直線導軌又稱滑軌、線性導軌、線性滑軌,用于直線往復運動場合,擁有比直線軸承更高的額定負載, 同時可以承擔一定的扭矩,可在高負載的情況下實現高精度的直線運動。作為導向的導軌為淬硬鋼,經精磨后置于安裝平面上。與平面導軌比較,直線導軌橫截面的幾何形狀,比平面導軌復雜,復雜的原因是因為導軌上需要加工出溝槽,以利于滑動元件的移動,溝槽的形狀和數量,取決于機床要完成的功能。例如:一個既承受直線作用力,又承受顛覆力矩的導軌系統,與僅承受直線作用力的導軌相比.設計上有很大的不同。 新的導軌系統使機床可獲得快速進給速度,在主軸轉速相同的情況下,快速進給是直線導軌的特點。直線導軌與平面導軌一樣,有兩個基本元件;一個作為導向的為固定元件,另一個是移動元件。由于直線導軌是標準部件,對機床制造廠來說.唯一要做的只是加工一個安裝導軌的平面和校調導軌的平行度。當然,為了保證機床的精度,床身或立柱少量的刮研是必不可少的,在多數情況下,安裝是比較簡單的。
工作原理
直線導軌的移動元件和固定元件之間不用中間介質,而用滾動鋼球。因為滾動鋼球適應于高速運動、摩擦系數小、靈敏度高,滿足運動部件的工作要求,如機床的刀架,拖板等。直線導軌系統的固定元件(導軌)的基本功能如同軸承環,安裝鋼球的支架,形狀為“v”字形。支架包裹著導軌的頂部和兩側面。為了支撐機床的工作部件,一套直線導軌至少有四個支架。用于支撐大型的工作部件,支架的數量可以多于四個。
鋼球直徑公差為±20微米,以0.5微米為增量,將鋼球篩選分類,分別裝到導軌上,預加負載的大小,取決于作用在鋼球上的作用力。如果作用在鋼球上的作用力太大,鋼球經受預加負荷時間過長,導致支架運動阻力增大。這里就有一個平衡作用問題;為了提高系統的靈敏度,減少運動阻力,相應地要減少預加負荷,而為了提高運動精度和精度的保持性,要求有足夠的預加負數,這是矛盾的兩方面。
直線導軌的特點:
(1) 所有方向皆具有高剛性
運用四列式圓弧溝槽,配合四列鋼珠等45度之接觸角度,讓鋼珠達到理想的兩點接觸構造,能承受來自上下和左右方向的負荷;在必要時更可施加預壓以提高剛性。
(2) 具有互換性
由於對生產制造精度嚴格管控,直線導軌尺寸能維持在一定的水準內,且滑塊有保持器的設計以防止鋼珠脫落,因此部份系列精度具可互換性,客戶可依需要訂購導軌或滑塊,亦可分開儲存導軌及滑塊,以減少儲存空間。
(3) 自動調心能力
來自圓弧溝槽的DF(45-°45)°組合,在安裝的時候,藉由鋼珠的彈性變形及接觸點的轉移,即使安裝面多少有些偏差,也能被線軌滑塊內部吸收,產生自動調心能力之效果而而得到高精度穩定的平滑運動。
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