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1、导向支承部件的选择与设计导向支承部件的选择与设计一一.导轨副的组成、种类及其应满足的要求导轨副的组成、种类及其应满足的要求导轨支承部件的作用：支承和限制运动部件按给定运动规律要求和规定运动方向作直线或回转运动。导轨副的组成导轨副的组成1.1.导轨副的种类导轨副的种类n 按按运动方式运动方式可分为：直可分为：直线运动导轨、回转运动导线运动导轨、回转运动导轨。轨。n 按按接触表面的摩擦性质接触表面的摩擦性质可分为：滑动导轨、滚动可分为：滑动导轨、滚动导轨、流体介质摩擦导轨导轨、流体介质摩擦导轨等。等。2、导轨应满足的要求（1）导向精度 导向精度指导轨副中运动件实际运动方向与给定运动方向之间的精确程
2、度。包括直线度、平行度及角度公差等。（2）接触精度 以导轨表面的实际接触面积占理论接触面积的百分比或25mm25mm面积上接触点的数目和分布状况来表示。一般由精刨、磨削、刮研等加工方法按标精确定。（3）精度保持性 指导轨在长期运用后，对导向精度的保持实力，主要由导轨的耐磨性确定。影响因素：摩擦磨损性质、受力状况、导轨材料及工艺方法等，其中主要是磨损性质。（4）运动的敏捷性和低速运动稳定性具体指导轨要有良好的敏捷性和平稳性，工作时要速度匀整，低速时不应产生爬行现象。产生爬行现象的缘由：一是传动系统刚度不足，二是摩擦系数随相对运动速度的变更而变更（主要缘由）。起始：V很低，f很高；运动过程中V增大
3、，f降低；V至临界点，f 上升。避开措施：接受滚动导轨、静压导轨、卸荷导轨、塑料导轨；一般导轨上运用含有极性添加剂的导轨油；提高传动系统的刚度；提高液压系统的刚度。3.3.导轨副应满足的基本要求导轨副应满足的基本要求（1）导向精度 指动导轨沿给定方向作直线运动时应保证的精确程度。设计或选用导轨副时，影响导向精度的主要因素设计或选用导轨副时，影响导向精度的主要因素 导轨结构类型。导向精度（直线度）和接触精度（平面度和接触面积）。导轨运动协作精度（间隙）。油膜厚度和油膜刚度。导轨和机架的结构刚度和接触刚度。导轨和机架的热变形（热敏感性）。装配质量以及液体动压和静压导轨的油膜厚度、油膜刚度等。（2）
4、刚度导轨的刚度：导轨反抗外载荷的实力，从而不影响导向部件的导向精度（运动精度）。通常分为：静刚度 反抗恒定载荷的实力。动刚度 反抗交变载荷的实力。每一类刚度都包括：结构刚度(自身变形，由导轨面上零部件重量引起)、接触刚度（接触变形，由接触处的微观不平度引起）、局部刚度（局部变形，发生在载荷集中的地方）。在一般状况下，为减轻或平衡外力的影响，可接受加大导轨尺寸、添加协助导轨、增加接触面积的方法提高刚度。精度保持性要求：指导轨副表面的耐磨性（耐磨实力）应达到导轨面的运用寿命要求。主要取决于导轨的结构、材料、摩擦性质、表面粗糙度、表面硬度、表面润滑及受力状况等。提高导轨的精度保持性，必需进行正确的润
5、滑与爱护。（3）精度的保持性（4）导轨运动敏捷性和低速运动平稳性敏捷性 指对系统限制指令的反映实力。低速运动平稳性 指低速运动时运动部件的运动波动误差（低速“爬行现象”）。为防止爬行现象的出现，可同时实行以下几项措施：接受滚动导轨、静压导轨、卸荷导轨、贴塑料层导轨等；在一般滑动导轨上运用含有极性添加剂的导轨油；用减小结合面、增大结构尺寸、缩短传动链、削减传动副等方法来提高传动系统的刚度。（5）温度敏感性和结构工艺性要求温度敏感性 指导轨在环境温度和导轨运动摩擦发热的影响下，导轨运动敏捷性、平稳性、导向精度产生变更的反映程度。结构工艺性要求 结构简洁、制造简洁、装配调整、修理维护、检测便利，生产
6、成本低动导轨动导轨静导轨静导轨动导轨动导轨静导轨静导轨二、导轨的材料 导轨的材料选择在满足以上要求的同时还应具备较高的强度、良好的导轨的材料选择在满足以上要求的同时还应具备较高的强度、良好的工艺性、成本低、环境温度变更时的尺寸稳定性等，常见材料如下：工艺性、成本低、环境温度变更时的尺寸稳定性等，常见材料如下：1 1）铸铁：灰铸铁（铸铁：灰铸铁（HT20-40HT20-40），孕育铸铁），孕育铸铁(HT30-54)(HT30-54)，合金铸铁，合金铸铁 铸铁导轨的热处理方法，通常有接触电阻淬火（借助与工件接触的铸铁导轨的热处理方法，通常有接触电阻淬火（借助与工件接触的电极电极(高导电材料的滚轮高
7、导电材料的滚轮)通电后，因接触电阻而加热工件表面随之快速通电后，因接触电阻而加热工件表面随之快速冷却的淬火工艺）和中高频感应淬火（使工件表面产生确定的感应电流，冷却的淬火工艺）和中高频感应淬火（使工件表面产生确定的感应电流，快速加热零件表面，然后快速淬火的一种金属热处理方法）。接触电阻快速加热零件表面，然后快速淬火的一种金属热处理方法）。接触电阻淬火，淬硬层为淬火，淬硬层为0.150.150.2mm0.2mm。硬度可达。硬度可达HRC55HRC55。中高频感应淬火，淬硬。中高频感应淬火，淬硬层为层为2 23mm3mm，硬度可达，硬度可达HRC48HRC485555，耐磨性可提高二倍，但在导轨全
8、长上，耐磨性可提高二倍，但在导轨全长上依次淬火易产生变形，同时淬火须要相应的设备。依次淬火易产生变形，同时淬火须要相应的设备。2 2）钢钢：镶镶钢钢导导轨轨的的耐耐磨磨性性较较铸铸铁铁可可提提高高五五倍倍以以上上。常常用用的的钢钢有有：9Mn2V9Mn2V、CrWMnCrWMn、GCr15GCr15、T8AT8A、4545、40Cr40Cr等等接接受受表表面面淬淬火火或或整整体体淬淬硬硬处处理理，硬硬度度为为52-58HRC52-58HRC；20Cr20Cr、20CrMnTi20CrMnTi、1515等等渗渗碳碳淬淬火火，渗渗碳淬硬至碳淬硬至56-62HRC56-62HRC；38CrMoAlA
9、38CrMoAlA等接受氮化处理。等接受氮化处理。3 3）有有 色色 金金 属属：常常 用用 的的 有有 色色 金金 属属 有有 黄黄 铜铜 HPb59-lHPb59-l；锡锡 青青 铜铜ZCuSn6Pb3Zn6ZCuSn6Pb3Zn6，铝铝青青铜铜ZQAl9-2ZQAl9-2和和锌锌合合金金ZZn-Al10-5ZZn-Al10-5，超超硬硬铝铝LC4LC4、铸铝铸铝ZL106ZL106等。其中以铝青铜较好。等。其中以铝青铜较好。4 4）塑塑料料：镶镶装装塑塑料料导导轨轨具具有有耐耐磨磨性性好好(但但略略低低于于铝铝青青铜铜)，抗抗振振性性能能好好，工工作作温温度度适适应应范范围围广广(-200+260)(-200+260)，抗抗撕撕伤伤实实力力强强，动动、静静摩摩擦擦系系数数低低、差差别别小小，可可降降低低低低速速运运动动的的临临界界速速度度，加加工工性性和和化化学学稳稳定定性性好好，工工艺艺简简洁洁，成成本本低低等等优优点点。缺缺点点是是压压缩缩变变形形较较大大，易蠕变。塑料导轨多与不淬火的铸铁导轨搭配。易蠕变。塑料导轨多与不淬火的铸铁导轨搭配。