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精密数控机床导轨的技术要求、分类及润滑油品的选择

发布时间:2017-01-07 09:26:07点击率:

导轨是机床中使用频率较高的零件之一,起到了导向和承载的功能,需要在外力作用下,沿规定方向准确地运动。机床导轨的质量在一定程度上决定了机床的加工精度、工作能力和使用寿命。


因此,导轨必须满足以下基本要求:


导向精度

导轨运动时其轨迹的准确性称为导轨的导向精度,合格的导轨必须具备足够的导向精度,也就是说,做直线运动的导轨,运动轨迹必须保持良好的直线性;做圆周运动的导轨,运动轨迹必须保持良好的真圆性。影响导轨导向精度的主要因素包括:导轨的几何精度、接触精度、导轨及其支承件的自身刚度和热变形等。

为了能够长期保持导轨的导向精度,对导轨的刚度和耐磨性提出了必要的要求。如果导轨刚度不足,承受外力时将引发形变,承载的各部件间的相对位置也将发生改变,使导轨面上承受的压强分布不均,加剧导轨的磨损。因此刚度是机床导轨导向精度的一个重要指标。而导轨的耐磨性则决定了导向精度能否长期保持在较高的水准。如果耐磨性不佳,导轨磨损速度过快,导向精度必然无法得到长期的保证。导轨耐磨性与导轨的材料、接触面所受正压力及摩擦因数、两导轨的相对运动速度等因素有关。


高低速运动平稳性

在导轨的低速或微量进给运动中,如果主动件做匀速运动,被动件速度不能保持均匀,而是呈明显的周期性变化规律,这种现象被称为“爬行”。在爬行状态,由于工件运动速度不均匀,机床的加工精度和定位精度都无法保证,导致工件表面粗糙程度变大。因此,应尽量避免爬行的出现。

产生爬行的主要原因有:

静摩擦力与动摩擦力差值过大,传动系统刚度达不到要求,运动件的质量偏大,以及导轨面之间的阻尼性偏低等。那么,在设计和调整机床导轨时,可以采用减小动静摩擦差值、提高传动系统刚度等方法,避免爬行现象的发生。减少动静摩擦差值的主要手段包括:使用加入了极压添加剂的导轨油,以滚动摩擦却带滑动摩擦,采用卸荷导轨、静压导轨及减摩导轨材料等。而提高传动系统刚度,可以通过缩短传动链、合理分配传动比、提高末端传动副或者是活塞及活塞杆的刚度来实现。


结构工艺性

同样功能的导轨,也可以设计成不同的结构,所需要花费的加工量不同,对导轨工作的导向精度也有着不同的影响。在机床导轨的设计中,应使其结构尽量趋于简单化,这样将对导轨制造和后期维护带来更多便利。对于刮研导轨,应尽量减少刮研量;对于镶装导轨,应尽量做到易于更换。


导轨的分类依据和类型

按导轨的运动性质分类,可分为主运动导轨、进给运动导轨和移置导轨三种。

其中,移置导轨只适用于调整部件之间的相对位置,在加工时没有相对运动,例如车床尾座使用的导轨。

按导轨的摩擦性质分类,可分为滑动导轨、静压导轨和滚动导轨三种。

静压导轨按两导轨面间的流体状态又分为液体静压导轨和气体静压导轨;滚动导轨按其滚动体不同又可分为滚珠导轨、滚柱导轨和滚针导轨。

按导轨的受力情况分类,可分为开式导轨和闭式导轨两类。

不同类型的导轨在摩擦特征、承载能力、刚度、精度、灵敏度、抗震性、使用寿命等参数上各有所长,应该根据加工类型和加工对象的具体要求来进行选择。


机床导轨润滑油的选取技巧


机床导轨在选用导轨润滑油的时候,我们不仅要考虑润滑油的润滑性,润滑油的选取同时也应当满足导轨的功效,所用的导轨润滑油应有良好的爬行性,抗磨损性等要求。

1、所用的导轨润滑油既要满足导轨的润滑要求,同时又能作为液压系统的液压介质:

例如加工中心、坐标镗床之类的机床,导轨油粘度(40℃)应选择高些(40-90mm2/s)的68#、100#优质液压导轨油;像各类磨床,常常将导轨润滑油由液压系统供给,而液压系统要求较高,必须满足,此时导轨-液压润滑油的粘度(40℃)应选得低些(20-40mm2/s)系列中46#优质液压导轨油。

2、按滑动速度和平均压力选用导轨油粘度:

其中导轨油粘度与国际GB7632:“机床用润滑剂的选用”中所推荐的两种导轨油L-G68、L-G150(相当的老牌号40号、90号),和两种导轨-液压油L-HG32与L-HC68(相当的老牌号20号和40号)的粘度相当,导轨油中均有对应的32#、68#、100#、150#四种粘度牌号。

3、根据国外机床导轨润滑实际应用来选用导轨油:

在选用导轨润滑剂时,还可参考国外现有机床导轨润滑实际应用的例子来选用。比如:卧式车床、钻床、铣床选用L-HL32、L-HL46液压油;万能磨、外圆磨、内圆磨、平磨选用L-HG32到L-HG68液压油等。 在选用导轨油时主要还应该考虑按导轨的滑动速度和平均压力来选择润滑油粘度。同时用作液压介质的导轨润滑油。

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