《数控机床机械保养检查与故障排除》课件3.2导轨.ppt

1、任务任务3.2 导轨副的保养与检查导轨副的保养与检查学习目标：学习目标：1.1.知道数控机床几种导轨的类型及结构特点。知道数控机床几种导轨的类型及结构特点。2.2.掌握导轨副维护的基本内容和方法，能对导轨掌握导轨副维护的基本内容和方法，能对导轨副进行与检查。副进行与检查。3.3.能排除典型的故障。能排除典型的故障。4.4.基本职业素养的培养。基本职业素养的培养。任务任务3.2 导轨副的保养与检查导轨副的保养与检查学习内容：学习内容：1.1.数控机床贴塑滑动导轨、滚动导轨、静压导轨数控机床贴塑滑动导轨、滚动导轨、静压导轨的结构及特点。的结构及特点。2.2.滚动导轨预紧与检查。滚动导轨预紧与检查。

2、3.3.导轨间隙调整与检查。导轨间隙调整与检查。4.4.导轨润滑方式及润滑检查。导轨润滑方式及润滑检查。5.5.导轨防护方式。导轨防护方式。6.6.导轨常见典型故障与排除方法。导轨常见典型故障与排除方法。任务任务3.2 导轨副的保养与检查导轨副的保养与检查学习重点：学习重点：1.1.贴塑滑动导轨、滚动导轨的结构特点。贴塑滑动导轨、滚动导轨的结构特点。2 2滚动导轨预紧与检查。滚动导轨预紧与检查。3 3导轨间隙调整与检查。导轨间隙调整与检查。4 4导轨润滑方式及润滑检查。导轨润滑方式及润滑检查。任务任务3.2 导轨副的保养与检查导轨副的保养与检查学习活动设计：学习活动设计：1.1.以小组为单位，

3、在工业中心观察数控车床、数以小组为单位，在工业中心观察数控车床、数控铣床及加工中心导轨的形式与间隙调整环节。控铣床及加工中心导轨的形式与间隙调整环节。2.2.对床身铣床进行间隙调整实际操作。对床身铣床进行间隙调整实际操作。3.3.查阅工业中心设备维护、维修记录本，了解生产查阅工业中心设备维护、维修记录本，了解生产企业设备保养、检查、维修的内容及常见处理方法。企业设备保养、检查、维修的内容及常见处理方法。4.4.利用仿真软件进行训练利用仿真软件进行训练3.2 数控机床的导轨动导轨。相对于支承导动导轨。相对于支承导轨的运动为直线运动轨的运动为直线运动支承导轨支承导轨支承并引导运动部件，使之沿着一定

4、的轨迹准确运动。支承并引导运动部件，使之沿着一定的轨迹准确运动。3.2.1对导轨的要求（1）导向精度高。）导向精度高。（2）耐磨性好（硬度高），精度保持性好。）耐磨性好（硬度高），精度保持性好。（3）摩擦阻力小，运动平稳（低速不爬行）。）摩擦阻力小，运动平稳（低速不爬行）。（4）足够的刚度。）足够的刚度。（5）工艺性好，结构简单，便于加工、装配、调试）工艺性好，结构简单，便于加工、装配、调试和维修。和维修。3.2.2 导轨的形状M 支承作用支承作用 N 导向作用导向作用 J 防止运动部件抬起的压板面防止运动部件抬起的压板面凸形导轨凸形导轨凹形导轨凹形导轨矩形导轨矩形导轨三角形导轨三角形导轨燕尾

5、形导轨燕尾形导轨圆柱形导轨圆柱形导轨直线滑动导轨的形状直线滑动导轨的形状导向导向压板压板支承一、直线导轨一、直线导轨各种截面形状导轨的特点（1）矩形导轨：）矩形导轨：易加工制造易加工制造 刚度、承载能力大刚度、承载能力大 安装调整方便安装调整方便 导向面磨损不能自动补偿，需调整导向面磨损不能自动补偿，需调整 适于载荷大、导向精度要求不高适于载荷大、导向精度要求不高常见的导轨组合形式v 机床上一般都采用两条导轨来承载和导向。机床上一般都采用两条导轨来承载和导向。承载大的重型机床，也常采用承载大的重型机床，也常采用3至至4条导轨。条导轨。双三角形导轨：双三角形导轨：导轨面同时导向和支承，导向精度导

6、轨面同时导向和支承，导向精度高高制造、维修困难制造、维修困难适于高精度机床适于高精度机床三角形三角形三角形三角形平导轨平导轨1 1）导轨面磨损时，动导轨自动下沉，自动补偿磨损量导轨面磨损时，动导轨自动下沉，自动补偿磨损量2)2)其导向性随顶角其导向性随顶角的大小而改变。顶角的大小而改变。顶角越小导向性越好，但摩擦力也越小导向性越好，但摩擦力也越大。越大。通常取通常取为为90903 3）小顶角用于轻载精密机械；大顶角用于大型或重型机床。）小顶角用于轻载精密机械；大顶角用于大型或重型机床。4 4）加工比较麻烦）加工比较麻烦三角形导轨的对称和不对称两种结构三角形导轨的对称和不对称两种结构用于水平力大

7、于垂直力，用于水平力大于垂直力，两侧压力分布不均两侧压力分布不均支承导轨的凸支承导轨的凸三角和凹三角三角和凹三角（3）燕尾形导轨：）燕尾形导轨：1 1）高度较小，间歇调整方便，可以）高度较小，间歇调整方便，可以承受颠覆力矩。承受颠覆力矩。2 2）刚度差，加工、检验和维修不）刚度差，加工、检验和维修不方便。方便。3 3）适用于受力小、层次多、要求间）适用于受力小、层次多、要求间隙调整方便的场合。隙调整方便的场合。（4）圆柱形导轨：）圆柱形导轨：1 1）制造方便）制造方便2 2）磨损后不能调整和补偿间歇。）磨损后不能调整和补偿间歇。3 3）常用于只受轴向力的场合，如攻丝机）常用于只受轴向力的场合，

8、如攻丝机和机械手等。和机械手等。车床车床X轴轴燕尾燕尾导轨导轨镶镶 条条床身铣床工作台床身铣床工作台（X轴）轴）燕尾燕尾导轨导轨导轨间隙导轨间隙调整螺钉调整螺钉（3）燕尾形导轨：）燕尾形导轨：1 1）高度较小，间歇调整方便，可以）高度较小，间歇调整方便，可以承受颠覆力矩。承受颠覆力矩。2 2）刚度差，加工、检验和维修不）刚度差，加工、检验和维修不方便。方便。3 3）适用于受力小、层次多、要求间）适用于受力小、层次多、要求间隙调整方便的场合。隙调整方便的场合。（4）圆柱形导轨：）圆柱形导轨：1 1）制造方便）制造方便2 2）磨损后不能调整和补偿间歇。）磨损后不能调整和补偿间歇。3 3）常用于只受

9、轴向力的场合，如攻丝机）常用于只受轴向力的场合，如攻丝机和机械手等。和机械手等。弹性连轴器圆柱导轨圆柱导轨按按ESC退出退出进给伺服进给伺服电动机电动机弹性弹性联轴器联轴器电动机电动机支座支座圆柱导轨圆柱导轨滚珠丝杠滚珠丝杠实验滑台进给传动装置实验滑台进给传动装置常见的导轨组合形式三角形三角形平导轨组合：平导轨组合：导向精度高、不需镶调整间隙导向精度高、不需镶调整间隙加工、装配方便加工、装配方便两条导轨磨损不一样两条导轨磨损不一样双矩形导轨：双矩形导轨：易加工、承载能力大易加工、承载能力大导向精度差、需设置压板呈闭式导导向精度差、需设置压板呈闭式导轨轨适于普通精度机床适于普通精度机床常见的导轨

10、组合形式三角形三角形矩形导轨组合：矩形导轨组合：易加工、承载能力大易加工、承载能力大导向精度好导向精度好应用普遍应用普遍二、回转运动导轨二、回转运动导轨平面环行导轨平面环行导轨只能承受轴向载荷只能承受轴向载荷 回转运动导轨的截面回转运动导轨的截面形状有：平面、锥面和形状有：平面、锥面和V V形形面三种。面三种。承载力大、结构简单、制造方便承载力大、结构简单、制造方便适用于由主轴定心的各种回转适用于由主轴定心的各种回转运动导轨的设备（如转台）运动导轨的设备（如转台）锥面环形导轨锥面环形导轨 除能承受轴向载荷外，还可承受一定的径向载荷，除能承受轴向载荷外，还可承受一定的径向载荷，但不能承受较大的颠

11、覆力矩。但不能承受较大的颠覆力矩。母线倾角通常取母线倾角通常取30300 0的夹角的夹角导向性比平面环行导轨好，但制造较难。导向性比平面环行导轨好，但制造较难。可以承受较大可以承受较大的径向载荷、轴向的径向载荷、轴向载荷和一定的颠覆载荷和一定的颠覆力矩。力矩。特点：特点：制造研磨困难，故制造研磨困难，故工艺性差。有被平工艺性差。有被平面环行导轨取代的面环行导轨取代的趋势。趋势。V V形环面导轨形环面导轨3.2.3 几种常用的导轨（一）塑料滑动导轨（一）塑料滑动导轨滑动导轨具有结构简单、制造方便、接触刚度大的优点。滑动导轨具有结构简单、制造方便、接触刚度大的优点。传统滑动导轨摩擦阻力大，磨损快，

12、动、静摩擦系数差传统滑动导轨摩擦阻力大，磨损快，动、静摩擦系数差别大，低速时易产生爬行现象。别大，低速时易产生爬行现象。数控机床上常采用新型的塑料滑动导轨数控机床上常采用新型的塑料滑动导轨聚四氟乙稀聚四氟乙稀导轨软带导轨软带及及环氧型耐磨导轨涂层环氧型耐磨导轨涂层。（1）聚四氟乙稀导轨软带铸铁铸铁0.8mm1.25mm1.6mm3.2mm(a)涂粘接材料涂粘接材料 (b)粘塑料导轨软带粘塑料导轨软带 (c)手工刮研手工刮研 (d)开油槽开油槽u粘贴时，先用清洗剂（常用丙酮）彻底清洗被粘贴导轨面，粘贴时，先用清洗剂（常用丙酮）彻底清洗被粘贴导轨面，切不可用酒精或汽油，因为它们会在被清洗表面留下一

13、层薄切不可用酒精或汽油，因为它们会在被清洗表面留下一层薄膜，不利于粘结。清洗后用干净的软布反复擦拭，直到擦不膜，不利于粘结。清洗后用干净的软布反复擦拭，直到擦不出污迹为止。另外，塑料软带的粘贴面也应用清洗剂擦拭干出污迹为止。另外，塑料软带的粘贴面也应用清洗剂擦拭干净。净。u粘贴后应压紧粘贴后应压紧24一段时间，以便牢固。一段时间，以便牢固。（2）聚四氟乙稀导轨软带的特点（1）摩擦特性好）摩擦特性好:摩擦因数小而稳定，动静摩擦因数相近。摩擦因数小而稳定，动静摩擦因数相近。（2）耐磨性好）耐磨性好:有自身润滑作用，对润滑油的供油量要求不高，有自身润滑作用，对润滑油的供油量要求不高，采用间歇式供油即

14、可。采用间歇式供油即可。（3）减振性好。）减振性好。（4）工艺性好。可降低对金属基体的硬度和表面质量的要求。）工艺性好。可降低对金属基体的硬度和表面质量的要求。且易于加工。且易于加工。（5）刚度比滚动导轨好。）刚度比滚动导轨好。（6）经济性好。维护方便。）经济性好。维护方便。（7）速度在）速度在15 m/min 以下。以下。（二）滚动导轨v 滚动导轨：滚动导轨：在相配的两导轨面间放置在相配的两导轨面间放置滚动体滚动体（滚珠、滚柱、滚针），（滚珠、滚柱、滚针），使导轨面间成为滚动摩擦，这种导轨叫做滚动导轨。使导轨面间成为滚动摩擦，这种导轨叫做滚动导轨。v滚动导轨的特点滚动导轨的特点（1）摩擦系数

15、很小（）摩擦系数很小（=0.00250.005），动、静摩擦系数），动、静摩擦系数很接近，不受运动速度的影响。运动灵活，运动的驱动很接近，不受运动速度的影响。运动灵活，运动的驱动力和功率小。力和功率小。（2）低速运动时不爬行，位移精度和定位精度高。）低速运动时不爬行，位移精度和定位精度高。（3）滚动体和导轨硬度高，耐磨性好，精度保持性好。）滚动体和导轨硬度高，耐磨性好，精度保持性好。（4）润滑简单。）润滑简单。缺点：缺点：抗振性差抗振性差 结构比较复杂，制造要求高，成本高。结构比较复杂，制造要求高，成本高。对防护要求比较高。对防护要求比较高。1.直线滚动导轨副结构（1）反向器反向器直线滚动导轨

16、副结构（2）导轨条常选为两根，装在支承件上；导轨条常选为两根，装在支承件上；每根导轨条上有每根导轨条上有2个（或多个）滑块，固定在移动件上。个（或多个）滑块，固定在移动件上。根据导轨的承载要求及移动件刚性来确定配置根据导轨的承载要求及移动件刚性来确定配置3、直线滚动导轨副的安装标准导轨标准导轨从动导轨从动导轨安装前必须检查导轨是否有合格证，有否碰伤或锈蚀，将防锈油清洗干净，安装前必须检查导轨是否有合格证，有否碰伤或锈蚀，将防锈油清洗干净，清除装配表面的毛刺及污物等；检查装配联接部位的螺栓孔是否吻合，如果清除装配表面的毛刺及污物等；检查装配联接部位的螺栓孔是否吻合，如果发生错位而强行拧入螺栓，将

17、会降低运行精度。发生错位而强行拧入螺栓，将会降低运行精度。导轨安装调整示例直线导轨条直线导轨条（左）（左）机床床身机床床身Y轴导轨轴导轨调整块调整块Y轴导轨调整轴导轨调整块紧固螺栓块紧固螺栓4、直线滚动导轨块滚动体做循环运动的滚动导轨。移动部件运动时，滚动体沿它滚动体做循环运动的滚动导轨。移动部件运动时，滚动体沿它自己的封闭导道做连续的封闭运动自己的封闭导道做连续的封闭运动支承导轨：镶钢、淬火支承导轨：镶钢、淬火贴塑滑动与滚动相结合的复合式导轨贴塑滑动与滚动相结合的复合式导轨（三）静压导轨v 静压导轨：静压导轨：液体静压导轨是在两液体静压导轨是在两个相对运动的导轨面间个相对运动的导轨面间通入压

18、力油，使运动件通入压力油，使运动件稍微浮起稍微浮起.工作过程中，导轨面上工作过程中，导轨面上油腔中压力油能随着外油腔中压力油能随着外载荷的变化自动调节，载荷的变化自动调节，以平衡外载荷，保证导以平衡外载荷，保证导轨面间始终处于纯液体轨面间始终处于纯液体摩擦状态。摩擦状态。v 开式静压导轨：开式静压导轨：来至液压泵的压力油经调节后进入进入导轨的各个油腔内，来至液压泵的压力油经调节后进入进入导轨的各个油腔内，借油腔内的压力将动导轨浮起，使导轨面间以一定厚度的借油腔内的压力将动导轨浮起，使导轨面间以一定厚度的油膜隔开，油腔中的油不断地穿过各油腔的封油间隙流回油膜隔开，油腔中的油不断地穿过各油腔的封油

19、间隙流回油箱。当载荷增大时，运动部件下沉，导轨间隙减小，使油箱。当载荷增大时，运动部件下沉，导轨间隙减小，使油腔回油阻力增加，油腔中的压力也相应增大，以平衡负油腔回油阻力增加，油腔中的压力也相应增大，以平衡负载，使导轨仍在纯液体摩擦下工作。载，使导轨仍在纯液体摩擦下工作。开式静压导轨只能承受垂开式静压导轨只能承受垂直方向的负载，承受偏载直方向的负载，承受偏载和颠覆力矩的能力差。和颠覆力矩的能力差。v 闭式静压导轨：闭式静压导轨：闭式静压导轨导轨设置在床身的几个方向，各方向导轨上闭式静压导轨导轨设置在床身的几个方向，各方向导轨上都开有油腔，能限制运动件从床身上分离，因此能承受正、都开有油腔，能限

20、制运动件从床身上分离，因此能承受正、反向载荷，承受偏载及颠覆力矩的能力较强。但闭式静压反向载荷，承受偏载及颠覆力矩的能力较强。但闭式静压导轨调试比较困难。导轨调试比较困难。静压导轨静压导轨齿条齿条双齿轮消隙双齿轮消隙传动机构传动机构导轨刮研导轨刮研手工铲刮的静压导轨板手工铲刮的静压导轨板保证了机床的油膜厚度保证了机床的油膜厚度和运行的高精度和运行的高精度多头泵多头泵 一腔一泵静压系统一腔一泵静压系统多头泵多头泵一腔一泵一腔一泵静压系统静压系统静压导轨的特点优点：（1）摩擦系数极小（约）摩擦系数极小（约0.0005），驱动力和驱动功率小，运动灵敏，），驱动力和驱动功率小，运动灵敏，不产生低速爬行

21、，位移精度和定位精度高。不产生低速爬行，位移精度和定位精度高。（2）导轨磨损小，寿命长，精度保持性好。）导轨磨损小，寿命长，精度保持性好。（3）油膜具有误差均化作用，导向精度高。）油膜具有误差均化作用，导向精度高。（4）承载能力大，刚度高，吸振性好，运动平稳。）承载能力大，刚度高，吸振性好，运动平稳。缺点：（1）结构复杂，增加了一套液压设备。）结构复杂，增加了一套液压设备。（2）对油液纯净度要求高；）对油液纯净度要求高；（3）工作调整比较困难。）工作调整比较困难。主要用于大型、重型数控机床。主要用于大型、重型数控机床。3.2.4 导轨副的维护1、导轨间隙调整、导轨间隙调整导轨副重要工作之一导轨

22、副重要工作之一保证导轨面间有合理的间隙。保证导轨面间有合理的间隙。间隙过大间隙过大运动失去准确性和平稳性，失去导向精度。运动失去准确性和平稳性，失去导向精度。间隙过小间隙过小摩擦阻力大，导轨磨损加剧摩擦阻力大，导轨磨损加剧间隙调整的方法有：间隙调整的方法有：v压板调整间隙v镶条调整间隙v压板镶条调整间隙调整导轨间隙的装置：镶条和压板调整导轨间隙的装置：镶条和压板(1)压板调整间隙压板压板:调整间隙并承受颠覆力矩调整间隙并承受颠覆力矩动导轨动导轨支撑导轨支撑导轨间隙过大，修磨或刮研间隙过大，修磨或刮研B B面面间隙过小或压板与导轨压太紧，刮研或修磨间隙过小或压板与导轨压太紧，刮研或修磨A A面面

23、压板压板平镶条平镶条调整垫调整垫（2）镶条调整间隙u镶条：镶条：调整矩形导轨和燕尾形导轨的调整矩形导轨和燕尾形导轨的侧隙侧隙，以保证导轨面，以保证导轨面的正常接触。的正常接触。镶条放在导轨受力较小一侧。镶条放在导轨受力较小一侧。通常有通常有平镶条平镶条和和楔形镶条（斜镶条）楔形镶条（斜镶条）两种。两种。平镶条调整方便、制造容易；但平镶条调整方便、制造容易；但只在与螺钉接触的几个点受力，容易只在与螺钉接触的几个点受力，容易变形，刚度低。变形，刚度低。特点：特点：平镶条平镶条横截面有横截面有矩形矩形、平行四平行四边形边形等，其厚度均匀相等。平镶条由等，其厚度均匀相等。平镶条由全长上的几个调整螺钉进

24、行间歇调整。全长上的几个调整螺钉进行间歇调整。调整时，只要拧动沿镶条全长均布的调整时，只要拧动沿镶条全长均布的几个螺钉，便能调整导轨的侧向间隙，几个螺钉，便能调整导轨的侧向间隙，调整后再用螺母锁紧。调整后再用螺母锁紧。楔形镶条两个面分别与动楔形镶条两个面分别与动导轨和支承导轨均匀接触，刚导轨和支承导轨均匀接触，刚度高。通过调节螺钉或修磨垫度高。通过调节螺钉或修磨垫的方式轴向移动镶条，以调整的方式轴向移动镶条，以调整导轨的间隙。导轨的间隙。当镶条尺寸较大时，为保证两端良好的接触可在中部削低或横向开槽，增加镶条柔度。支承导轨支承导轨动导轨动导轨调整螺栓调整螺栓（2）镶条调整间隙等厚度镶条等厚度镶条

25、斜镶条斜镶条镶条镶条开口垫开口垫（3）燕尾形导轨：）燕尾形导轨：1 1）高度较小，间歇调整方便，可以）高度较小，间歇调整方便，可以承受颠覆力矩。承受颠覆力矩。2 2）刚度差，加工、检验和维修不）刚度差，加工、检验和维修不方便。方便。3 3）适用于受力小、层次多、要求间）适用于受力小、层次多、要求间隙调整方便的场合。隙调整方便的场合。（4）圆柱形导轨：）圆柱形导轨：1 1）制造方便）制造方便2 2）磨损后不能调整和补偿间歇。）磨损后不能调整和补偿间歇。3 3）常用于只受轴向力的场合，如攻丝机）常用于只受轴向力的场合，如攻丝机和机械手等。和机械手等。车床车床X轴轴燕尾燕尾导轨导轨导轨间隙导轨间隙调

26、整螺钉调整螺钉镶镶 条条床身铣床工作台床身铣床工作台（X轴）轴）燕尾燕尾导轨导轨导轨间隙导轨间隙调整螺钉调整螺钉斜镶条调间隙斜镶条调间隙导轨间隙调整示例左图是楔铁调整机左图是楔铁调整机构，楔铁构，楔铁1固定不固定不动，滚动导轨块动，滚动导轨块2固定在楔铁固定在楔铁4上，上，可随楔铁可随楔铁4移动，移动，扭动调整螺钉扭动调整螺钉5、7可使楔铁可使楔铁4相对楔相对楔铁铁1运动，因而可运动，因而可调整滚动导轨块对调整滚动导轨块对支承导轨压力的大支承导轨压力的大小，也就使得滚动小，也就使得滚动导轨副之间获得适导轨副之间获得适当的预紧力。当的预紧力。2、导轨的润滑 作用：作用：l降低摩擦因数，减少磨损降

27、低摩擦因数，减少磨损l防止导轨面锈蚀防止导轨面锈蚀常用润滑剂：润滑油和润滑脂常用润滑剂：润滑油和润滑脂v人工定期加油：辅助导轨、工作速度低、使用不频繁的导轨v专门供油系统：连续或间歇供油。能定时、定点、定量供油。润滑方式润滑方式要求：润滑油必须清洁润滑油必须清洁量小，不需回收。量小，不需回收。润滑泵站润滑泵站3 3、导轨的防护、导轨的防护目的：防止切屑或冷却液散落在导轨面上而引起磨损加快、擦目的：防止切屑或冷却液散落在导轨面上而引起磨损加快、擦 伤和锈蚀伤和锈蚀（1）间接防护）间接防护u在机床运动部件导轨的端部安装导轨刮屑板。在机床运动部件导轨的端部安装导轨刮屑板。u导轨刮屑板由耐油、耐磨、耐

28、冷却液的聚氨脂弹性体刮导轨刮屑板由耐油、耐磨、耐冷却液的聚氨脂弹性体刮舌和铝合金型材骨架组合而成。舌和铝合金型材骨架组合而成。u可根据不同的导轨形状组成直角形、燕尾形刮屑板组合可根据不同的导轨形状组成直角形、燕尾形刮屑板组合件。件。u这种防护装置不能防止切屑及灰尘等脏物落到导轨上，这种防护装置不能防止切屑及灰尘等脏物落到导轨上，但能把落到导轨上的脏物推开而不进入导轨的接合面之间。但能把落到导轨上的脏物推开而不进入导轨的接合面之间。（1）间接防护）间接防护 刚制防护罩刚制防护罩柔性防护罩柔性防护罩2.直接防护直接防护采用各种形式的防护罩，使机床的导轨不外露，这样直接能防止切屑及灰尘等脏物落到导轨上。柔性罩背面卷帘式卷帘式结构示意图结构示意图