数控机床装配与调试

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,数控机床装配与调试,任务：导轨的选型及计算步骤,导轨的选型与计算,1.初选导轨型号,3.确定导轨长度,5.工作载荷计算,4.尺寸精度,7.导轨设计和使用注意事项,6.工作寿命,2.导轨的技术要求,5.,导轨材料与热处理,初选导轨型号,上节课讲了直线运动导轨可以分为滑动摩擦导轨、滚动摩擦导轨、弹性摩擦导轨、流体摩擦导轨等种类，而我们选用的是滚动直线导轨。,选用滚动直线导轨的原因：,1）滚动直线导轨副动静摩擦力之差很小，摩擦阻力小，随动性极好。有利于提高数控系统的响应速度和灵敏度。驱动功率小，只相当普通机械的十分之一。,2）承载能力大，刚度高。,3）能实现高速直线运动，起瞬时速度比滑动导轨提高10倍。,4）采用滚动直线导轨副可简化设计，制造和装配工作，保证质量，缩短时间，降低成本。,导轨的技术要求,1 表面粗糙度,：,1）、刮研导轨 刮研导轨具有接触好、变形小、可以存油、外观美等特点,但劳动强度大、生产率低。主要用于高精度导轨。,刮研导轨轨面每25mm25mm面积内的接触点数不得少于下表规定,机床类别,滑动导轨,移置导轨,镶条、压板,滑动面,每条导轨宽度mm,250,250,100,100,级和级以上,20,16,16,12,12,级,16,12,12,10,10,级,10,8,8,6,6,表6-8 刮研导轨面25mm25mm内接触点数,2)导轨 生产率高,是加工淬硬导轨唯一方法，磨削导轨表面粗糙度应达到的要求,见表6-9。接触面要求见表6-10。,机床类型,动导轨,固定导轨,中小型,大型,重型,中小型,大型,重型,级和级以上,0.20.4(0.10.2),0.40.8(0.20.4),0.8(0.4),0.10.2(0.050.1),0.20.4(0.10.2),0.4(0.2),级,0.4(0.2),1.6(0.8),1.6(0.8),0.2(0.1),0.4(0.2),0.8(0.4),级,0.8(0.4),1.6(0.8),1.6(0.8),0.4(0.2),0.8(0.4),1.6(0.8),表9.3-186-9 磨削导轨表面粗糙度Ra,注,:,1.滑动速度大于0.5时,粗糙度应降低一级(括号内数值)。,2.淬硬导轨的表面粗糙度应降低一级(括号内数值)。,表6-10 磨削导轨表面的接触指标(%),注,:,1.宽度接触达到要求后,方能作长度的评定。,2.镶条按相配导轨接触指标检验。,机床类型,滑(滚)动导轨,移置导轨,全长上,全宽上,全长上,全宽上,级和级以上,80,70,70,50,级,75,60,65,45,级,70,50,60,40,确定导轨的长度,由于导轨长度影响工作台的工作精度和高度，一般可根据滑块导向部分的长度来确定导轨长度。,其公式为 ：,L=H+S+l-S1-S2,其中L导轨长度,H滑块的导向面长度,S滑块行程,l封闭高度调节量,S1滑块到上死点时，滑块露出导轨部分的长度,S2滑块到下死点时，滑块露出导轨部分的长度,2、几何精度,：,滚动直线导轨的几何精度一般包括：垂直平面和水平平面内的直线度；两条导轨面间的平行度。导轨几何精度可以用导轨全长上的误差或单位长度上的误差表示。,导轨材料与热处理,导轨材料：机床滑动导轨常用材料主要是灰铸铁和耐磨铸铁。,灰铸铁通常以HT200或HT300做固定导轨，以HT150或HT200做动导轨 。,灰铸铁导轨硬度要求,硬度要求(HBS),硬度不均匀性(HBS),导轨长度/mm,导轨铸件重量/t,不低于,不高于,导轨长度/mm,硬度差不超过,2500,-,190,255,2500,25,2500,3,180,241,2500,35,5,175,241,由几何件连接的导轨,45,常用耐磨铸铁,耐磨铸铁名称,耐磨性高于普通铸铁倍数,磷铜钛耐磨铸铁,1.52,高磷耐磨铸铁,1,钒钛耐磨铸铁,12,稀土铸铁,1,铬钼耐磨铸铁,1,导轨热处理,一般重要的导轨，铸件粗加工后进行一次时效处理，高精度导轨铸件半精加工后还需进行第二次时效处理 。,常用导轨淬火方法有:,1)中频淬火，淬硬层深度(12)mm。硬度(4550)HRC。,2)接触加热自冷表面淬火，淬硬深度(0.20.25)mm,显微硬度600HM左右。这种淬火方法主要用于大型铸件导轨。,滚动直线导轨的设计计算,1额定动载荷,C,a,额定动载荷是指：,滚动直线导轨的额定长度寿命,T,s,=50km时，作用在滑座上大小和方向均不变化的载荷。,式中： ,d,b,为钢球直径(mm)； ,l,s,为滑座有效长度(mm)； Z为有效接触的钢球数； ,C,a,为额定动载荷(N)。,2额定静载荷,C,0a,式中： ,K,0,为适应比系数，其中,R,为 圆弧滚道半径(mm)； ,i,为钢球循环列数； ,为接触角，常取45,； ,为倾斜角，常取0,； ,C,0a,为额定静载荷(N)。,3额定行程长度寿命,T,s,(km),式中： ,K,为寿命系数，一般取,K,50km； ,F,为滑座工作载荷(N)； ,f,H,为硬度系数； ,f,T,为温度系数； ,f,c,为接触系数； ,f,w,为负荷系数； ,C,a,为额定动载荷(N)。,3额定行程长度寿命,T,s,(km),式中： ,K,为寿命系数，一般取,K,50km； ,F,为滑座工作载荷(N)； ,f,H,为硬度系数； ,f,T,为温度系数； ,f,c,为接触系数； ,f,w,为负荷系数； ,C,a,为额定动载荷(N)。,(四)滚动直线导轨的选择程序,在设计选用滚动直线导轨时： 一对其使用条件,（工作载荷、精度要求、速度、工作行程、预期工作寿命）,进行研究； 二对其刚度、摩擦特性及误差平均作用、阻尼特征等综合考虑，从而达到正确合理的选用，以满足主机技术性能的要求。,4额定工作时间寿命,T,h,(h)为,式中： ,L,s,为工作单行程长度(m)； ,n,为,每小时,往复次数(次h)。,例题,已知作用在滑座上的载荷F,18000N，滑座个数M4，单向行程长度l,s,0.6m，每分钟往复次数为4，用于轻型铣床的工作台，每天开机6h，一年按300个工作日计，寿命要求为5年以上，试设计选择滚动直线导轨。,解：由已知条件得，该导轨的额定工作时间寿命,T,h,为：,由：,得：,因滑座数,M,4，所以每根导轨上使用2个滑座，由表确定,f,c,=0.81，,f,H,=1，,f,T,=1，,f,W,=2。则由：,查表，有HJG-D45型号的导轨的,C,a,值为43800N，能满足五年的使用要求，所以可选用HJGD45型号的滚动直线导轨。,得：,导轨设计和使用注意事项,正确合理地设计和使用滚动直线导轨副,可以提高耐用度和精度保持性,减少维修和保养时间。为此,应注意如下事项:,1),尽量避免力矩和偏心载荷的作用,2)提高刚度,减少振动,3)降低加速度的影响,4)导轨润滑与防护,5)注意防尘,1),尽量避免力矩和偏心载荷的作用,滚动直线导轨副样本中给出的额定动,静载荷,都是在各个滚珠受载均匀的理想状态下算出的。因此,必须十分注意避免力矩载荷和偏心载荷。否则,一部分滚珠承受的载荷,有可能超过计算Ca值时确定的许用接触应力,导致过早的疲劳破坏或产生压痕并出现振动,噪声,降低移动精度等现象。,2)提高刚度,减少振动,适当预紧可以提高刚度,均化滚动体的受力从而提高寿命,并在一定程度上提高阻尼。但是预紧力过大会增加导轨副的摩擦阻力,增加发热,降低使用寿命。因此预紧力有其最佳值。,3)降低加速度的影响,直线滚动导轨副的移动速度可以高达600m/min。起动和停止时,将产生一个力矩,使部分滚动体受载过大,造成破坏。因此,如果加速度较大,应采取以下措施:减轻被移动物体的质量,降低物体的重心,采取多级制动以降低加速度,在启动和制动时,增加阻尼装置等。,4）导轨的润滑,1、目的,：减少摩擦阻力和摩擦磨损，以避免,低速爬行和降低高温时的温升。,2、,要求,：润滑油黏度小，杂质少且不侵蚀机件，要具备可靠的防护装置。,3、方式,：浇油,油杯,手动润滑泵,安装润滑电磁泵,导轨防护,：,固定保护：利用导轨中移动件 俩端的延长物保护导轨。,刮屑板：利用毛毡或耐油橡胶制成与导轨形状相吻合的刮条，使之刮走落在导轨上的灰尘，切屑等。,5）注意防尘,：,为了防止异物浸入和润滑油泻出，产品出厂时滑块座两端均装有耐橡胶密封垫。,谢谢观赏,谢谢观看,/,欢迎下载,BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH,内容总结,数控机床装配与调试。刮研导轨轨面每25mm25mm面积内的接触点数不得少于下表规定。级和级以上。级和级以上。表6-8 刮研导轨面25mm25mm内接触点数。L=H+S+l-S1-S2。S1滑块到上死点时，滑块露出导轨部分的长度。S2滑块到下死点时，滑块露出导轨部分的长度。滚动直线导轨的几何精度一般包括：垂直平面和水平平面内的直线度。导轨材料：机床滑动导轨常用材料主要是灰铸铁和耐磨铸铁。2)接触加热自冷表面淬火，淬硬深度(0.20.25)mm,显微硬度600HM左右。额定动载荷是指：滚动直线导轨的额定长度寿命Ts=50km时，作用在滑座上大小和方向均不变化的载荷。解：由已知条件得，该导轨的额定工作时间寿命Th为：。因此,必须十分注意避免力矩载荷和偏心载荷。适当预紧可以提高刚度,均化滚动体的受力从而提高寿命,并在一定程度上提高阻尼。固定保护：利用导轨中移动件 俩端的延长物保护导轨。谢谢观看/欢迎下载,