, 垂直度等。具体 3 级。
6.5 导轨设计和使用注意事项
正确合理地设计和使用滚动直线导轨副 , 可以提高耐用度和精度保持性 , 减
少维修和保养时间。为此 , 应注意如下事项 :
1) 尽量避免力矩和偏心载荷的作用 滚动直线导轨副样本中给出的额定动 ,
静载荷 , 都是在各个滚珠受载均匀的理想状态下算出的。 因此 , 必须十分注意避免
动和停止时 , 将产生一个力矩 , 使部分滚动体受载过大 , 造成破坏。因此 , 如果加速
度较大 , 应采取以下措施 : 减轻被移动物体的质量 , 降低物体的重心 , 采取多级制
动以降低加速度 , 在启动和制动时 , 增加阻尼装置等。
4）导轨防护
①固定保护：利用导轨中移动件俩端的延长物保护导轨。
②刮屑板：利用毛毡或耐油橡胶制成与导轨形状相吻合的刮条，使之刮走
,
增加发热 , 降低使用寿命。因此预紧力有其最佳值。
滚动支承的阻尼较小 , 因此要尽可能使它承受恒定的载荷。有过大的振动和
冲击载荷的场合不宜应用直线滚动导轨副。为了减少振动 , 可以在移动的工作台
上加装减振装置。条件许可时可安装锁紧装置 , 加工时把不移动的工作台固定。
3) 降低加速度的影响 直线滚动导轨副的移动速度可以高达 600m/min。起
间，降低成本。 导轨的长度： 由于导轨长度影响工作台的工作精度和高度， 一般可根据滑块导向部分的长
度来确定导轨长度。 其公式为： L=H+S+△ l-S1-S2 由此公式估算出 Lx=940mm,Ly=1090mm 其中 L—导轨长度 H—滑块的导向面长度 S—滑块行程 △ l —封闭高度调节量 S1—滑块到上死点时，滑块露出导轨部分的长度 S2—滑块到下死点时，滑块露出导轨部分的长度
表 6-9 磨削导轨表面粗糙度 Ra
机床
动导轨
固定导轨
类型
中小型
大型
重型
中小型
大型
重型
Ⅲ级
0.2 ～
0.4 ～
0.8(0.4)
0.1 ～
0.2 ～
0.4(0.2)
和Ⅲ 0.4(0.1 ～
0.8(0.2 ～
0.2(0.05 ～ 0.4(0.1 ～
级以
0.2)
0.4)
上
0.1)
0.2)
Ⅳ级
0.4(0.2)
1
钒钛耐磨铸铁
1～ 2
稀土铸铁
1
铬钼耐磨铸铁
1
导轨热处理 : 一般重要的导轨，铸件粗加工后进行一次时效处理，高精度导 轨铸件半精加工后还需进行第二次时效处理。
常用导轨淬火方法有 : 1) 中频淬火，淬硬层深度 (1 ～2)mm。硬度 (45 ～50)HRC。 2) 接触加热自冷表面淬火，淬硬深度 (0.2 ～0.25)mm,显微硬度 600HM左右。
落在导轨上的灰尘，切屑等。
5) 注意润滑和防尘 滚动导轨通常采用钠基润滑脂润滑。如果使用油润滑。
应尽可能采用高拈度的润滑油。如果与其他机构同统一供油，则需附加滤油器。
在油进入导轨前再经一道精细的过滤。
为了防止异物浸入和润滑油泻出， 产品出厂时滑块座两端均装有耐橡胶密封
垫。
这种淬火方法主要用于大型铸件导轨。
6.4 导轨的技术要求
6.4.1 表面粗糙度
1) 刮研导轨 刮研导轨具有接触好、变形小、可以存油、外观美等特点 , 但
劳动强度大、生产率低。主要用于高精度导轨。
刮研导轨轨面每 25mm×25mm面积内的接触点数不得少于表 6-8 [9] 的规定。
表 6-8 刮研导轨面 25mm× 25mm内接触点数
量 /t
过
≤2500
-
190
255
≤ 2500
25
>2500
>3
180
241
>2500
35
>5
175
241
由 几 何 件 连 45
>10
165
241
接的导轨
常用耐磨铸铁与普通铸铁耐磨性比较见表 6-7 [8]
表 6-7 常用耐磨铸铁
耐磨铸铁名称
耐磨性高于普通铸铁倍数
磷铜钛耐磨铸铁
1.5 ～ 2
高磷耐磨铸铁
机床类别
滑动导轨
移置导轨
镶条、压板
每条导轨宽度／ mm
滑动面
≤
＞
≤
＞
250 250 100 100
Ⅲ级和Ⅲ级以上
20
16
16
12
12
Ⅳ级
16
12
12
10
10
Ⅴ级
10
8
8
6
6
2) 导轨 生产率高 , 是加工淬硬导轨唯一方法，磨削导轨表面粗糙度应达到
的要求 , 见表 6-9 [10] 。接触面要求见表 6-10 [10] 。
应用
广泛用 于各类 精密机 床, 数 控机 床, 纺 织机械 等
主要用 语速度 高, 精 度要求 一般的 机床主 运动导 轨
各种大 型, 重 型机 床, 精 密机 床, 数 控机床 的工作 台
6.1 初选导轨型号及估算导轨长度
X 方向初选导轨型号为 GGB20BAL2P 12 940 4 [6] 具体数据见《机械设计 手册》 9-149 Y 方向初选导轨型号为 GGB20AAL 2P1 2 1090 4
G=100×9.8=980N F1=F2=F3=F4=1/4（G1+F）=250N 1) 滚动导轨的额定寿命计算公式 [6] 为：
L=（f h f t fc fa Ca/ fwPc ）
K=27166km
式中 L ——额定寿命（ km）；
Ca ——额定动载荷（ KN）；
P ——当量动载荷（ KN）；
Fmax ——受力最大滑块所受的载荷（ KN）；
导轨的运动条件为常温，平稳，无冲击和震动 为何选用滚动直线导轨副： 1）滚动直线导轨副动静摩擦力之差很小，摩擦阻力小，随动性极好。有利
于提高数控系统的响应速度和灵敏度。 驱动功率小，只相当普通机械的十分之一。 2）承载能力大，刚度高。 3）能实现高速直线运动，起瞬时速度比滑动导轨提高 10 倍。 4）采用滚动直线导轨副可简化设计，制造和装配工作，保证质量，缩短时
工作条件
6-4 ；取 f a =1.5
表 6-4 精度系数
无外部冲击或振动的低速运动的场合，速度小于
15m/min
无明显冲击或振动的场合，速度为 15~60m/min
有外部冲击或高速运动的场合，速度大于 60m/min
200~250 0． 60
5 0． 61
fa
1~1.5 1.5~2 2~3.5
fw——载荷系数，查表 6-5 ；得 f w =1
普通机 床, 冶金 设备上应 用普遍
滚动导轨
1, 运动灵敏度高 , 低速 运动平稳性好 , 定位精 度高。2, 精度保持性好 , 磨损少 , 寿命长。3, 刚性 和抗振性差 , 结构复杂 成本高 , 要求良好的保 护
塑料 导轨
1, 动导轨表面贴塑料软 带等与铸铁 或钢导轨 搭配 , 摩擦系数小 , 且动 静摩擦系数搭配 , 不易 爬行 , 抗摩擦性能好。 2, 贴塑工艺简单。 3, 刚度 较低 , 耐热性差容易蠕 变
导轨的选型及计算
按结构特点和摩擦特性划分的导轨类型见表 6-1 [5] , 各类导轨的主要特点及
应用列于表中。
导轨 主要特点
类型
表 6-1 导轨类型特点及应用
应用
导轨类型 主要特点
滑动 导轨
1, 结构简单 , 使用维修 方便。 2, 未形成完全液 体摩擦 时低速 易爬行 3, 磨损大寿命低 , 运动 精度不稳定
则 Lh 30592.3h 工况为：每天开机 6 个小时，每年 300 个工作日，则预计寿命年限为：
Lh=30592.3/300 ×6=16.9 年 同理求出 Y 方向滚动导轨副的距离额定寿命：
L=26340.1km Lh=25230h=14年
6.3 导轨材料与热处理
机床滑动导轨常用材料主要是灰铸铁和耐磨铸铁。
主要应用 与中大型 机床压强 不大的导 轨应用日 益广泛
动压导轨
镶钢, 镶金 属导 轨
1, 在支撑导轨上镶装有 一定硬度的不钢板或钢 带 , 提高导轨耐磨性 , 改 善摩擦或满足焊接床身 结构需要。 2, 在动导轨 上镶有青铜只类的金属 防止咬合磨损 , 提高耐 磨性 , 运动平稳精度高
镶钢导轨 工艺复 杂, 成本 高。常用 于重型机 床如立 车, 龙门 铣床的导 轨上
58HRC，故通常可取 fh =1
工作温度 / 0C
100
表 6-2 温度系数
100~150
150~200
1
ft
0． 90
0． 73
fc ——接触系数，查表 6-3 ；得 f c =1
表 6-3 接触系数
每根导轨上 1
2
3
的滑块数
1． 00
0． 81
0． 72
fc
4 0．66
fa ——精度系数，查表
力矩载荷和偏心载荷。否则 , 一部分滚珠承受的载荷 , 有可能超过计算 Ca 值时确
定的许用接触应力 , 导致过早的疲劳破坏或产生压痕并出现振动 , 噪声 , 降低移动
精度等现象。
2) 提高刚度 , 减少振动 适当预紧可以提高刚度 , 均化滚动体的受力从而提
高寿命 , 并在一定程度上提高阻尼。但是预紧力过大会增加导轨副的摩擦阻力
1.6(0.8)
1.6(0.8)
0.2(0.1)
0.4(0.2)
0.8(0.4)
Ⅴ级
0.8(0.4)
1.6(0.8)
1.6(0.8)