1、數(shù)控機床導(dǎo)軌精度的重要性
數(shù)控機床導(dǎo)軌主要用來支承和引導(dǎo)運動部件沿一定的軌道運動。在導(dǎo)軌副中,運動的一方稱為動導(dǎo)軌,不動的一方稱為支承導(dǎo)軌。動導(dǎo)軌相對于支承導(dǎo)軌的運動,通常是直線運動或回轉(zhuǎn)運動。導(dǎo)軌是進給系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié),是機床基本結(jié)構(gòu)的要素之一。機床的加工精度和使用壽命很大程度上取決于機床導(dǎo)軌的質(zhì)量。因此,數(shù)控機床導(dǎo)軌要求:(1)導(dǎo)向精度高:導(dǎo)向精度是指數(shù)控機床的運動部件沿導(dǎo)軌移動時的直線性和它與有關(guān)基面之間相互位置的準確性。數(shù)控機床無論在空載或切削加工時,導(dǎo)軌都應(yīng)有足夠的剛度和導(dǎo)向精度;(2)精度保持性良好:精度保持性是指導(dǎo)軌在長期的使用中保持導(dǎo)向精度的能力;(3)低速運動平穩(wěn)性高:運動部件在導(dǎo)軌低速運動或微量位移時,運動應(yīng)平穩(wěn)、無爬行現(xiàn)象,這一要求對數(shù)控機床尤為重要;(4)耐磨性好:導(dǎo)軌的耐磨性是指導(dǎo)軌長期使用后,能保持一定的使用精度。數(shù)控機床導(dǎo)軌的耐磨性決定了導(dǎo)軌的精度侏持性;(5)剛度足夠強:數(shù)控機床導(dǎo)軌應(yīng)有足夠的剮度,以保證在載荷作用下不產(chǎn)生過大的形變,從而保證各部件間的相對位置和導(dǎo)向精度;(6)受溫度變化影響?。簯?yīng)保證導(dǎo)軌在工作溫度變化的條件下,仍能正常工作;(7)工藝性好:要便于加工、裝配、調(diào)整和維修。以上是數(shù)控機床導(dǎo)軌的一些基本要求,下文將著重分析影響數(shù)控機床導(dǎo)軌精度的因素。
2、影響數(shù)控機床導(dǎo)軌精度的因素
(1)數(shù)控機床影響導(dǎo)向精度的主要因素有導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式、導(dǎo)軌的制造精度和裝配質(zhì)量及導(dǎo)軌與基礎(chǔ)件的剛度等;
(2)數(shù)控機床導(dǎo)軌的耐磨性是保持精度的決定性的因素,它與導(dǎo)軌的摩擦性能、導(dǎo)軌的材料等有關(guān)。數(shù)控機床導(dǎo)軌面除了力求減少磨損量外,還應(yīng)使導(dǎo)軌面在磨損后能自動補償和便于調(diào)整;
(3)數(shù)控機床低速運動平穩(wěn)性與導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)類型、潤滑條件等有關(guān),其要求導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)受小,以減小摩擦阻力,而且動摩擦、靜摩擦系數(shù)應(yīng)盡量接近并有良好的阻尼特性;
(4)數(shù)控機床導(dǎo)軌的耐磨性決定了導(dǎo)軌的精度保持性。耐磨性受到導(dǎo)軌副的材料、硬度、潤滑和載荷的影響;
(5)剛度受到導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)和尺寸的影響。微小的沖擊使得零件剛度下降;
(6)溫度受工作環(huán)境、材料選取、加工材料、設(shè)計水平方面的影響。
3、數(shù)控機床導(dǎo)軌精度的對比與選擇
數(shù)控機床導(dǎo)軌按接觸面的摩擦性質(zhì)可分為滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌,本文將分析三種導(dǎo)軌的優(yōu)缺點并從中分析提高數(shù)控機床導(dǎo)軌精度的方法。
3.1 滑動導(dǎo)軌:滑動導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、剛度好、抗振性高等優(yōu)點。傳統(tǒng)的鑄鐵一鑄鐵、鑄鐵一淬火鋼導(dǎo)軌,存在的缺點是靜摩擦系數(shù)大,而且動摩擦系數(shù)隨速度變化而變化,摩擦損失大,低速(1— 60 mm/min)時易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象,從而降低了運動部件的定位精度,故除經(jīng)濟型數(shù)控機床外,在其他數(shù)控機床上已不采用。措施:目前,數(shù)控機床多數(shù)使用貼塑導(dǎo)軌,即在動導(dǎo)軌的摩擦表面上貼上一層由塑料等其他化學(xué)材料組成的塑料薄膜軟帶。滾動導(dǎo)軌失效的上要原因就是表面的疲勞和壓潰導(dǎo)軌塑料常用聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶和環(huán)氧耐磨導(dǎo)軌涂層兩類。貼塑滑動導(dǎo)軌的特點是摩擦特性好、耐磨性好、運動平穩(wěn)、減振性好、工藝性好。
3.2 滾動導(dǎo)軌:滾動導(dǎo)軌是在導(dǎo)軌面之間放置滾珠、滾柱、滾針等滾動體,使導(dǎo)軌面之間的滑動摩擦變成為滾動摩擦。滾動導(dǎo)軌與滑動導(dǎo)軌相比,其優(yōu)點是。(1)靈敏度高,且其動摩擦與靜摩擦系數(shù)相差甚微,因而運動平穩(wěn),低速移動時,不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象;(2)定位精度高,重復(fù)定位精度可達0.2um;(3)摩擦阻力小,移動輕便,磨損小,精度保持性好,壽命長。但滾動導(dǎo)軌的抗振性較差,對防護要求較高。滾動導(dǎo)軌特別適用于機床的工作部件要求移動均勻、運動靈敏及定位精度高的場合。這是滾動導(dǎo)軌在數(shù)控機床上得到廣泛應(yīng)用的原因。
3.3 靜壓導(dǎo)軌:靜壓導(dǎo)軌可分為液體靜壓導(dǎo)軌和氣體靜壓導(dǎo)軌。液體靜壓導(dǎo)軌的兩導(dǎo)軌工作面之間開有油腔,通人具有一定壓力的潤滑油后,可形成靜壓油膜,使導(dǎo)軌工作表面處于純液體摩擦,不產(chǎn)生磨損,精度保持性好;同時,摩擦系數(shù)也極低使驅(qū)動功率大大降低;低速無爬行,承載能力大,剛度好;此外,油液有吸振作用,抗振性好。其缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜,要有供油系統(tǒng),油的清潔度要求高。靜壓導(dǎo)軌在機床上得到日益廣泛的應(yīng)用。液體靜壓導(dǎo)軌可分為開式和閉式兩大類??諝忪o壓導(dǎo)軌在兩導(dǎo)軌工作面之間通入具有一定壓力的氣體后,可形成靜壓氣膜,使兩導(dǎo)軌面形成均勻分離,以得到高精度的運動;同時,摩擦系數(shù)小,不易引起發(fā)熱變形,但會隨空氣壓力波動而使空氣膜發(fā)生變化,且承載能力小,常用于負載不大場合,此外,必須注意導(dǎo)軌面的防塵,因為塵埃落八空氣導(dǎo)軌面內(nèi)會引起導(dǎo)軌面的損傷。
4、數(shù)控機床導(dǎo)軌精度檢測方法及標準
機床導(dǎo)軌的直線度檢測無非就是3 相檢測數(shù)據(jù)即:導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)不直度、導(dǎo)軌在水平平面內(nèi)不直度和導(dǎo)軌扭曲度。在垂直平面內(nèi)不直度和導(dǎo)軌扭曲調(diào)整時需用框式水平儀調(diào)整(水平儀精度為千分之0.02 以上精度的)。在水平平面內(nèi)不直度需用光學(xué)平直儀也叫自準直平行光管(俗稱準直儀)來調(diào)整。直線度檢測時需要用光學(xué)平直儀。扭曲度檢測用水平儀直接檢測,一般要求裝配完成不超過0.01mm,粗糙度0.8 以下,直線度,平面度,0.01 以下,如導(dǎo)軌過長可適當放大。但還得看機床的具體用途,參數(shù),精度等。導(dǎo)軌種類,形式的選擇,安裝方式也有影響。
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