直線導軌的工作原理分析

直線(xian)導軌(gui)(gui)可(ke)以理解為是一(yi)種滾動(dong)導引，是由鋼珠在滑塊跟(gen)導軌(gui)(gui)之間無限滾動(dong)循環， 從而(er)使負載平臺(tai)沿著導軌(gui)(gui)輕易(yi)的(de)(de)(de)高精(jing)度線(xian)性(xing)運動(dong)，并將摩擦系(xi)數降(jiang)至平常傳統(tong)滑動(dong)導引的(de)(de)(de)五十分之一(yi)，能輕易(yi)地達到很高的(de)(de)(de)定位精(jing)度。滑塊跟(gen)導軌(gui)(gui)間末(mo)制單元設計，使線(xian)形導軌(gui)(gui)同時承受上下左(zuo)右等各方(fang)向的(de)(de)(de)負荷。

滑塊-使(shi)(shi)運動由(you)(you)曲線(xian)(xian)(xian)轉(zhuan)變為(wei)(wei)直線(xian)(xian)(xian)。新的(de)(de)(de)(de)導(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)(gui)系(xi)(xi)統使(shi)(shi)機床(chuang)(chuang)可獲得(de)快(kuai)速(su)進給速(su)度，在主軸(zhou)轉(zhuan)速(su)相同的(de)(de)(de)(de)情況下(xia)，快(kuai)速(su)進給是直線(xian)(xian)(xian)導(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)(gui)的(de)(de)(de)(de)特點。直線(xian)(xian)(xian)導(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)(gui)與(yu)(yu)平(ping)(ping)面(mian)導(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)(gui)一(yi)(yi)(yi)樣(yang)，有兩(liang)個基(ji)本(ben)元件(jian)；一(yi)(yi)(yi)個作(zuo)為(wei)(wei)導(dao)(dao)(dao)向的(de)(de)(de)(de)為(wei)(wei)固定元件(jian)，另(ling)一(yi)(yi)(yi)個是移動元件(jian)。由(you)(you)于(yu)直線(xian)(xian)(xian)導(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)(gui)是標準(zhun)部件(jian)，對機床(chuang)(chuang)制(zhi)造廠來說．唯一(yi)(yi)(yi)要(yao)(yao)做的(de)(de)(de)(de)只是加工一(yi)(yi)(yi)個安裝導(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)(gui)的(de)(de)(de)(de)平(ping)(ping)面(mian)和校調導(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)(gui)的(de)(de)(de)(de)平(ping)(ping)行度。當然，為(wei)(wei)了保證機床(chuang)(chuang)的(de)(de)(de)(de)精(jing)度，床(chuang)(chuang)身(shen)或立(li)柱少量的(de)(de)(de)(de)刮(gua)研是必(bi)不可少的(de)(de)(de)(de)，在多數(shu)情況下(xia)，安裝是比(bi)較簡單的(de)(de)(de)(de)。作(zuo)為(wei)(wei)導(dao)(dao)(dao)向的(de)(de)(de)(de)導(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)(gui)為(wei)(wei)淬(cui)硬(ying)鋼，經精(jing)磨后置于(yu)安裝平(ping)(ping)面(mian)上。與(yu)(yu)平(ping)(ping)面(mian)導(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)(gui)比(bi)較，直線(xian)(xian)(xian)導(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)(gui)橫截面(mian)的(de)(de)(de)(de)幾何形(xing)狀，比(bi)平(ping)(ping)面(mian)導(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)(gui)復雜(za)，復雜(za)的(de)(de)(de)(de)原因是因為(wei)(wei)導(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)(gui)上需要(yao)(yao)加工出溝槽(cao)，以利于(yu)滑動元件(jian)的(de)(de)(de)(de)移動，溝槽(cao)的(de)(de)(de)(de)形(xing)狀和數(shu)量，取決于(yu)機床(chuang)(chuang)要(yao)(yao)完成的(de)(de)(de)(de)功(gong)能。例如：一(yi)(yi)(yi)個既承(cheng)(cheng)受(shou)直線(xian)(xian)(xian)作(zuo)用(yong)力，又承(cheng)(cheng)受(shou)顛覆(fu)力矩的(de)(de)(de)(de)導(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)(gui)系(xi)(xi)統，與(yu)(yu)僅承(cheng)(cheng)受(shou)直線(xian)(xian)(xian)作(zuo)用(yong)力的(de)(de)(de)(de)導(dao)(dao)(dao)軌(gui)(gui)(gui)相比(bi)。設計上有很(hen)大的(de)(de)(de)(de)不同。

直線導(dao)軌(gui)系統的固定元件(jian)(導(dao)軌(gui))的基本(ben)功能(neng)如同(tong)軸承環，安(an)裝鋼球的支(zhi)架(jia)，形(xing)狀為(wei)“v”字形(xing)。支(zhi)架(jia)包裹(guo)著導(dao)軌(gui)的頂部和兩(liang)側面(mian)。為(wei)了支(zhi)撐機床的工作(zuo)部件(jian)，一套直線導(dao)軌(gui)至少(shao)有四(si)個(ge)支(zhi)架(jia)。用于支(zhi)撐大型的工作(zuo)部件(jian)，支(zhi)架(jia)的數量(liang)可以多于四(si)個(ge)。

機床的(de)(de)(de)工作部件移動(dong)時，鋼(gang)球就(jiu)在(zai)支(zhi)架(jia)溝槽中循(xun)環流動(dong)，把支(zhi)架(jia)的(de)(de)(de)磨(mo)損量分攤(tan)到各(ge)個鋼(gang)球上(shang)，從而延長(chang)(chang)直線導(dao)(dao)(dao)(dao)軌(gui)的(de)(de)(de)使用(yong)壽命。為(wei)了(le)消(xiao)除支(zhi)架(jia)與導(dao)(dao)(dao)(dao)軌(gui)之(zhi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)間(jian)(jian)隙，預(yu)加(jia)(jia)負(fu)(fu)載(zai)能提高導(dao)(dao)(dao)(dao)軌(gui)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)穩定性，預(yu)加(jia)(jia)負(fu)(fu)荷(he)(he)的(de)(de)(de)獲得．是在(zai)導(dao)(dao)(dao)(dao)軌(gui)和支(zhi)架(jia)之(zhi)間(jian)(jian)安裝超尺寸的(de)(de)(de)鋼(gang)球。鋼(gang)球直徑公差為(wei)±20微米，以0.5微米為(wei)增(zeng)量，將鋼(gang)球篩選分類，分別(bie)裝到導(dao)(dao)(dao)(dao)軌(gui)上(shang)，預(yu)加(jia)(jia)負(fu)(fu)載(zai)的(de)(de)(de)大小，取決(jue)于作用(yong)在(zai)鋼(gang)球上(shang)的(de)(de)(de)作用(yong)力(li)。假如作用(yong)在(zai)鋼(gang)球上(shang)的(de)(de)(de)作用(yong)力(li)過大，經受(shou)預(yu)加(jia)(jia)負(fu)(fu)荷(he)(he)時間(jian)(jian)過長(chang)(chang)，導(dao)(dao)(dao)(dao)致支(zhi)架(jia)運動(dong)阻力(li)增(zeng)強，就(jiu)會出現平衡作用(yong)問題；為(wei)了(le)提高系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)靈(ling)敏度(du)，減少(shao)運動(dong)阻力(li)，相應地要減少(shao)預(yu)加(jia)(jia)負(fu)(fu)荷(he)(he)，而為(wei)了(le)提高運動(dong)精(jing)度(du)和精(jing)度(du)的(de)(de)(de)保(bao)持性，要求(qiu)有足夠的(de)(de)(de)預(yu)加(jia)(jia)負(fu)(fu)數，這是矛(mao)盾的(de)(de)(de)兩(liang)方面。

工作(zuo)時間(jian)過長，鋼(gang)球開(kai)始磨損，作(zuo)用(yong)在鋼(gang)球上(shang)的預加(jia)負載開(kai)始減弱(ruo)，導(dao)致機床(chuang)工作(zuo)部件運動精(jing)度的降低。如果要保持初始精(jing)度，必須更換導(dao)軌支架，甚至更換導(dao)軌。如果導(dao)軌系統(tong)(tong)已有預加(jia)負載作(zuo)用(yong)。系統(tong)(tong)精(jing)度已喪失，唯一的方(fang)法是更換滾(gun)動元(yuan)件。

導軌(gui)系統(tong)(tong)的(de)設計(ji)，力(li)(li)求固(gu)定元件(jian)和移動(dong)元件(jian)之(zhi)間有(you)最大(da)的(de)接觸面積，這(zhe)不但能(neng)(neng)提高系統(tong)(tong)的(de)承載能(neng)(neng)力(li)(li)，而(er)且(qie)系統(tong)(tong)能(neng)(neng)承受(shou)(shou)間歇切削(xue)或重(zhong)力(li)(li)切削(xue)產生的(de)沖擊力(li)(li)，把作用力(li)(li)廣泛擴散，擴大(da)承受(shou)(shou)力(li)(li)的(de)面積。為(wei)了實現這(zhe)一(yi)點，導軌(gui)系統(tong)(tong)的(de)溝槽形(xing)狀有(you)多(duo)種(zhong)(zhong)多(duo)樣(yang)，具有(you)代表性的(de)有(you)兩種(zhong)(zhong)，一(yi)種(zhong)(zhong)稱為(wei)哥特式(shi)(尖拱(gong)式(shi))，形(xing)狀是(shi)半圓的(de)延伸(shen)，接觸點為(wei)頂點；另(ling)一(yi)種(zhong)(zhong)為(wei)圓弧形(xing)，同樣(yang)能(neng)(neng)起相同的(de)作用。無論哪一(yi)種(zhong)(zhong)結(jie)構(gou)形(xing)式(shi)，目(mu)的(de)只有(you)一(yi)個，力(li)(li)求更多(duo)的(de)滾動(dong)鋼球半徑與導軌(gui)接觸(固(gu)定元件(jian))。決定系統(tong)(tong)性能(neng)(neng)特點的(de)因(yin)素(su)是(shi)：滾動(dong)元件(jian)怎樣(yang)與導軌(gui)接觸，這(zhe)是(shi)問(wen)題的(de)關鍵。