导轨是进给系统的重要组成部分,是机床基本结构的要素之一,机床的加工精度和使用寿命很大程度上取决于机床导轨的质量,数控机床的导轨对导向精度、精度保持性、摩擦特性、运动平稳性和灵敏性都有更高的要求。现代数控机床多采用滚动导轨、静压导轨和塑料滑动导轨。

1.滚动导轨

滚动导轨是在导轨工作面之间安排滚动件,使两导轨面之间形成滚动摩擦,因而摩擦系数很小(0.003左右),动、静摩擦系数相差很小,运动轻便灵活,所需功率小,精度高,无爬行。

滚动导轨有滚动导轨块和直线滚动导轨两种形式,如图2-24所示直线滚动导轨是近年来新生产的一种滚动导轨,具有能承受颠覆力矩,制造精度高,可高速运行,能长时间保持高精度的优点。它将支承导轨和运动导轨组合在一起,作为独立的标准导轨副部件(单元)由专门生产厂家制造。使用时,导轨体固定在不运动部件上,滑块固定在运动部件上。当滑块沿导轨体运动时,滚珠在导轨体和滑块之间的圆弧直槽内滚动,并通过端盖内的滚道从工作负载区到非工作负载区,然后滚动回工工作负荷区,不断循环,从而把导轨体和滑块之间的移动变成滚珠的滚动。目前,国内外的中小型数控机床广泛采用这种导轨。

图2-24　直线滚动导轨的结构

2.静压导轨

静压导轨的滑动面之间开有油腔,将有一定压力的油通过节流器输入油腔,形成压力油膜,浮起运动部件,使导轨工作表面处于纯液体摩擦状态,不产生磨损,精度保持性好,同时摩擦系数极低(0.0005左右),使得驱动功率大为降低。其运动不受速度和负载的限制,低速无爬行,承载能力大,刚度好,油液有吸振作用,抗震性好,导轨摩擦发热也小。但静压导轨结构复杂,要有供油系统,油的清洁度要求高,故多用于重型机床。(www.daowen.com)

3.塑料滑动导轨

数控机床的塑料滑动导轨有铸铁－塑料滑动导轨和镶钢－塑料导轨组合。塑料滑动导轨常用在导轨副的运动导轨上,具有良好的摩擦特性、耐磨性及吸振性,目前在数控机床上使用广泛。

(1)贴塑导轨　如图2-25所示,在与床身导轨相配的滑动导轨上黏接上静、动摩擦系数基本相同,耐磨、吸振的塑料软带。塑料软带材料以聚四氟乙烯为基体,加入青铜粉、二硫化钼和石墨等填充剂混合烧结并做成软带状。使用时,只要将导轨粘贴面作半精加工至表面粗糙度Ra 为3.2～1.6μm,清洗粘贴面后,用胶黏合剂黏合,加压固化后,再经精加工即可。由于这类导轨软带采用了黏接方法,故习惯上称为“贴塑导轨”。

图2-25　贴塑导轨

(2)注塑导轨　如图2-26所示,在调整好固定导轨和运动导轨间相关位置精度后注入双组分塑料,固化后将定、动导轨分离即成塑料导轨副。导轨注塑的材料是以环氧树脂和二硫化钼为基体,加入增塑剂,混合成膏状为一组分和固化剂为另一组分的双组分塑料。由于这类塑料滑动导轨采用涂刮或注入膏状塑料的方法,故习惯上称为“涂塑导轨”或“注塑导轨”。

图2-26　注塑导轨