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機器是使用矩形導軌還是直線導軌

2020-11-17 18:30:09


機器是使用矩形導軌還是直線導軌?無論如何,機床制造業的大多數人都認為使用是決定因素。目前,所有涉足機床的人都知道矩形滑動和直線導軌的區別。事實上,無論何時提及矩形導軌,人們都會聯想到大型機床——一種剛性很好的機床,用一把刀子在大型工件上做深切切削;而直線導軌則意味著高速、輕載的機床。但是,無論對于哪種軌道,關注的重點都是相同的,即速度,剛度和載荷。


由傳統的矩形導軌、滾子鏈條,到采用液體靜壓的直線導軌。選擇哪一個系統常常是一個很大的難題?!睆慕涷瀬砜?,研究特定用途時,工程師們會問機床將承受什么負荷,要求的阻尼值是多少,要求的移動速度是多少等等?!比绻粋€特定的機床甚至需要多個導軌,也許更好一些,如果更注重速度,可以考慮直線導軌。提出軌道系統并不重要,重要的是它是否適合于實際使用?!?/p>


根據這個觀點,如果機床發生碰撞,直線導軌可能更容易被損壞。此時導軌系統中的滾珠或滾柱內能發生表面下的破碎,使導軌不能使用。導軌由于有較大的觸點面積,可以幫助減少這種破壞。形狀短的滑軌一旦損壞,其維修也很困難。相對于矩形滑動導軌為了達到匹配需要磨削頂板和底面要求,直線導軌裝配所需的表面準備工作較少。


線性導軌雖然不能解決所有問題,但對于速度來說卻是個很好的解決方案,機床制造者可以用移動速度來驅動,然而,對于大型機床來說,需要更堅固的系統。而對于像矩形導軌的堅固摩擦支撐系統,可能存在爬行問題,從而影響園弧插補。要加工一個圓圈,機床的坐標軸必須沿著一個方向移動,緩慢下降,然后沿著相反的方向進行進給。這個方向的改變有一個速度的零點。


形狀短的滑動導軌系統在靜、動摩擦系數上存在差異。使用鋼球檢驗時,這表現為“突然停頓”,或者是加工精度下降?!睗L動式觸點支撐,大部分零件都可以消除這一現象。每一次滑動接觸支承的矩形滑動導軌移動時,都會產生靡磨損。機床的性能隨時間而變化,精度也開始下降。使用滾動接觸支承(直線導軌),大大減少了磨損。


實際上,滾動式接觸支承制造商可以確定支承能特續多久而沒有明顯的磨損。與矩形滑動導軌及其滑動部件的大面積相比,直線系統的導軌相對較小。


極小的接觸面積,可以大大減少摩擦,因此反應速度更快,移動速度更快。毫無疑問,速度是影響導軌選擇的關鍵因素。正因為如此,才有一些制造商致力于提高矩形導軌和直線系統的速度。舉例來說,50號錐形孔矩形導軌的機床,包括FA630水平加工中心,其速度與某些直線導軌機床相當快,它使用RULON,一種更為致密的具有爬行可能性小的材料,替代TURCITE,作為矩形導軌的配合面。


為了進一步降低表面阻力,使用一種粘度較高的導軌潤滑劑,形成3UM厚的油膜,只有以前使用的一半厚度。這是一種通過脈沖測量,并有壓力存在的潤滑油膜,它可以到達導軌的整個長度,并且只有當快速送進運動時才供油。加快到移動速度幾乎可以立即完成,實際上并不存在爬行,導致變形的熱能很快就會消失。利用薄油膜與RULON復合,FA630的快速移動速度可達30M/MIN;其矩形滑動導軌提供完整長度的定位精度為+-0.003MM,所有軸行程的重復定位精度為+-0.002MM。


采用可現場更換的循環流輥支撐,使淬硬研磨的鋼導軌具有較短的滑移性,使鋼導軌具有較好的性能。在X軸整個行程上,這些導軌寬闊且遠離柱子,以支撐滑動座和柱子,同時提供比普通矩形滑動導軌更高的移動速度。例如水平的加工中心,其移動速度可達25M/MIN。但是,盡管像這樣的改進,矩形導軌仍然有其局限性。舉例來說,制造了一臺能快速移動到75M/MIN的機床.技術認為,由于相關熱源的影響,不能使用矩形滑動導軌來達到這個速度。


自然地,直線導軌,就像矩形滑動導軌一樣,可以移動得比平時快。比如,美國THK公司,使用滾珠固定器,可以勉強達到比SHSLM導向系統更高的速度。根據負荷的不同,THK的JOHNWILSON報道速度可以達到5M/S。在循環式直線導軌的滑架中,滾珠沿滾道向滑道移動,然后進入曲線回珠區,他解釋說。這個內徑引導球到達另一個彎曲的回珠區,然后返回滾道。每個球體都放置在THK系統中彈性材料球體保持器或分離器內。通過承壓區、回珠區和曲線區,保持球的均勻分布狀態。這一配置避免了球之間的相互接觸,減少了摩擦,并提供了潤滑油槽。這一切都有助于提高系統速度。


根據相同的方法,機床具有整體式滑架,并具有直接內注射成型的塑性循環通道。這樣減少了零件的數量,減少了滾珠圈內的變換次數,從而使滾珠圈運動平穩,達到高精度和高速度.這個系統安裝在一個梯形導軌上,它從剛度方面優化了滑架橫截面。


使用滾珠支撐的直線軌道,加速和減速都非常迅速。大多數機器都具有較高的快移動速度,但當短距離移動時,所經過的距離不足以達到預期的速度。直線導軌具有低爬行性能,可使機床短距離快速提高速度?!钡?,不僅導軌,機床的其他因素,如臺面質量、工件重量、伺服機構的尺寸和響應能力等,都會影響機床的速度。在直線導軌機床剛出現時,使用已有的負前角硬質合金刀具會產生強烈的固有振動,這種振動與未成熟的設計不能很好地互補。


目前,改進后的刀具和精細導軌的結合有助于生產,不僅成本低、速度快,而且硬度更好。如今,刀具切削都具有剪切或剝離作用,因此不會發生強烈的碰撞。加裝直線導軌的寬度和寬度都做得很低,而且選擇了的布局。HAAS自動化設備公司認為,直線導軌因其鋼質特性而遭到過不公正的批評?!艾F在99%的機械加工,切削功率都不到29.4KW。若要在車間加工,可使用矩形導軌,但根據我公司在機床方面的實踐經驗,對于特別重的切削,可采用直線導軌,其精度可達到矩形導軌和動導軌的精度?!?/p>


對于與直線導軌塊相關聯的剛性問題,THK提出了有意義的解決方案:在軌道上有一段圓弧,它能在接近匹配的半徑上容納滾珠,而不是一個滾珠在平直軌道表面上的一點接觸,使多個滾珠表面與軌道接觸,形成直列接觸。企業的做法不同,它將支撐物放在一個面上,所以無論在導軌塊上加載的是哪一個方向,總有兩個接觸點。


滑架上的4排滾珠中,在任何給定的時刻,只有兩排接觸軌道,以確保在負載的情況下不會卡死另兩排。承重兩排稍有變形,可填滿更多的滾道空間。這樣可以抑制振動。另一種方法是THK增加剛性,在系統中使用更多的滑架部件-取代兩條帶有4個導軌塊的軌道,系統可以使用6個導軌塊和兩條導軌。但是,通常的增加剛度的方法是調整滑架上的滾珠直徑的尺寸,即所謂的預載荷法。為進行預負荷,支持制造商研磨滑架和軌道,以便在兩者之間設置一個特殊尺寸的空間。安裝在這個空間中的滾珠或滾柱的尺寸決定了預負荷的數量值。超過這個空間的滾珠或滾柱的使用,會使滾動體被“預擠壓”或“預加載”,從而減少彈性,增加剛度來承受切削過程中產生的壓力。




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