導(dǎo)軌副是數(shù)控平面磨床的重要部件之一,它在很大程度上決定數(shù)控平面磨床的剛度、精度和精度的保持性。數(shù)控平面磨床導(dǎo)軌必須具有較高的導(dǎo)向精度、高剛度、高耐磨性,平面磨床在高速進(jìn)給時(shí)不振動(dòng)、低速進(jìn)給時(shí)不爬行等特性。
1.導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)
1)導(dǎo)軌副的類型
目前數(shù)控平面磨床使用的導(dǎo)軌主要有3種:貼塑滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌。
(1)貼塑滑動(dòng)導(dǎo)軌。貼塑滑動(dòng)導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)如圖21所示,它與普通導(dǎo)軌的區(qū)別是在兩個(gè)金屬滑動(dòng)面之間粘貼上了一層特制的復(fù)合工程塑料帶,使導(dǎo)軌的金屬與金屬的摩擦副改變?yōu)榻饘倥c塑料的摩擦副,因而改變了數(shù)控平面磨床導(dǎo)軌的摩擦特性。
圖21工作臺(tái)和滑座剖面圖
1-床身;2-工作臺(tái);3-下壓板;4-導(dǎo)軌軟帶;
貼有導(dǎo)軌軟帶的鑲條
貼塑材料常用聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶和環(huán)氧型耐磨導(dǎo)軌涂層兩類。
(2)滾動(dòng)導(dǎo)軌。滾動(dòng)導(dǎo)軌有多種形式,目前數(shù)控平面磨床常用的滾動(dòng)導(dǎo)軌為直線滾動(dòng)導(dǎo)軌。直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的外形和結(jié)構(gòu)如圖22所示,主要由導(dǎo)軌體、滑塊、滾柱或滾珠、保持器、端蓋等組成。當(dāng)滑塊與導(dǎo)軌體相對(duì)移動(dòng)時(shí),滾動(dòng)體在導(dǎo)軌體和滑塊之間的圓弧直槽內(nèi)滾動(dòng),并通過端蓋內(nèi)的滾道,從工作負(fù)荷區(qū)到非工作負(fù)荷區(qū),然后再滾動(dòng)回工作負(fù)荷區(qū),不斷循環(huán),從而把導(dǎo)軌體和滑塊之間的移動(dòng)變成滾動(dòng)體的滾動(dòng)。為防止灰塵和臟物進(jìn)入導(dǎo)軌滾道,滑塊兩端及下部均裝有塑料密封墊,滑塊上還有潤(rùn)滑油杯。
圖22直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的外形和結(jié)構(gòu)
1-導(dǎo)軌體;2-側(cè)面密封墊;3-保持器;4-承載球列;5-端部密封墊;6-端蓋;7-滑塊;8-潤(rùn)滑油杯
(3)液體靜壓導(dǎo)軌。液體靜壓導(dǎo)軌是將具有一定壓力的油液經(jīng)節(jié)流器輸送到導(dǎo)軌面的油腔,形成承載油膜,將相互接觸的金屬表面隔開,實(shí)現(xiàn)液體摩擦。這種導(dǎo)軌的摩擦因數(shù)小(約0.000 5),機(jī)械效率高;由于導(dǎo)軌面間有一層油膜,吸振性好;導(dǎo)軌面不相互接觸,不會(huì)磨損,壽命長(zhǎng),而且在低速下運(yùn)行也不易產(chǎn)生爬行。但靜壓導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造成本較高,一般用于大型或重型平面磨床。
2)導(dǎo)軌副間隙調(diào)整
導(dǎo)軌副維護(hù)很重要的一項(xiàng)工作是保證導(dǎo)軌面之間具有合理的間隙。間隙過小,則摩擦阻力大,導(dǎo)軌磨損加??;間隙過大,則運(yùn)動(dòng)失去準(zhǔn)確性和平穩(wěn)性,失去導(dǎo)向精度。下面介紹間隙的幾種調(diào)整方法。
(1)壓板調(diào)整間隙。如圖23所示為矩形導(dǎo)軌上常用的幾種壓板裝置。壓板用螺釘固定在動(dòng)導(dǎo)軌上,常用鉗工配合刮研及選用調(diào)整墊片、平鑲條等機(jī)構(gòu),使導(dǎo)軌面與支承面之間的間隙均勻,達(dá)到規(guī)定的接觸點(diǎn)數(shù)。圖23(a)所示的壓板結(jié)構(gòu),如間隙過大,應(yīng)修磨和刮研曰面;間隙過小或壓板與導(dǎo)軌壓得太緊,則可刮研或修磨A面;圖23(b)采用鑲條式調(diào)整間隙;圖23(c)采用墊片式調(diào)整間隙。
(a) (b) (c)
圖23壓板調(diào)整閥隙
(a)修磨刮研式;(b)鑲條式;(c)墊片式(2)鑲條調(diào)整問隙。如圖24(a)所示為一種全長(zhǎng)厚度相等、橫截面為平行四邊形(用于燕尾形導(dǎo)軌)或矩形的平鑲條,通過側(cè)面的螺釘調(diào)節(jié)和螺母鎖緊,以其橫向位移調(diào)整間隙。由于收緊力不均勻,故在螺釘?shù)闹c(diǎn)有撓曲。圖24(b)所示為一種全長(zhǎng)厚度變化的斜鑲條及三種用于斜鑲條的調(diào)節(jié)螺釘,以其斜鑲條的縱向位移來調(diào)整間隙。斜鑲條在全長(zhǎng)上支承,其斜度為1:40或1:100,由于楔形的增壓作用會(huì)產(chǎn)生過大的橫向壓力,因此調(diào)整時(shí)應(yīng)細(xì)心。
圖24鑲條調(diào)整間隙
(a)等厚度鑲條;(b)斜鑲條
(3)壓板鑲條調(diào)整間隙,如圖25所示,T形壓板用螺 釘固定在運(yùn)動(dòng)部件固定在運(yùn)動(dòng)部件內(nèi)側(cè)和T形壓板之間放置斜鑲條,鑲條不是在縱向有斜度,而是在高度方向做成傾斜。調(diào)整時(shí),借助壓板上兒個(gè)推拉螺釘使鑲條上下移動(dòng),從而調(diào)整間隙。
三角形導(dǎo)軌的上滑動(dòng)面能自動(dòng)補(bǔ)償,下滑動(dòng)面的間隙調(diào)整 和矩形導(dǎo)軌的丘壓板調(diào)整底面間隙的方法相同;圓形導(dǎo)軌的間隙不能調(diào)整。
3)滾動(dòng)導(dǎo)軌的預(yù)緊
為了提髙滾動(dòng)導(dǎo)軌的剛度,對(duì)滾動(dòng)導(dǎo)軌應(yīng)進(jìn)行預(yù)緊。頂緊可提高度并消除間隙在立式滾動(dòng)導(dǎo)軌匕預(yù)緊可防止?jié)L動(dòng)體脫落和歪斜。常見的預(yù)緊方法有如下兩種。
?。?)采用過盈配合。緊載荷大于外載荷,預(yù)緊力產(chǎn)生過盈量為2-3um,過大會(huì)使?fàn)恳υ黾?。若運(yùn)動(dòng)部件較重,其重力可起預(yù)加載荷作用,若剛度滿足要求,可不施預(yù)緊載荷。
?。?)調(diào)整法。利用螺釘、斜塊或偏心輪調(diào)整來進(jìn)行預(yù)緊。
4)導(dǎo)軌的潤(rùn)滑
導(dǎo)軌面上進(jìn)行潤(rùn)滑后,可降低摩擦系數(shù),減少磨損,并且可防止導(dǎo)軌面的銹蝕。導(dǎo)軌常用的潤(rùn)滑劑有潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂,前者用于滑動(dòng)導(dǎo)軌而滾動(dòng)導(dǎo)軌兩者都可用。
(1)潤(rùn)滑方法。導(dǎo)軌最簡(jiǎn)單的潤(rùn)滑方式是人工定期加油或用油杯供油,這種方法簡(jiǎn)單、成本低,但不可靠。一般用于調(diào)節(jié)輔助導(dǎo)軌及運(yùn)動(dòng)速度低、工作不頻繁的滾動(dòng)導(dǎo)軌;對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較高的導(dǎo)軌大都采用潤(rùn)滑泵,以壓力強(qiáng)制潤(rùn)滑。這樣不但可連續(xù)或間歇供油給導(dǎo)軌進(jìn)行潤(rùn)滑,而且可利用油的流動(dòng)沖洗或冷卻導(dǎo)軌表面,為實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制潤(rùn)滑,必須有專門的供油系統(tǒng)。
(2)對(duì)潤(rùn)滑油的要求。在工作溫度變化時(shí),潤(rùn)滑油黏度變化要小,要有良好的潤(rùn)滑性能和足夠的油膜剛度,油中雜質(zhì)盡量少且不侵蝕機(jī)件。常用的全損耗系統(tǒng)用油有L-ANl0、 L-ANl5、L-AN32、L-AN42、L-AN67,精密平面磨床導(dǎo)軌油L-TSA32、L-TSA46等。
5)導(dǎo)軌的防護(hù)
為了防止切屑、磨?;蚶鋮s液散落在導(dǎo)軌面上而引起磨損、擦傷和銹蝕,平面磨床導(dǎo)軌面上應(yīng)有可靠的防護(hù)裝置。常用的刮板式、卷簾式和疊層式防護(hù)罩,大多用于長(zhǎng)導(dǎo)軌上。在平面磨床使用過程中應(yīng)防止損壞防護(hù)罩,’對(duì)疊層式防護(hù)罩應(yīng)經(jīng)常用刷子蘸機(jī)油清理移動(dòng)接縫,以避免碰殼現(xiàn)象的產(chǎn)生。
2.導(dǎo)軌副常見故障分析與排除
1)影響平面磨床正常運(yùn)行和加工質(zhì)量的主要環(huán)節(jié)是導(dǎo)軌副間隙、滾動(dòng)導(dǎo)軌副預(yù)緊力、導(dǎo)軌直線度和平行度以及導(dǎo)軌的潤(rùn)滑、防護(hù)裝置。導(dǎo)軌副常見故障及排除方法,如表所示。
表導(dǎo)軌副常見故障及排除方法
序號(hào) | 故障現(xiàn)象 | 故障原因分析 | 排除方法 |
1 | 導(dǎo)軌研傷 | (1)機(jī)床經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間使用,地基與床身水平度有變化,使導(dǎo)軌局部單位面積負(fù)荷過大; (2)長(zhǎng)期加工短工件或承受過分集中的負(fù)荷,使導(dǎo)軌局部磨損嚴(yán)重; (3)導(dǎo)軌潤(rùn)滑不良; (4)導(dǎo)軌材質(zhì)不佳; (5)刮研質(zhì)量不符合要求; (6)機(jī)床維護(hù)不良,導(dǎo)軌里落人臟物 | (1)定期進(jìn)行床身導(dǎo)軌的水平調(diào)整,或修復(fù)導(dǎo)軌精度; (2)注意合理分布短工件的安裝位置,避免負(fù)荷過分集中; (3)調(diào)整導(dǎo)軌潤(rùn)滑油量,保證潤(rùn)滑油壓力; (4)采用電鍍加熱自冷淬火對(duì)導(dǎo)軌進(jìn)行處理,導(dǎo)軌上增加鋅鋁銅合金板,以改善摩擦情況; (5)提高刮研修復(fù)的質(zhì)量; (6)加強(qiáng)機(jī)床保養(yǎng),保護(hù)好機(jī)床防護(hù)裝置 |
2 | 導(dǎo)軌上移動(dòng) 部件運(yùn)動(dòng)不良 或不能移動(dòng) | (1)導(dǎo)軌面研傷; (2)導(dǎo)軌壓板研傷; (3)導(dǎo)軌鑲條與導(dǎo)軌間隙太小,調(diào)得太緊 | (1)用170#砂布修磨機(jī)床與導(dǎo)軌面上的研傷; (2)卸下壓板,調(diào)整壓板與導(dǎo)軌間隙; (3)松開鑲條防松螺釘,調(diào)整鑲條螺釘,使運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)靈活,保證0.03mm的塞尺不得塞人,然后鎖緊防松螺釘 |
3 | 加工面 在接刀處 不平 | (1)導(dǎo)軌直線度超差; (2)工作臺(tái)鑲條松動(dòng)或鑲條彎度太大; (3)機(jī)床水平度差,使導(dǎo)軌發(fā)生彎曲 | (1)調(diào)整或修刮導(dǎo)軌,使直線度允差0.015/500; (2)調(diào)整鑲條閶隙,鑲條彎度在自然狀態(tài)下小于0.05 mm/全長(zhǎng); (3)調(diào)整機(jī)床安裝水平度,保證平行度、垂直度在0.02/1 000之內(nèi) |