1.导轨的基本要求

导轨为机床直线运动部件提供导向和支承，导轨的性能对机床的运动速度和定位精度有着重要的影响。数控机床对导轨的基本要求与其他机床相同，它主要包括如下几点。

（1）精度好

导轨的精度主要包括导向精度与精度保持性。导向精度是运动部件移动时与基准面间的直线性，导轨的导向性越好，所加工的零件精度就越高，运动也就越平稳、阻力就越小。精度保持性是导轨长时间保持原始精度的特性，磨损是影响精度保持性的主要原因，它与导轨类型、摩擦阻力、支承件材料和热处理、表面加工质量、润滑和防护等诸多因素有关，为了减小导轨摩擦阻力，保证导轨有良好的精度保持性，数控机床一般需要采用高效、低摩擦的滚动导轨、镶粘塑料导轨或静压导轨等。

（2）刚度高

机床运动部件的重力、切削加工力等都需要由导轨面来承受，导轨受力后引起的变形不仅会影响导向精度，且还可能恶化导轨的工作条件，直接引起精度的下降。导轨的刚度与导轨的种类、截面尺寸、支承方式、受力情况等有关。为提高导轨刚度，数控机床的导轨截面通常比较大，大型机床有时还需要增加辅助支承导轨，来提高刚度。

（3）低摩擦

摩擦不仅会加剧导轨磨损，影响导轨的精度保持性，而且还将导致运动阻力的增加、产生摩擦死区误差、引起发热，从而影响机床的快速性和定位精度。因此，导轨的摩擦系数应尽可能小，动、静摩擦系数应尽量一致，以减小摩擦阻力和热变形，使运动轻便、平稳，低速无爬行。

2.导轨的基本形式

根据导轨接触面的摩擦性质，数控机床常用的导轨可分滑动导轨、滚动导轨和静压导轨三类。

（1）滑动导轨

滑动导轨具有结构简单、制造方便、刚度高、抗振性好等优点，是传统数控机床使用最广泛的导轨形式。但是，普通机床所使用的铸铁/铸铁、铸铁/淬火钢的导轨摩擦系数大，且动摩擦系数随速度变化，低速运动易出现爬行，因此，通常只用于国产普及型数控机床或数控化改造设备，正规生产的数控机床较少使用。滑动导轨通过表面镶粘塑料材料，可以大幅度降低摩擦阻力、提高耐磨性和抗振性，同时其制造成本低、工艺简单，故在数控机床上得到了广泛的应用，有关内容见下述。

（2）滚动导轨

滚动导轨的导轨面上放置有滚珠、滚柱、滚针等滚动体，它可使导轨由滑动摩擦变为滚动摩擦。与滑动导轨相比，滚动导轨不仅可大幅度降低摩擦阻力，提高运动速度和定位精度，而且还可以减小磨损、延长使用寿命；但是，其抗振性相对较差，因此，多用于切削载荷较小的高速、高精度加工数控机床。

根据滚动体的形状，滚动导轨有滚珠导轨、滚柱导轨、滚针导轨三类。

滚珠导轨以滚珠作为滚动体，其摩擦系数最小，快速性和定位精度最高，但其刚度较低，承载能力较差，故多用于运动部件重量较轻、切削力较小的高速、高精度加工机床。(www.daowen.com)

滚柱导轨的承载能力和刚度均比滚珠导轨大，但它的安装要求较高，故多制成标准滚动块，以镶嵌的形式安装在导轨上，这是大型、重载的龙门式、立柱移动式数控机床使用较多的导轨。

滚针导轨常用于数控磨床，其滚针比同直径的滚柱长度更长，支承性能更好，但对安装面的要求更高。

图2.4-1 导轨的截面形状

a）矩形 b）三角形 c）燕尾形 d）圆形 1—压板 2—镶条

（3）静压导轨

静压导轨的滑动面开有油腔，当压力油通过节流口注入油腔后，可在滑动面上形成压力油膜，使运动部件浮起后成为纯液体摩擦，因此，其摩擦系数极低、运动磨损极小、精度保持性非常好，且其承载能力大、刚度和抗振性好、运动速度更高、低速无爬行，但其结构复杂，安装要求高，并且需要配套高清洁度的供油系统，因此，多用于高精度的数控磨削机床。

3.导轨的形状

滑动导轨的截面形状主要有图2.4-1所示的矩形、三角形、燕尾形和圆形4种，图示导轨均为上凸形，但有时也采用下凹形。

图中的M面是支承面，用来支承运动部件；N面是主要导向面，用来保证直线度的主要，J面是用来防止运动部件抬起的固定面。

矩形导轨的加工制造容易、承载能力大、安装调整方便，导轨支承面、导向面的间隙可分别通过压板、镶条调整。这是数控机床最为常用的滑动导轨。

三角形导轨有两个导向面，其导向效果较好，且能够依靠重力自动补偿导向面磨损所产生的间隙，但导轨安装高度较高、加工制造相对复杂。三角形导轨多用于普及型数控车床的纵向进给系统。

燕尾形导轨的安装高度小、接触面积最大，且能够承受颠覆力矩，导轨磨损间隙同样可通过镶条进行调整。燕尾形导轨多用于升降台数控铣床的十字进给系统。

圆形导轨的加工制造容易、导向精度高，但其间隙调整十分困难，故通常用于仅承受轴向载荷的压力机、注塑机等，在金属数控机床上，则多用于机械手、传送装置等辅助部件。