數控(kòng)磨床底(dǐ)座與導(dǎo)軌
時間：2019-09-16 訪問量(liàng)：2092
底座(zuò)與導軌(guǐ)
1 y軸底座(zuò)設計
1.1 y軸底座結構的(de)基本(běn)要求(qiú)
底(dǐ)座是整(zhěng)個y軸的基礎支承件(jiàn),一(yī)般都是(shì)用來放(fàng)置導軌(guǐ)等重(zhòng)要部件。爲(wèi)了滿(mǎn)足數控機(jī)床高(gāo)速度、高生(shēng)産率、高可(kě)靠性(xìng)、高精(jīng)度和高自動化的要求，同(tóng)時與普通機床(chuáng)相比，數控機床要有(yǒu)更高(gāo)的靜(jìng)、動剛度，以及好(hǎo)的抗振性。底座主要(yào)在五個方(fāng)面提(tí)出(chū)了要求(qiú)。
1.很高的精度和(hé)精度(dù)持久性 在(zài)底座(zuò)上有不少(shǎo)安裝(zhuāng)部件(jiàn)的加(jiā)工面和活(huó)動部件的導軌面,這(zhè)些面自身(shēn)的精(jīng)度以及相(xiàng)互位(wèi)置精度要(yào)求都(dōu)非常高(gāo),并且要能長(zhǎng)時(shí)間保持(chí).此外,機床(chuáng)在切削加(jiā)工時,全部(bù)動、靜(jìng)載(zǎi)荷最終(zhōng)往往(wǎng)都傳(chuán)到底(dǐ)座上，是(shì)以(yǐ)，底座(zuò)上的(de)受力非常複雜(zá)。爲此，爲确(què)保零(líng)部(bù)件之間(jiān)的相(xiàng)互位置或者(zhě)相(xiàng)對運動精(jīng)度，除了滿(mǎn)足(zú)幾(jǐ)何尺(chǐ)寸(cùn)位(wèi)置精度以外，還要滿(mǎn)足靜(jìng)、動(dòng)剛度、抗振性、熱穩定性(xìng)等等方面的技(jì)術要求(qiú)。
2.應(yīng)具備足夠的(de)靜、動剛(gāng)度 靜剛度(dù) 包(bāo)含：底座的自(zì)身結構剛(gāng)度、局(jú)部剛(gāng)度以(yǐ)及接觸剛度，都(dōu)是要采取(qǔ)相應(yīng)的措(cuò)施(shī)，最(zuì)終達(dá)到有(yǒu)較高的剛度—質量比(bǐ)。
3.動剛(gāng)度直接反映底(dǐ)座的運動(dòng)特性，爲了确保(bǎo)底座(zuò)在交變載(zǎi)荷作用下擁有較高的抵禦變形的能(néng)力和抵擋受迫振(zhèn)動和自激振動的能力，同時可(kě)以通(tōng)過适(shì)當增加阻尼，提(tí)高固有頻(pín)率等(děng)等措施減(jiǎn)少共(gòng)振和因薄(báo)臂振動而産身(shēn)的噪聲。
4.較好的(de)熱穩定性 對機(jī)床來講，高(gāo)精度(dù)數控機(jī)床(chuáng)的熱穩定性已成爲(wèi)一個突(tū)出的問(wèn)題，一定要在設(shè)計上要使整機的熱變形減(jiǎn)小(xiǎo)，或者使熱(rè)變形(xíng)對于加(jiā)工精度(dù)的影(yǐng)響減小。
5.高的強(qiáng)度和耐磨(mó)性 每每(měi)底座在抵禦(yù)外負(fù)載荷(hé)而沒有超過允(yǔn)許的變形情(qíng)況(kuàng)下，都是(shì)擁(yōng)有足(zú)夠的強(qiáng)度(dù)。可是(shì)，關于外負載荷比較(jiào)大而且變(biàn)形要求不大的(de)部位(wèi)，仍然要注意其強度的情況。至(zhì)于底座與活動(dòng)部(bù)件(jiàn)相觸(chù)的部位，即導軌(guǐ)處，要求(qiú)有(yǒu)優秀(xiù)的耐磨性。
2 導軌(guǐ)設計(jì)
2.1對導軌的要求(qiú)
對導(dǎo)軌的(de)要求(qiú),納起來有(yǒu)下列(liè)幾點(diǎn):
1.要有(yǒu)一定的導(dǎo)向精(jīng)度 2.要(yào)有良好的(de)耐磨性(xìng)
3.要有足(zú)夠的剛度(dù) 4.要減(jiǎn)少熱變形影響(xiǎng)
5.要使(shǐ)運動輕便(biàn)平穩 6.要有一定(dìng)的工(gōng)藝性
2.2 滑動導軌(guǐ)
導軌(guǐ)按照(zhào)接觸面的摩擦(cā)情況而言.可分(fèn)爲(wèi):滑動導(dǎo)軌、滾(gǔn)動導軌(guǐ)、靜壓導(dǎo)軌等三大類型(xíng)。該次設(shè)計(jì)的數(shù)控(kòng)磨(mó)床(chuáng)y軸采用(yòng)滑動導軌(guǐ)。
滑動(dòng)導(dǎo)軌結構簡單(dān)制造(zào)方(fāng)便(biàn)，承載(zǎi)面積大，接(jiē)觸剛(gāng)度好(hǎo)，抗振(zhèn)性能(néng)好等(děng)一系(xì)列優點(diǎn)。滑(huá)動導軌通(tōng)常用于(yú)定(dìng)位精(jīng)度不(bú)高的開環(huán)系統(tǒng)中，因爲本次設計的伺服(fú)系統(tǒng)是(shì)閉環系(xì)統，所(suǒ)以有(yǒu)了(le)反(fǎn)饋系統，導軌的定位精度，因爲誤差進行補償(cháng)從而不(bú)受(shòu)影響(xiǎng)，所以采用(yòng)滑動(dòng)導軌(guǐ)。
2.3 貼塑(sù)滑動導軌
滑動導軌(guǐ)擁有結構簡單(dān)，制造(zào)方便，接觸(chù)剛度(dù)大的(de)好處(chù)。但是(shì)傳統的滑(huá)動導軌摩(mó)擦阻(zǔ)力大，磨損(sǔn)快，動(dòng)态摩擦系數差别大，低速(sù)時(shí)會(huì)發生(shēng)爬行現象(xiàng)。所此(cǐ)，使(shǐ)用新型(xíng)塑料滑動導軌(guǐ)。
本次設計采用(yòng)的塑料導軌是聚四(sì)氟乙(yǐ)烯導(dǎo)軌軟帶。
1. 聚(jù)四氟(fú)乙烯(xī)導(dǎo)軌軟帶(dài)的特點 摩擦性好:鑄鐵淬火導(dǎo)軌副的靜(jìng)摩擦(cā)系數(shù)與動摩擦(cā)系數相(xiàng)差(chà)較大(dà),幾乎(hū)是相差一倍.但是金屬聚(jù)四氟乙烯(xī)導軌(guǐ)軟帶的靜與動(dòng)摩擦(cā)系(xì)數一般(bān)不變。所(suǒ)以這種(zhǒng)良好(hǎo)的摩擦性(xìng)能可以減(jiǎn)少低速爬行，從而使(shǐ)得運(yùn)動(dòng)平(píng)穩并(bìng)且得(dé)到(dào)較(jiào)高的(de)定位(wèi)精度。
耐磨性好(hǎo)：摩擦系數(shù)低外，聚四氟乙烯導軌軟帶材(cái)質中擁(yōng)有有青(qīng)二硫化钼(mù)和石(shí)墨，因此，本身即(jí)擁有(yǒu)潤滑作用(yòng)，對于潤(rùn)滑油的(de)供油(yóu)量要求低(dī)，所以使用(yòng)間歇式供油即(jí)可。另(lìng)外，塑(sù)料(liào)質地較軟，即使是嵌入(rù)金屬(shǔ)碎屑、灰塵(chén)等，也不會損傷(shāng)金屬(shǔ)導(dǎo)軌面以(yǐ)及軟(ruǎn)帶本身，同(tóng)時可(kě)以(yǐ)延長導(dǎo)軌副(fù)的使用壽命。
減(jiǎn)振性好：塑(sù)料的(de)阻(zǔ)尼性較(jiào)高，其減振(zhèn)消(xiāo)聲(shēng)的機(jī)能對(duì)提高(gāo)磨擦副的相對(duì)運
動速度有較(jiào)高的(de)意義。
工藝(yì)性好：可降低對(duì)粘貼(tiē)塑(sù)料的金屬導(dǎo)軌基體的(de)硬度(dù)和(hé)表面質(zhì)量要(yào)求，而且
由(yóu)于塑(sù)料容易加(jiā)工，從而使得導(dǎo)軌副(fù)接觸(chù)面獲(huò)得(dé)優(yōu)良的表面(miàn)質量。
同時(shí)，還有化學穩定性高(gāo)，維修(xiū)方便(biàn)，經濟(jì)性好等好處(chù)。
2. 導軌軟帶使(shǐ)用工(gōng)藝 最初将(jiāng)導軌(guǐ)粘貼表面加工(gōng)到表面粗糙度(dù)ra3.2～1.6，有時爲(wèi)了達到定位(wèi)作用，導軌(guǐ)粘貼面要加工(gōng)成0.5mm到1mm深的凹槽(cáo).使用汽油和金(jīn)屬清洗或者丙(bǐng)酮清洗導軌粘(zhān)貼面,然後(hòu)用膠(jiāo)粘劑(jì)粘合(hé)導軌(guǐ)軟帶,加(jiā)壓初固(gù)化1～2h後(hòu)再合攏到(dào)配對的固(gù)定導(dǎo)軌上施加一定(dìng)的壓力,并在室(shì)溫固化 24 h,取下去(qù)除餘膠,即可開油槽以及進行(háng)精加工,因爲這(zhè)類導軌使(shǐ)用了(le)粘貼方法,一般(bān)稱爲“貼塑導軌”。
2.4 導軌結構(gòu)
y方向使用v形導軌，這(zhè)種導軌(guǐ)導向精度較高(gāo)，導軌磨損後(hòu)可以(yǐ)靠自(zì)重下(xià)沉自(zì)動補(bǔ)償(cháng)。同時下(xià)導軌(guǐ)采用(yòng)凹型的，也(yě)能便(biàn)于存(cún)油，頂(dǐng)角采用(yòng)90 o 。
2.5 導(dǎo)軌設(shè)計
該磨床作用(yòng)在活(huó)動件上的推力與運動件(jiàn)的軸線平行(háng)。爲(wèi)了運動(dòng)件(jiàn)不會被卡死，而且爲(wèi)了保證運(yùn)動靈活，v形(xíng)導軌需h/l<1. 其(qí)中h是推(tuī)力(lì)f到軸(zhóu)線的距離而l是(shì)導軌的(de)寬度。這(zhè)次設(shè)計中， v 形導軌，h=115mm，l=440mm，h/l=0.26＜1，所以滿足要(yào)求。
2.6導(dǎo)軌的材料(liào)
塑料導軌(guǐ)用在(zài)導軌(guǐ)副(fù)的(de)動導(dǎo)軌上,與(yǔ)其相配(pèi)的導(dǎo)軌選(xuǎn)用鑄鐵,組成(chéng)鑄鐵－塑料導軌副(fù).鑄鐵使用耐磨鑄鐵,牌号是ht3054,表面的(de)淬火(huǒ)硬(yìng)度是hrc45～55,淬火(huǒ)層深度(dù)經摩(mó)削後要(yào)保(bǎo)留(liú)1.0～1.5mm.
1 y軸底座(zuò)設計
1.1 y軸底座結構的(de)基本(běn)要求(qiú)
底(dǐ)座是整(zhěng)個y軸的基礎支承件(jiàn),一(yī)般都是(shì)用來放(fàng)置導軌(guǐ)等重(zhòng)要部件。爲(wèi)了滿(mǎn)足數控機(jī)床高(gāo)速度、高生(shēng)産率、高可(kě)靠性(xìng)、高精(jīng)度和高自動化的要求，同(tóng)時與普通機床(chuáng)相比，數控機床要有(yǒu)更高(gāo)的靜(jìng)、動剛度，以及好(hǎo)的抗振性。底座主要(yào)在五個方(fāng)面提(tí)出(chū)了要求(qiú)。
1.很高的精度和(hé)精度(dù)持久性 在(zài)底座(zuò)上有不少(shǎo)安裝(zhuāng)部件(jiàn)的加(jiā)工面和活(huó)動部件的導軌面,這(zhè)些面自身(shēn)的精(jīng)度以及相(xiàng)互位(wèi)置精度要(yào)求都(dōu)非常高(gāo),并且要能長(zhǎng)時(shí)間保持(chí).此外,機床(chuáng)在切削加(jiā)工時,全部(bù)動、靜(jìng)載(zǎi)荷最終(zhōng)往往(wǎng)都傳(chuán)到底(dǐ)座上，是(shì)以(yǐ)，底座(zuò)上的(de)受力非常複雜(zá)。爲此，爲确(què)保零(líng)部(bù)件之間(jiān)的相(xiàng)互位置或者(zhě)相(xiàng)對運動精(jīng)度，除了滿(mǎn)足(zú)幾(jǐ)何尺(chǐ)寸(cùn)位(wèi)置精度以外，還要滿(mǎn)足靜(jìng)、動(dòng)剛度、抗振性、熱穩定性(xìng)等等方面的技(jì)術要求(qiú)。
2.應(yīng)具備足夠的(de)靜、動剛(gāng)度 靜剛度(dù) 包(bāo)含：底座的自(zì)身結構剛(gāng)度、局(jú)部剛(gāng)度以(yǐ)及接觸剛度，都(dōu)是要采取(qǔ)相應(yīng)的措(cuò)施(shī)，最(zuì)終達(dá)到有(yǒu)較高的剛度—質量比(bǐ)。
3.動剛(gāng)度直接反映底(dǐ)座的運動(dòng)特性，爲了确保(bǎo)底座(zuò)在交變載(zǎi)荷作用下擁有較高的抵禦變形的能(néng)力和抵擋受迫振(zhèn)動和自激振動的能力，同時可(kě)以通(tōng)過适(shì)當增加阻尼，提(tí)高固有頻(pín)率等(děng)等措施減(jiǎn)少共(gòng)振和因薄(báo)臂振動而産身(shēn)的噪聲。
4.較好的(de)熱穩定性 對機(jī)床來講，高(gāo)精度(dù)數控機(jī)床(chuáng)的熱穩定性已成爲(wèi)一個突(tū)出的問(wèn)題，一定要在設(shè)計上要使整機的熱變形減(jiǎn)小(xiǎo)，或者使熱(rè)變形(xíng)對于加(jiā)工精度(dù)的影(yǐng)響減小。
5.高的強(qiáng)度和耐磨(mó)性 每每(měi)底座在抵禦(yù)外負(fù)載荷(hé)而沒有超過允(yǔn)許的變形情(qíng)況(kuàng)下，都是(shì)擁(yōng)有足(zú)夠的強(qiáng)度(dù)。可是(shì)，關于外負載荷比較(jiào)大而且變(biàn)形要求不大的(de)部位(wèi)，仍然要注意其強度的情況。至(zhì)于底座與活動(dòng)部(bù)件(jiàn)相觸(chù)的部位，即導軌(guǐ)處，要求(qiú)有(yǒu)優秀(xiù)的耐磨性。
2 導軌(guǐ)設計(jì)
2.1對導軌的要求(qiú)
對導(dǎo)軌的(de)要求(qiú),納起來有(yǒu)下列(liè)幾點(diǎn):
1.要有(yǒu)一定的導(dǎo)向精(jīng)度 2.要(yào)有良好的(de)耐磨性(xìng)
3.要有足(zú)夠的剛度(dù) 4.要減(jiǎn)少熱變形影響(xiǎng)
5.要使(shǐ)運動輕便(biàn)平穩 6.要有一定(dìng)的工(gōng)藝性
2.2 滑動導軌(guǐ)
導軌(guǐ)按照(zhào)接觸面的摩擦(cā)情況而言.可分(fèn)爲(wèi):滑動導(dǎo)軌、滾(gǔn)動導軌(guǐ)、靜壓導(dǎo)軌等三大類型(xíng)。該次設(shè)計(jì)的數(shù)控(kòng)磨(mó)床(chuáng)y軸采用(yòng)滑動導軌(guǐ)。
滑動(dòng)導(dǎo)軌結構簡單(dān)制造(zào)方(fāng)便(biàn)，承載(zǎi)面積大，接(jiē)觸剛(gāng)度好(hǎo)，抗振(zhèn)性能(néng)好等(děng)一系(xì)列優點(diǎn)。滑(huá)動導軌通(tōng)常用于(yú)定(dìng)位精(jīng)度不(bú)高的開環(huán)系統(tǒng)中，因爲本次設計的伺服(fú)系統(tǒng)是(shì)閉環系(xì)統，所(suǒ)以有(yǒu)了(le)反(fǎn)饋系統，導軌的定位精度，因爲誤差進行補償(cháng)從而不(bú)受(shòu)影響(xiǎng)，所以采用(yòng)滑動(dòng)導軌(guǐ)。
2.3 貼塑(sù)滑動導軌
滑動導軌(guǐ)擁有結構簡單(dān)，制造(zào)方便，接觸(chù)剛度(dù)大的(de)好處(chù)。但是(shì)傳統的滑(huá)動導軌摩(mó)擦阻(zǔ)力大，磨損(sǔn)快，動(dòng)态摩擦系數差别大，低速(sù)時(shí)會(huì)發生(shēng)爬行現象(xiàng)。所此(cǐ)，使(shǐ)用新型(xíng)塑料滑動導軌(guǐ)。
本次設計采用(yòng)的塑料導軌是聚四(sì)氟乙(yǐ)烯導(dǎo)軌軟帶。
1. 聚(jù)四氟(fú)乙烯(xī)導(dǎo)軌軟帶(dài)的特點 摩擦性好:鑄鐵淬火導(dǎo)軌副的靜(jìng)摩擦(cā)系數(shù)與動摩擦(cā)系數相(xiàng)差(chà)較大(dà),幾乎(hū)是相差一倍.但是金屬聚(jù)四氟乙烯(xī)導軌(guǐ)軟帶的靜與動(dòng)摩擦(cā)系(xì)數一般(bān)不變。所(suǒ)以這種(zhǒng)良好(hǎo)的摩擦性(xìng)能可以減(jiǎn)少低速爬行，從而使(shǐ)得運(yùn)動(dòng)平(píng)穩并(bìng)且得(dé)到(dào)較(jiào)高的(de)定位(wèi)精度。
耐磨性好(hǎo)：摩擦系數(shù)低外，聚四氟乙烯導軌軟帶材(cái)質中擁(yōng)有有青(qīng)二硫化钼(mù)和石(shí)墨，因此，本身即(jí)擁有(yǒu)潤滑作用(yòng)，對于潤(rùn)滑油的(de)供油(yóu)量要求低(dī)，所以使用(yòng)間歇式供油即(jí)可。另(lìng)外，塑(sù)料(liào)質地較軟，即使是嵌入(rù)金屬(shǔ)碎屑、灰塵(chén)等，也不會損傷(shāng)金屬(shǔ)導(dǎo)軌面以(yǐ)及軟(ruǎn)帶本身，同(tóng)時可(kě)以(yǐ)延長導(dǎo)軌副(fù)的使用壽命。
減(jiǎn)振性好：塑(sù)料的(de)阻(zǔ)尼性較(jiào)高，其減振(zhèn)消(xiāo)聲(shēng)的機(jī)能對(duì)提高(gāo)磨擦副的相對(duì)運
動速度有較(jiào)高的(de)意義。
工藝(yì)性好：可降低對(duì)粘貼(tiē)塑(sù)料的金屬導(dǎo)軌基體的(de)硬度(dù)和(hé)表面質(zhì)量要(yào)求，而且
由(yóu)于塑(sù)料容易加(jiā)工，從而使得導(dǎo)軌副(fù)接觸(chù)面獲(huò)得(dé)優(yōu)良的表面(miàn)質量。
同時(shí)，還有化學穩定性高(gāo)，維修(xiū)方便(biàn)，經濟(jì)性好等好處(chù)。
2. 導軌軟帶使(shǐ)用工(gōng)藝 最初将(jiāng)導軌(guǐ)粘貼表面加工(gōng)到表面粗糙度(dù)ra3.2～1.6，有時爲(wèi)了達到定位(wèi)作用，導軌(guǐ)粘貼面要加工(gōng)成0.5mm到1mm深的凹槽(cáo).使用汽油和金(jīn)屬清洗或者丙(bǐng)酮清洗導軌粘(zhān)貼面,然後(hòu)用膠(jiāo)粘劑(jì)粘合(hé)導軌(guǐ)軟帶,加(jiā)壓初固(gù)化1～2h後(hòu)再合攏到(dào)配對的固(gù)定導(dǎo)軌上施加一定(dìng)的壓力,并在室(shì)溫固化 24 h,取下去(qù)除餘膠,即可開油槽以及進行(háng)精加工,因爲這(zhè)類導軌使(shǐ)用了(le)粘貼方法,一般(bān)稱爲“貼塑導軌”。
2.4 導軌結構(gòu)
y方向使用v形導軌，這(zhè)種導軌(guǐ)導向精度較高(gāo)，導軌磨損後(hòu)可以(yǐ)靠自(zì)重下(xià)沉自(zì)動補(bǔ)償(cháng)。同時下(xià)導軌(guǐ)采用(yòng)凹型的，也(yě)能便(biàn)于存(cún)油，頂(dǐng)角采用(yòng)90 o 。
2.5 導(dǎo)軌設(shè)計
該磨床作用(yòng)在活(huó)動件上的推力與運動件(jiàn)的軸線平行(háng)。爲(wèi)了運動(dòng)件(jiàn)不會被卡死，而且爲(wèi)了保證運(yùn)動靈活，v形(xíng)導軌需h/l<1. 其(qí)中h是推(tuī)力(lì)f到軸(zhóu)線的距離而l是(shì)導軌的(de)寬度。這(zhè)次設(shè)計中， v 形導軌，h=115mm，l=440mm，h/l=0.26＜1，所以滿足要(yào)求。
2.6導(dǎo)軌的材料(liào)
塑料導軌(guǐ)用在(zài)導軌(guǐ)副(fù)的(de)動導(dǎo)軌上,與(yǔ)其相配(pèi)的導(dǎo)軌選(xuǎn)用鑄鐵,組成(chéng)鑄鐵－塑料導軌副(fù).鑄鐵使用耐磨鑄鐵,牌号是ht3054,表面的(de)淬火(huǒ)硬(yìng)度是hrc45～55,淬火(huǒ)層深度(dù)經摩(mó)削後要(yào)保(bǎo)留(liú)1.0～1.5mm.