直線導軌是機床的重要組成部件,起到了支承和引導運動構(gòu)件沿著一定軌跡運動的作用。傳統(tǒng)導軌的發(fā)展首先表現(xiàn)在滑動組件和導軌形式上。在各種不同種類的導軌中,滑動導軌由于具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、剛度好、抗振性高等優(yōu)點,因此在數(shù)控機床上得到了廣泛的應用。
一、直線導軌的特點
直線導軌的特點是在導軌與滑動件之間使用了介質(zhì),介質(zhì)的種類包括固態(tài)抗摩擦材料、油以及空氣等,滑動導軌也因此而分為不同的類型。
最普通的抗摩擦導軌是在移動組件上安裝了一種固態(tài)抗摩擦材料,比如聚氯乙烯或青銅混合材料等,以起到降低導軌摩擦力的作用??鼓Σ敛牧蠎O計有油槽,滿足移動組件和導軌表面之間油潤滑或其它形式潤滑的需要。
使用最為廣泛的是液壓介質(zhì),其中的典型代表就是靜壓導軌。在壓力作用下,液壓油進入滑動組件的溝槽,在導軌和滑動組件之間形成一層油膜,將導軌和移動組件隔離開,這樣可以大大減少移動組件受到的的摩擦力,從而起到潤滑作用。靜壓導軌對大負荷運動的潤滑具有良好的效果,對偏心負荷也具有一定的補償作用。比如,某加工機床在加工一個大型砂型箱時,砂型箱正好運動到機床行程的末端,此時靜壓導軌能夠增大油壓,使導軌仍然準確保持水平負載的狀態(tài)。有些臥式鏜銑床也使用這種技術(shù),用于補償深孔加工時主軸轉(zhuǎn)速的下降。
另一種利用油作為介質(zhì)的導軌是動壓導軌,它與靜壓導軌的區(qū)別在于,它不是利用壓力,而是利用油的粘度來避免移動組件與導軌之間發(fā)生直接接觸。這樣的好處是可以節(jié)省液壓油泵。
空氣也是一種滑動導軌與滑動組件之間的常用介質(zhì),它也分為兩種形式,氣動靜壓導軌和氣動動壓導軌,其工作原理與液壓導軌中的靜壓導軌和動壓導軌類似。
二、爬行現(xiàn)象的產(chǎn)生
由于平面導軌和移動組件之間有比較大的接觸面積,所以移動組件要作快速的微量進給就需要克服移動組件的慣量。當滾珠絲杠或其它驅(qū)動力推動移動組件進行移動的時候,會產(chǎn)生一個輕微的粘附阻力。移動組件開始運動的時刻,由于其正處于被抓住的狀態(tài),隨意會出現(xiàn)輕微地跳動,導致爬行現(xiàn)象的產(chǎn)生。產(chǎn)生爬行現(xiàn)象對于大的移動影響不大,但對于微量移動會造成較大的影響,成為一個問題。
三、直線導軌的可調(diào)性
可調(diào)性是直線導軌一個特有的優(yōu)點。根據(jù)導軌的使用情況,直線滑動導軌系統(tǒng)都會配備可調(diào)邊,數(shù)量為一個或一個以上。由于移動組件要沿著直線導軌的側(cè)邊移動,必須保證移動組件與導軌側(cè)面的緊密接觸,所以導軌要具有可調(diào)整的功能。
最常用的調(diào)整方法是將斜鐵置于移動組件和導軌接觸面相對的側(cè)面之間。斜鐵的形狀采用錐形條塊角鐵。如果滑動部件或?qū)к壈l(fā)生磨損,接觸表面之間的產(chǎn)生間隙,可以通過調(diào)整斜鐵,對導軌進行精確地補償,消除移動部件和導軌之間的間隙。
機床制造廠已經(jīng)研發(fā)出了斜鐵自動調(diào)整的專利技術(shù)并廣泛地采用。這一技術(shù)的基本原理是使斜鐵保持固定的彈簧壓力,一旦移動部件或?qū)к壪到y(tǒng)磨損,斜鐵能夠自動地消除二者之間的間隙。