滑动导轨设计初论.pdf

第二节 滑动导轨 主要内容： 一 导轨材料及热处理 二 滑动导轨的结构 三 滑动导轨的润滑与防护 四 滑动导轨的设计验算 五 滑动导轨提高耐磨性的措施 滑动导轨 最常见的导轨 其它类型的导轨都是在滑动导轨的基础上 逐步发展起来的 结构简单 有良好的工艺性 刚度和精度易于保证 在一般机床上广泛应用 一、导轨材料及热处理 对导轨材料的要求和搭配 铸铁 钢 有色金属 塑料 对导轨材料的要求和搭配 要求——耐磨性好、工艺性好、成本低。 常用材料——铸铁、钢、有色金属和塑料 铸铁应用最为普遍 为了提高耐磨性和防止咬焊，动导轨和支承导轨 应尽量采用不同的材料 如果选用相同的材料，也一定要采取不同的热处 理方式以使其具有不同的硬度。 直线运动导轨 长导轨 （支承导轨）——耐磨性较好、硬度较高 支承导轨各处使用机会难以均等，且修复困难 动导轨总是全长接触，且动导轨短，磨损后易于 维修 长导轨不易防护 回转运动导轨 动导轨：较软的材料 因为花盘或圆工作台导轨比底座加工 方便些，磨损后可在机床上加工，以 减少修理的工作量。 1.铸 铁 铸铁——成本低 有良好减振性和耐磨性 易于铸造和切削加工 导轨常用的铸铁——灰铸铁 孕育铸铁 耐磨铸铁 灰铸铁应用最多的牌号是HT200 孕育铸铁 常用的孕育铸铁牌号是HT300 耐磨性高于灰铸铁，但较脆硬， 不易刮研，且成本较高。 常用于较精密的机床导轨 耐磨铸铁 耐磨铸铁中应用较多的是高磷铸铁、 磷铜钛铸铁及钒钛铸铁 与孕育铸铁相比，其耐磨性提高1～2 倍，但成本较高 常用于精密机床导轨 铸铁材料热处理 为了提高铸铁导轨的硬度，以增强抗硬粒磨 损的能力和防止撕伤，铸铁导轨经常采用高 频淬火，中频淬火及电接触自冷淬火等表面 淬火方法。 高频淬火是借助200～300kHz的高频电流对 导轨面加热，淬火温度一般为900～950°C ，淬火层深度可达1.5～3mm，硬度达48～ 55HRC，可使普通铸铁耐磨性提高2倍左右。 铸铁材料热处理 中频淬火可采用8kHz左右的中频电流进行，淬 火温度一般为950°C左右，淬硬层可达2～3mm ，表面硬度可达40～50HRC。 高频及中频淬火的优点是淬火质量稳定，生产 效率高，缺点是淬火后必须进行磨削加工。 电接触自冷淬火表面硬度可达55～60HRC，淬 硬深度可达0.2～0.4mm。这种淬火方法具有设 备简单、操作方便、成本低、淬火变形小等优 点，但由于淬硬深度较浅等原因，对导轨耐磨 性提高幅度不大，目前主要用于维修。 2. 钢 耐磨性要求较高时，采用淬硬钢制成的镶钢导 轨； 淬火钢的耐磨性比普通铸铁高5～10倍； 镶钢导轨常用材料： 45或40Cr表面淬硬或全淬透，硬度达到52～ 58HRC 20Cr、20CrMnTi等渗碳淬硬至56～62HRC 导轨工作面上不能钻孔，以免积存杂质导致磨 损； 镶钢导轨工艺复杂，成本高，主要用于数控机 床的滚动导轨。 螺钉连接 焊接 粘结 3.有色金属 有色金属镶装导轨常用于重型机床运动