立式加工中心的工作台和滑座横如图示，是装有导向调整板的一台立式加工中心的工作台和滑座横断面图。工作台断面图。工作台2 2 与双矩形导轨间的侧向间隙由导向调整板与双矩形导轨间的侧向间隙由导向调整板4 4 进行调整。进行调整。床身导轨接触面上贴有塑料软带床身导轨接触面上贴有塑料软带3 3 ，以改善摩擦润滑性能。，以改善摩擦润滑性能。 从摩擦性质来看，滑动导轨属于具有一定动压效应的混合摩擦状态。从摩擦性质

21、来看，滑动导轨属于具有一定动压效应的混合摩擦状态。导轨的动压效应主要与导轨的滑动速度、润滑油粘度、导轨面的油沟尺导轨的动压效应主要与导轨的滑动速度、润滑油粘度、导轨面的油沟尺寸和形式等有关。滑动导轨的优点是结构简单，制造方便和抗振性良好，寸和形式等有关。滑动导轨的优点是结构简单，制造方便和抗振性良好，缺点是磨损快。缺点是磨损快。 滑动滑动导轨副通常用铸铁、钢制造，一般采用铸铁导轨副通常用铸铁、钢制造，一般采用铸铁-铸铁、铸铁铸铁、铸铁-镶钢组镶钢组合。合。为为了减小摩擦和磨损，提高耐磨性，广泛采用塑料导轨和镶钢导轨了减小摩擦和磨损，提高耐磨性，广泛采用塑料导轨和镶钢导轨组合。塑料导轨是用粘结法

22、、注塑法或喷涂法覆盖在导轨面上。通常对组合。塑料导轨是用粘结法、注塑法或喷涂法覆盖在导轨面上。通常对长导轨喷涂，对短导轨用粘结或注塑法方法。长导轨喷涂，对短导轨用粘结或注塑法方法。 粘贴塑料软带是以聚四氟乙烯为基体，添加各种无机物和有机粉末等粘贴塑料软带是以聚四氟乙烯为基体，添加各种无机物和有机粉末等填料。其特点是：摩擦系数小，耗能低；动、静摩擦系数接近，低速运填料。其特点是：摩擦系数小，耗能低；动、静摩擦系数接近，低速运动平稳性好；阻尼特性好，能吸收振动，抗振性好；耐磨性好，有自润动平稳性好；阻尼特性好，能吸收振动，抗振性好；耐磨性好，有自润滑作用，没有润滑油也能正常工作，使用寿命长；结构简

23、单，维护修理滑作用，没有润滑油也能正常工作，使用寿命长；结构简单，维护修理方便，磨损后容易更换，经济性好。但刚性较差，受力后产生变形，对方便，磨损后容易更换，经济性好。但刚性较差，受力后产生变形，对精度要求高的机床有影响。精度要求高的机床有影响。 一般粘贴在较短的动导轨上，在软带表面常开出直线形或三字形油槽。一般粘贴在较短的动导轨上，在软带表面常开出直线形或三字形油槽。配对金属导轨面的粗糙度要求在配对金属导轨面的粗糙度要求在0.40.40.8um0.8um、硬度在、硬度在25HRC25HRC以上。以上。 金属塑料复合导轨板有三层，内层为钢板，它保证导轨板的机械强度金属塑料复合导轨板有三层，内层

24、为钢板，它保证导轨板的机械强度和承载能力。钢板上烧结一层多孔青铜，形成多孔中间层，在青铜间隙中和承载能力。钢板上烧结一层多孔青铜，形成多孔中间层，在青铜间隙中压入聚四氟乙烯及其它填料，如图示。压入聚四氟乙烯及其它填料，如图示。 它可以提高导轨板的导热性，当青铜与配它可以提高导轨板的导热性，当青铜与配合面摩擦发热，热膨胀系数远大于金属的聚合面摩擦发热，热膨胀系数远大于金属的聚四氟乙烯及其它填料从多孔层的孔隙中挤出，四氟乙烯及其它填料从多孔层的孔隙中挤出，向摩擦表面转移补充，形成厚约向摩擦表面转移补充，形成厚约0.010.010.05mm 0.05mm 的表面自润滑塑料层。的表面自润滑塑料层。 这

25、种复合板与铸铁导轨组合，静摩擦系数这种复合板与铸铁导轨组合，静摩擦系数小（小（0.040.040.06) 0.06) ，摩擦阻力显著降低；具，摩擦阻力显著降低；具有良好摩擦阻尼特性；良好的低速平稳性；有良好摩擦阻尼特性；良好的低速平稳性；成本低；刚度高。成本低；刚度高。 应用较多的有环氧涂层、含氟涂层、应用较多的有环氧涂层、含氟涂层、HNT HNT 耐磨涂层。它们以环氧树脂耐磨涂层。它们以环氧树脂为基体，加固体润滑剂二硫化钥和胶体石墨及其它铁粉填充剂而成。这为基体，加固体润滑剂二硫化钥和胶体石墨及其它铁粉填充剂而成。这种涂层有较高的耐磨性、硬度、强度和热导率；在无润滑油情况下，能种涂层有较高的

26、耐磨性、硬度、强度和热导率；在无润滑油情况下，能防止爬行，改善导轨的运动特性特别是低速平稳性。防止爬行，改善导轨的运动特性特别是低速平稳性。 镶钢导轨是将淬硬的碳素钢或合金钢镶钢导轨是将淬硬的碳素钢或合金钢导轨，分段地镶装在铸铁或钢制的床身导轨，分段地镶装在铸铁或钢制的床身上，以提高导轨的耐磨性。在铸铁床身上，以提高导轨的耐磨性。在铸铁床身上镶装钢导轨常用螺钉或楔块挤紧固定，上镶装钢导轨常用螺钉或楔块挤紧固定，如图示。在钢制床身上镶装导轨一般用如图示。在钢制床身上镶装导轨一般用焊接方法连接。焊接方法连接。 静压导轨的工作原理同静压轴承相似，通常在动导轨面上均匀分布静压导轨的工作原理同静压轴承相

27、似，通常在动导轨面上均匀分布有油腔和封油面，把具有一定压力的液体或气体介质经节流器送到油腔有油腔和封油面，把具有一定压力的液体或气体介质经节流器送到油腔内，使导轨面间流体产生压力，将动导轨微微抬起，与支承导轨脱离接内，使导轨面间流体产生压力，将动导轨微微抬起，与支承导轨脱离接触，浮在压力油膜或气膜上。静压导轨分开式和闭式两大类。触，浮在压力油膜或气膜上。静压导轨分开式和闭式两大类。 卸荷导轨用来一些措施承担一部分载荷，但仍然保持导向面的接触，卸荷导轨用来一些措施承担一部分载荷，但仍然保持导向面的接触，从而降低导轨面的压力，减少摩擦阻力，从而提高导轨的耐磨性和低速运从而降低导轨面的压力，减少摩擦

28、阻力，从而提高导轨的耐磨性和低速运动的平稳性。尤其是对大型、重型机床来说，工作台和工件的重力很大，动的平稳性。尤其是对大型、重型机床来说，工作台和工件的重力很大，导轨面上的摩擦阻力很大，常采用卸荷导轨。导轨的卸荷方式有机械卸荷、导轨面上的摩擦阻力很大，常采用卸荷导轨。导轨的卸荷方式有机械卸荷、液压卸荷和气压卸荷。液压卸荷和气压卸荷。 如图示，这是常用的机械卸荷装置，导如图示，这是常用的机械卸荷装置，导轨上的一部分载荷由支承在辅助导轨面轨上的一部分载荷由支承在辅助导轨面a a上上的滚动轴承的滚动轴承3 3 承受。卸荷力的大小通过螺钉承受。卸荷力的大小通过螺钉1 1 和碟形弹簧和碟形弹簧2 2调节

29、。卸荷点的数目由动导调节。卸荷点的数目由动导轨上的载荷和卸荷系数决定。轨上的载荷和卸荷系数决定。 将高压油压入工作台导轨上的一串纵向油槽，产生向上的浮力，分将高压油压入工作台导轨上的一串纵向油槽，产生向上的浮力，分担工作台的部分外载。如果工作台上工件的重力变化较大，可采用类似担工作台的部分外载。如果工作台上工件的重力变化较大，可采用类似静压导轨的节流器调整卸荷压力。如工作台全长上受载不均匀，可用节静压导轨的节流器调整卸荷压力。如工作台全长上受载不均匀，可用节流器调整各段导轨的卸荷压力，以保证导轨全长保持均匀的接触压力。流器调整各段导轨的卸荷压力，以保证导轨全长保持均匀的接触压力。带节流器的液压

30、卸荷导轨与静压导轨不同，后者的上浮力足以将工作台带节流器的液压卸荷导轨与静压导轨不同，后者的上浮力足以将工作台全部浮起；而前者的上浮力不足以将工作台全部浮起。全部浮起；而前者的上浮力不足以将工作台全部浮起。 气压卸荷导轨的基本原理如图示。气压卸荷导轨的基本原理如图示。压缩空气进入工作台的气囊，经导轨面压缩空气进入工作台的气囊，经导轨面间由于表面粗糙而形成的微小沟槽流人间由于表面粗糙而形成的微小沟槽流人大气，导轨间的气压呈梯形分布，形成大气，导轨间的气压呈梯形分布，形成一个气垫，产生的上浮力对导轨进行卸一个气垫，产生的上浮力对导轨进行卸荷。气垫的数量根据工作台的长度和刚荷。气垫的数量根据工作台的

31、长度和刚度而定，长度较短或刚度较高时，气垫度而定，长度较短或刚度较高时，气垫数量可取少些，每个导轨面至少应有两数量可取少些，每个导轨面至少应有两个气垫。个气垫。 在静、动导轨面之间放置滚动体如滚珠、滚柱、滚针或滚动导轨块，在静、动导轨面之间放置滚动体如滚珠、滚柱、滚针或滚动导轨块，组成滚动导轨。滚动导轨与滑动导轨相比，具有如下优点：摩擦系数小，组成滚动导轨。滚动导轨与滑动导轨相比，具有如下优点：摩擦系数小，动、静摩擦系数很接近。因此，摩擦力小，起动轻便，运动灵敏，不易动、静摩擦系数很接近。因此，摩擦力小，起动轻便，运动灵敏，不易爬行。磨损小，精度保持性好，寿命长。具有较高的重复定位精度，运爬行

32、。磨损小，精度保持性好，寿命长。具有较高的重复定位精度，运动平稳。可采用油脂润滑，润滑系统简单。常用于对运动灵敏度要求高动平稳。可采用油脂润滑，润滑系统简单。常用于对运动灵敏度要求高的地方，如数控机床和机器人或者精密定位微量进给机床等。滚动导轨的地方，如数控机床和机器人或者精密定位微量进给机床等。滚动导轨同滑动导轨相比，抗振性差，但可以通过预紧方式提高，结构复杂，成同滑动导轨相比，抗振性差，但可以通过预紧方式提高，结构复杂，成本较高。本较高。 如图如图3-1153-115所示。滚珠式为点接触，承载能力差，刚度低，滚珠导轨多所示。滚珠式为点接触，承载能力差，刚度低，滚珠导轨多用于小载荷。滚柱式为

33、线接触，承载能力比滚珠式高，刚度好，滚柱导轨用于小载荷。滚柱式为线接触，承载能力比滚珠式高，刚度好，滚柱导轨用于较大载荷。滚针式为线接触，常用于径向尺寸小的导轨中。用于较大载荷。滚针式为线接触，常用于径向尺寸小的导轨中。 按循环方式分：有循环式和非循环式。按循环方式分：有循环式和非循环式。 循环式滚动导轨的滚动体在运行过程中沿自己的工作轨道和返回轨道循环式滚动导轨的滚动体在运行过程中沿自己的工作轨道和返回轨道作连续循环运动。如图示。因此，运动部件的行程不受限制。这种结构装作连续循环运动。如图示。因此，运动部件的行程不受限制。这种结构装配和使用都很方便，防护可靠，应用广泛。配和使用都很方便，防护

34、可靠，应用广泛。 非循环式滚动导轨的滚动体在运行过程中不循环，因而行程有限。运非循环式滚动导轨的滚动体在运行过程中不循环，因而行程有限。运行中滚动体始终同导轨面保持接触。行中滚动体始终同导轨面保持接触。 按滚动体类型分：机床滚动导轨常用的有滚珠、滚柱和滚针三种。按滚动体类型分：机床滚动导轨常用的有滚珠、滚柱和滚针三种。 滚动体材料一般用滚动轴承钢，淬火后硬度达滚动体材料一般用滚动轴承钢，淬火后硬度达60HRC60HRC以上。支承导轨以上。支承导轨可用淬硬钢或铸铁制造，钢导轨具有承载能力大和耐磨性较高特点。常用可用淬硬钢或铸铁制造，钢导轨具有承载能力大和耐磨性较高特点。常用材料为低碳合金钢、合金

35、结构钢、合金工具钢等。铸铁导轨常用材料材料为低碳合金钢、合金结构钢、合金工具钢等。铸铁导轨常用材料HT200 HT200 ，硬度为，硬度为200-220HBS 200-220HBS ，适用于中、小载荷，不需预紧且不承受动，适用于中、小载荷，不需预紧且不承受动载荷导轨上。载荷导轨上。 直线滚动导轨副的结构如图示。是最直线滚动导轨副的结构如图示。是最常采用的滚动导轨副。已经大量专业化常采用的滚动导轨副。已经大量专业化生产。生产。 图示的滚动导轨块，用滚子作滚图示的滚动导轨块，用滚子作滚动体。导轨块动体。导轨块2 2 用螺钉固定在动导用螺钉固定在动导轨体轨体3 3 上，滚动体上，滚动体4 4 在导轨

36、块在导轨块2 2 与与支承导轨支承导轨5 5 之间滚动，并经两端的之间滚动，并经两端的挡板挡板1 1 和和6 6 及返回轨道返回，连续及返回轨道返回，连续作循环运动。这种滚动导轨块承载作循环运动。这种滚动导轨块承载能力大，刚度高。滚动导轨块由专能力大，刚度高。滚动导轨块由专业厂生产。业厂生产。 滚动导轨块滚动导轨块预紧由用户设预紧由用户设计预紧结构实计预紧结构实现，常用方法现，常用方法是靠调整螺钉、是靠调整螺钉、垫块或楔块移垫块或楔块移动导轨来实现。动导轨来实现。 为了提高承载能力、运动精度和刚度，直线滚动导轨副和滚动导轨块为了提高承载能力、运动精度和刚度，直线滚动导轨副和滚动导轨块都可以进行

37、预紧。都可以进行预紧。 直线滚动导轨副由制造厂根据用户订货要求进行，一般有直线滚动导轨副由制造厂根据用户订货要求进行，一般有4 4种情况，种情况，即重预紧、中预紧、轻预紧和无预紧。预加载荷方法有选配钢球直径和采即重预紧、中预紧、轻预紧和无预紧。预加载荷方法有选配钢球直径和采用双螺母。用双螺母。 导轨材料和热处理方法对导轨性能、精度有直接影响，要合理地选导轨材料和热处理方法对导轨性能、精度有直接影响，要合理地选择，以便降低摩擦系数，提高导轨的耐磨性，降低成本。导轨的材料择，以便降低摩擦系数，提高导轨的耐磨性，降低成本。导轨的材料有铸铁、钢、有色金属、塑料等。有铸铁、钢、有色金属、塑料等。 l l

38、）铸铁导轨）铸铁导轨常进行表面淬火来提高硬度，如高频淬火、电接常进行表面淬火来提高硬度，如高频淬火、电接触淬火硬度为触淬火硬度为50-55HRC , 50-55HRC , 耐磨性提高耐磨性提高1-2 1-2 倍。常用在车床、铣床、磨倍。常用在车床、铣床、磨床上。提高导轨的机械性能和耐磨性，在铸铁中加入不同合金元素，床上。提高导轨的机械性能和耐磨性，在铸铁中加入不同合金元素，生成高磷铸铁、磷铜钛铸铁、钒钛铸铁等，它们具有良好机械性能和生成高磷铸铁、磷铜钛铸铁、钒钛铸铁等，它们具有良好机械性能和耐磨性，多用在精密机床，如坐标镗床和螺纹磨床上。耐磨性，多用在精密机床，如坐标镗床和螺纹磨床上。 2 2

39、）镶钢导轨）镶钢导轨为提高导轨的耐磨性，采用淬火钢和氮化钢的镶为提高导轨的耐磨性，采用淬火钢和氮化钢的镶钢支承导轨，抗磨损能力比灰铸铁导轨提高钢支承导轨，抗磨损能力比灰铸铁导轨提高5-10 5-10 倍。倍。 3 3）有色金属）有色金属采用有色金属材料，如锡青铜和铝青铜镶装在重采用有色金属材料，如锡青铜和铝青铜镶装在重型机床、数控机床的动导轨上，可以防止撕伤、保证运动的平稳性和型机床、数控机床的动导轨上，可以防止撕伤、保证运动的平稳性和提高运动精度。提高运动精度。 4 4）塑料）塑料塑料导轨具有摩擦系数低、耐磨性高、抗撕伤能力强、低塑料导轨具有摩擦系数低、耐磨性高、抗撕伤能力强、低速不易爬行、运动平