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镶钢导轨与STAF导轨
机床上最常用的导轨形式是镶钢导轨与STAF导轨,它们的使用已有很长的历史.镶钢导轨是导轨系统的固定元件,其截面为矩形.它可水平装在机床的床身上,也可以与床身铸成一体,分别被称为镶钢式或整体式.镶钢式导轨是由钢制成的,经淬硬和磨削.硬度在洛氏硬度60度以上、把镶钢导轨用螺钉或粘结剂(环氧树脂)贴在机床床身或经刮研的立柱配合表面上,确保导轨获得最佳的平面度.这种形式,维修更换方便、简单,很受维修工人的欢迎.
整体导轨或铸造导轨,即钢导轨与底座铸成一体,加工后再经精磨到要求的尺寸和光洁度.导轨必须经过火焰淬火提高表面硬度,以提高导轨的耐磨性.床身一般为球墨铸铁,当然球墨铸铁的硬度比不上钢,整体导轨可以重新修理和淬硬,但更换它几乎是不可能的.
为了实现上述的目的,机床制造者过去的通常做法是:钢导轨的边缘设计有钩形的"耳朵",在浇铸底座前,把钢导轨置于底座的铸模内,再把铁水浇入铸模内,这样便把钢导轨与底座铸成一体.
滑动导轨
传统导轨的发展,首先表现在滑动元件和导轨形式上,滑动导轨的特点是导轨和滑动件之间使用了介质,形式的不同在于选择不同的介质.
液压被广泛用于许多导轨系统.静压导轨是其中的一种,液压油在压力作用下,进入滑动元件的沟槽,在导轨和滑动元件之间形成油膜,把导轨和移动元件隔开,这样大大减少移动元件的摩擦力.静压导轨对大负荷是极其有效的,对偏心负荷有补偿作用.例如:一个大型的砂型箱在加工时,正好走到机床行程的末端,负载导轨能够增大油压,使导轨准确地保持着水平负载的状态.有的卧式镗铣床使用这种技术补偿深孔加工时主轴转速的下降.
利用油作为介质的另一种导轨形式是动压导轨,动压导轨与静压导轨的不同点是:油不是在压力下起作用的,它利用油的粘度来避免移动元件和导轨之间的直接接触,优点是节省液压油泵.
空气也可以用于移动元件和导轨之间的介质,它也有两种形式,气动静压导轨和气动动压导轨,工作原理与液压导轨相同.
使用比较普通的抗摩擦导轨,它是在移动元件上安装一种抗摩擦材料(如聚氯乙烯或青铜混合材料等),以替代液体介质,如油或空气.其作用与液体介质相似,安装在移动元件上的抗摩擦材料应设计有油槽,满足移动元件和导轨表面之间油润滑或其它形式润滑的需要.
众所周知,平面导轨和移动元件之间的接触面积比较大,移动元件要作快速微量进给.需要克服移动元件的惯量,因此将会产生爬行现象.当滚珠丝杠或其它驱动力推动移动元件移动时,产生一个轻微粘附阻力,移动元件开始运动时,由于移动元件处于被抓住的状态,出现了轻微的跳动,导致产生爬行,这种现象对于大的移动影响不大,而对于微量移动,就成为一个问题.
可调性是平面导轨特有的优点,根据导轨的使用情况,平面导轨系统至少有一个或一个以上的可调边.由于移动元件沿着直线导轨的侧边移动,保证移动元件与导轨侧面紧密接触是极为重要的.普遍使用调整的方法是斜铁,斜铁位于移动元件和导轨接触面相对的侧面之间.形状为锥形条块角铁,可以精确地调整,以消除移动部件和导轨之间的间隙.如果滑动部件或导轨磨损,接触表面之间的间隙加大,可调整斜铁进行补偿.
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