直線導軌的工作原理分析

直線導(dao)(dao)(dao)軌(gui)可以(yi)理解為(wei)是一(yi)種滾(gun)動導(dao)(dao)(dao)引(yin)，是由鋼珠在(zai)滑塊(kuai)跟導(dao)(dao)(dao)軌(gui)之間(jian)(jian)無限滾(gun)動循環， 從而(er)使(shi)(shi)負(fu)載平臺沿著(zhu)導(dao)(dao)(dao)軌(gui)輕易(yi)的(de)高精(jing)度線性運動，并將(jiang)摩擦系數降至(zhi)平常傳統滑動導(dao)(dao)(dao)引(yin)的(de)五(wu)十分之一(yi)，能輕易(yi)地(di)達到很高的(de)定(ding)位精(jing)度。滑塊(kuai)跟導(dao)(dao)(dao)軌(gui)間(jian)(jian)末(mo)制單(dan)元設計，使(shi)(shi)線形(xing)導(dao)(dao)(dao)軌(gui)同時承受上(shang)下左右等各方向的(de)負(fu)荷。

滑塊(kuai)-使運(yun)動(dong)(dong)由曲線(xian)(xian)(xian)轉變為(wei)直(zhi)線(xian)(xian)(xian)。新(xin)的(de)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)系(xi)統使機(ji)(ji)床(chuang)(chuang)可(ke)獲得快速進給(gei)(gei)速度，在主(zhu)軸轉速相(xiang)同的(de)情(qing)況下，快速進給(gei)(gei)是(shi)(shi)直(zhi)線(xian)(xian)(xian)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)的(de)特(te)點。直(zhi)線(xian)(xian)(xian)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)與平(ping)面(mian)(mian)(mian)(mian)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)一(yi)樣，有兩個(ge)基本元(yuan)件(jian)；一(yi)個(ge)作(zuo)為(wei)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)向的(de)為(wei)固(gu)定(ding)元(yuan)件(jian)，另一(yi)個(ge)是(shi)(shi)移(yi)(yi)動(dong)(dong)元(yuan)件(jian)。由于(yu)直(zhi)線(xian)(xian)(xian)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)是(shi)(shi)標準部件(jian)，對機(ji)(ji)床(chuang)(chuang)制(zhi)造(zao)廠來說．唯一(yi)要做的(de)只是(shi)(shi)加工(gong)一(yi)個(ge)安裝(zhuang)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)的(de)平(ping)面(mian)(mian)(mian)(mian)和(he)校調導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)的(de)平(ping)行(xing)度。當然，為(wei)了(le)保證機(ji)(ji)床(chuang)(chuang)的(de)精度，床(chuang)(chuang)身或立(li)柱(zhu)少(shao)量的(de)刮研是(shi)(shi)必(bi)不(bu)(bu)可(ke)少(shao)的(de)，在多(duo)數情(qing)況下，安裝(zhuang)是(shi)(shi)比(bi)較簡(jian)單的(de)。作(zuo)為(wei)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)向的(de)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)為(wei)淬硬鋼，經精磨后置(zhi)于(yu)安裝(zhuang)平(ping)面(mian)(mian)(mian)(mian)上(shang)。與平(ping)面(mian)(mian)(mian)(mian)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)比(bi)較，直(zhi)線(xian)(xian)(xian)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)橫(heng)截(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)幾何(he)形狀，比(bi)平(ping)面(mian)(mian)(mian)(mian)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)復雜，復雜的(de)原因是(shi)(shi)因為(wei)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)上(shang)需(xu)要加工(gong)出(chu)溝槽，以(yi)利于(yu)滑動(dong)(dong)元(yuan)件(jian)的(de)移(yi)(yi)動(dong)(dong)，溝槽的(de)形狀和(he)數量，取決于(yu)機(ji)(ji)床(chuang)(chuang)要完成(cheng)的(de)功能。例如：一(yi)個(ge)既承受(shou)直(zhi)線(xian)(xian)(xian)作(zuo)用力(li)，又(you)承受(shou)顛覆力(li)矩的(de)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)系(xi)統，與僅承受(shou)直(zhi)線(xian)(xian)(xian)作(zuo)用力(li)的(de)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)相(xiang)比(bi)。設計上(shang)有很大(da)的(de)不(bu)(bu)同。

直線導(dao)軌系統(tong)的(de)(de)固定元(yuan)件(jian)(jian)(導(dao)軌)的(de)(de)基本功(gong)能如同軸承(cheng)環，安裝鋼球的(de)(de)支(zhi)架(jia)，形狀為“v”字形。支(zhi)架(jia)包裹著(zhu)導(dao)軌的(de)(de)頂部和兩側面。為了支(zhi)撐機床的(de)(de)工作部件(jian)(jian)，一套直線導(dao)軌至少有四(si)(si)個(ge)支(zhi)架(jia)。用(yong)于(yu)支(zhi)撐大型的(de)(de)工作部件(jian)(jian)，支(zhi)架(jia)的(de)(de)數量可以多于(yu)四(si)(si)個(ge)。

機床的(de)(de)(de)工作(zuo)(zuo)部件移動時(shi)，鋼(gang)球就(jiu)在(zai)支架溝槽中循(xun)環流動，把支架的(de)(de)(de)磨損量分攤(tan)到(dao)各個鋼(gang)球上，從而延長直線導軌(gui)的(de)(de)(de)使用壽(shou)命。為(wei)(wei)(wei)了消除支架與(yu)導軌(gui)之(zhi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)間(jian)(jian)隙，預(yu)(yu)加(jia)(jia)負(fu)載能提(ti)高(gao)導軌(gui)系統的(de)(de)(de)穩定性，預(yu)(yu)加(jia)(jia)負(fu)荷(he)(he)的(de)(de)(de)獲得．是在(zai)導軌(gui)和支架之(zhi)間(jian)(jian)安裝超尺寸(cun)的(de)(de)(de)鋼(gang)球。鋼(gang)球直徑(jing)公差為(wei)(wei)(wei)±20微(wei)米(mi)，以0.5微(wei)米(mi)為(wei)(wei)(wei)增量，將鋼(gang)球篩選分類，分別裝到(dao)導軌(gui)上，預(yu)(yu)加(jia)(jia)負(fu)載的(de)(de)(de)大小，取決于作(zuo)(zuo)用在(zai)鋼(gang)球上的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用力(li)。假如作(zuo)(zuo)用在(zai)鋼(gang)球上的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用力(li)過大，經受預(yu)(yu)加(jia)(jia)負(fu)荷(he)(he)時(shi)間(jian)(jian)過長，導致支架運動阻力(li)增強，就(jiu)會出現平衡作(zuo)(zuo)用問題；為(wei)(wei)(wei)了提(ti)高(gao)系統的(de)(de)(de)靈敏度(du)(du)，減少(shao)運動阻力(li)，相(xiang)應地要減少(shao)預(yu)(yu)加(jia)(jia)負(fu)荷(he)(he)，而為(wei)(wei)(wei)了提(ti)高(gao)運動精度(du)(du)和精度(du)(du)的(de)(de)(de)保持性，要求有足(zu)夠的(de)(de)(de)預(yu)(yu)加(jia)(jia)負(fu)數，這是矛(mao)盾的(de)(de)(de)兩方(fang)面(mian)。

工作時間過長(chang)，鋼(gang)(gang)球開(kai)始(shi)磨損，作用在鋼(gang)(gang)球上的預加負載開(kai)始(shi)減弱，導(dao)致機床工作部(bu)件運(yun)動(dong)精度(du)(du)的降低。如果(guo)要保持(chi)初始(shi)精度(du)(du)，必須更換(huan)導(dao)軌(gui)支架，甚(shen)至更換(huan)導(dao)軌(gui)。如果(guo)導(dao)軌(gui)系統已(yi)有預加負載作用。系統精度(du)(du)已(yi)喪失，唯一(yi)的方法是更換(huan)滾(gun)動(dong)元件。

導軌系(xi)統的(de)(de)(de)設(she)計，力(li)(li)求(qiu)固(gu)(gu)定元件(jian)(jian)(jian)和移動元件(jian)(jian)(jian)之間有最(zui)大(da)的(de)(de)(de)接(jie)觸面(mian)積(ji)，這不(bu)但能提高系(xi)統的(de)(de)(de)承(cheng)載能力(li)(li)，而且系(xi)統能承(cheng)受間歇(xie)切(qie)削(xue)或重力(li)(li)切(qie)削(xue)產生的(de)(de)(de)沖擊力(li)(li)，把(ba)作(zuo)用力(li)(li)廣泛擴散(san)，擴大(da)承(cheng)受力(li)(li)的(de)(de)(de)面(mian)積(ji)。為(wei)(wei)了實現這一(yi)點(dian)，導軌系(xi)統的(de)(de)(de)溝(gou)槽形狀(zhuang)有多種(zhong)(zhong)多樣，具有代(dai)表性的(de)(de)(de)有兩種(zhong)(zhong)，一(yi)種(zhong)(zhong)稱(cheng)為(wei)(wei)哥特式(shi)(shi)(尖拱式(shi)(shi))，形狀(zhuang)是半圓的(de)(de)(de)延伸，接(jie)觸點(dian)為(wei)(wei)頂點(dian)；另一(yi)種(zhong)(zhong)為(wei)(wei)圓弧形，同樣能起(qi)相同的(de)(de)(de)作(zuo)用。無論哪(na)一(yi)種(zhong)(zhong)結構(gou)形式(shi)(shi)，目(mu)的(de)(de)(de)只有一(yi)個，力(li)(li)求(qiu)更多的(de)(de)(de)滾(gun)動鋼球半徑與(yu)導軌接(jie)觸(固(gu)(gu)定元件(jian)(jian)(jian))。決(jue)定系(xi)統性能特點(dian)的(de)(de)(de)因素(su)是：滾(gun)動元件(jian)(jian)(jian)怎樣與(yu)導軌接(jie)觸，這是問題的(de)(de)(de)關鍵(jian)。