導軌能夠保證零部件之間有相對往復運動或環形欲動的位置精確度,導軌多與箱形零件作成一體,設計合理的導軌,使其具有較好的工藝性和經濟性。以下為機械導軌設計中常見的需要考慮的問題: 1)注意導軌截面的選擇。常見的導軌截面形狀有:矩形、三角形、燕尾形和圓柱形等。每一種又分為凹、凸兩種,且每兩種形狀導軌之間可以相互結合。凸導軌不易積存潤滑油,當然也不易積存較多的切屑和臟物,因此多用于移動速度較低且不易防護的部件;凹形導軌則與其相反,故凹形導軌多用于移動速度較高的部件上,但必須有防屑保護裝置。 三角形導軌由于依靠它的兩個側面導向,因此磨損后可以自動補償,所以它的導向性及精度保持性都高。 導向精度隨其頂角的增加而降低;承載面積隨其頂角的增加而增加。頂角通常取90°;在受力較大的機械系統中頂角取110°~120°;對于精度較高的機械系統頂角常取小于90°。三角形導軌的加工、檢驗和維修均比較困難。 矩形導軌的剛度和承載能力很大,當量摩擦因數比三角形導軌低。制造、調整、檢驗、維修都方便,但側面磨損后不能自動補償,因此必須有間隙調整裝置。 燕尾形導軌可以承受顛覆力矩,可用一根鑲條對水平及垂直方向的間隙進行調整。此導軌剛性較差,摩擦力較大,制造、檢驗、維修都較復雜。一般多用于層次多、受力小且間隙調整方便的移動部件上。 圓柱導軌制造簡單,內孔、外孔可分別通過磨削達到精度配合,但工作一段時間后磨損,不易補償,間隙也不易調整。適用于移動件只受軸向力的場合。 不同截面形狀的導軌相互結合后取長補短。如三角形和矩形導軌組合后,使得移動導軌不但導向性好、剛度好,且制造也相對方便了。如燕尾形導軌和矩形導軌組合后,既調整方便,又能承受較大的力矩。此外,當組合導軌由一條導軌的兩側導向時,稱為窄式導向;而由兩條導軌的左右兩個側面導向時,則稱為寬式導向。雙矩形導軌中用窄式導向的較多,這是因為當導軌受熱膨脹時寬式導向的比窄式的變形量大,調整時側向問隙大些,因此其導向性較差。矩形與燕尾形導軌組合時兩種導向均可采用。矩形與三角形導軌組合時,則以三角形導軌作為窄導向。 2)注意作用在導軌支承工作臺的驅動力,其作用點應在使導軌的阻力矩平衡的位置。 3)注意為使導軌受力均勻,導軌與工作臺兩者較短的放在上面,較長的放在下面。 4)注意應使導軌的支承部分有較高的剛度,禁忌把導軌設計成懸臂結構,應該用箱壁支承在導軌的下面,并設有必要的肋,如圖2—45所示。
 5)注意盡量減少導軌的內部缺陷,所以在制造過程中應采取適當的工藝措施。 6)注意當導軌采用壓板時,要保證壓板接觸良好,穩定可靠,如圖2—46所示,圖b方案比圖a方案適合。
 7)注意為了調整壓板與導軌地面之間的間隙,應在壓板、導軌和床身的結合面處開溝槽,如圖2—46c所示。 8)注意當導軌采用鑲條時,由于鑲條的表面導向精度和承載能力較差,所以鑲條應安裝在不受力或受力較小的位置,且保證鑲條調整無間隙,如圖2—47所示。 9)注意在鑲鋼導軌中,當采用開槽沉頭螺釘固定時,常因無法調整位置而使頭部錐面不能全部均勻接觸,所以禁忌采用,如圖2—48所示,應該采用圖b方案,不能采用圖a方案。
 10)注意為使加工裝配方便,固定導軌中的螺釘禁忌斜置,如圖2—49所示。
 11)注意當導軌的溫度變化較大時,為使其工作平穩,導向面之間的距離禁忌太大。 12)注意在工作臺受力變化時,為避免導向面改變帶來的誤差,應保持導向面不變,所以常采用V一平導軌。
13)注意扭緊緊定螺釘時引起的導軌變形對其精度的影響。 14)注意為保證導軌的精度,相配合的導軌面能夠互研。 15)注意在導軌安裝過程中,為保證其精度,盡量減少調整工作。 16)注意對于滾珠導軌,由于滾珠與導軌為點接觸,應力較大,所以導軌面應有足夠的硬度,否則易產生塑性變形。 17)注意如果滾動體為滾柱,則滾柱禁忌過長,以免工作時滾柱歪斜。 18)注意為防止滾動件脫出導軌,導軌兩端設置限位裝置,如圖2-50所示。
 19)注意盡量禁忌采用刮研導軌,以免增大工作量。 20)注意為防止出現爬行現象,可采取以下措施:采用滾動導軌、靜壓導軌、卸荷導軌、貼塑料層導軌等;在普通滑動導軌上使用含有極性添加劑的導軌油;用減小結合面、增大結構尺寸、縮短傳動鏈、減少傳動副等方法提高系統的剛度。 在可能的情況下,應盡量增加導軌的工作長度,這是因為增長后,不但可使導軌表面接觸變形引起的動導軌偏轉角減小,而且還使導軌各處壓力均勻。 為了提高導軌副之間的耐磨性和防止咬焊,動導軌和支承導軌的材料禁忌相同,原則上是一硬一軟。如果材料相同,也必須采用不同的熱處理方法,使雙方硬度不同。在滑動導軌副中,支承導軌一般采用淬火鋼或淬火鑄鐵,動導軌多采用塑料軟帶導軌。在高精度機械系統中,一對導軌副均用不淬火的耐磨鑄鐵材料,這是因為各導軌需進行刮研精加工,而對于不太重要或不常運動的導軌副則使用普通的灰鑄鐵材料。 此外,應注意運動導軌的硬度一般應比支承導軌的硬度要低。長導軌的耐磨性和硬度比短導軌要高,因為長導軌各處的使用情況不等,所以磨損程度也就不一樣,而不均勻的磨損對加工精度的影響又很大,并且長導軌不易做到完全防護,受到意外刮傷的機會也多。
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