房山CPC微型導(dǎo)軌的設(shè)計和選型.doc

安昂傳動 8 傳動世界房山CPC微型導(dǎo)軌的設(shè)計及選擇安裝1 導(dǎo)軌的作用和設(shè)計要求 當(dāng)運動件沿著承導(dǎo)件作直線運動時，承導(dǎo)件上的導(dǎo)軌起支承和導(dǎo)向的作用，即支承運動件和保證運動件在外力（載荷及運動件本身的重量）的作用下，沿給定的方向進行直線運動。對導(dǎo)軌的要求如下： 1.一定的導(dǎo)向精度。導(dǎo)向精度是指運動件沿導(dǎo)軌移動的直線性，以及它與有關(guān)基面間的相互位置的準(zhǔn)確性。 2.運動輕便平穩(wěn)。工作時，應(yīng)輕便省力，速度均勻，低速時應(yīng)無爬行現(xiàn)象。 3.良好的耐磨性。導(dǎo)軌的耐磨性是指導(dǎo)軌長期使用后，能保持一定的使用精度。導(dǎo)軌在使用過程中要磨損，但應(yīng)使磨損量小，且磨損后能自動補償或便于調(diào)整。 4.足夠的剛度。運動件所受的外力，是由導(dǎo)軌面承受的，故導(dǎo)軌應(yīng)有足夠的接觸剛度。為此，常用加大導(dǎo)軌面寬度，以降低導(dǎo)軌面比壓；設(shè)置輔助導(dǎo)軌，以承受外載。 5.溫度變化影響小。應(yīng)保證導(dǎo)軌在工作溫度變化的條件下，仍能正常工作。 6.結(jié)構(gòu)工藝性好。在保證導(dǎo)軌其它要求的前提下，應(yīng)使導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡單，便于加工、測量、裝配和調(diào)整，降低成本。 不同設(shè)備的導(dǎo)軌，必須作具體分析，對其提出相應(yīng)的設(shè)計要求。必須指出，上述六點要求是相互影響的。 2 導(dǎo)軌設(shè)計的主要內(nèi)容 設(shè)計導(dǎo)軌應(yīng)包括下列幾方面內(nèi)容： 1.根據(jù)工作條件，選擇合適的導(dǎo)軌類型。 2.選擇導(dǎo)軌的截面形狀，以保證導(dǎo)向精度? 3.選擇適當(dāng)?shù)膶?dǎo)軌結(jié)構(gòu)及尺寸，使其在給定的載荷及工作溫度范圍內(nèi)，有足夠的剛度，良好的耐磨性，以及運動輕便和平穩(wěn)。 4.選擇導(dǎo)軌的補償及調(diào)整裝置，經(jīng)長期使用后，通過調(diào)整能保持需要的導(dǎo)向精度。 5.選擇合理的潤滑方法和防護裝置，使導(dǎo)軌有良好的工作條件，以減少摩擦和磨損。 6.制訂保證導(dǎo)軌所必須的技術(shù)條件，如選擇適當(dāng)?shù)牟牧希约盁崽幚?、精加工和測量方法等。 CPC微型導(dǎo)軌選型第一步-確定軌寬 軌寬指滑軌的寬度。軌寬是決定其負(fù)載大小的關(guān)鍵因素之一，四排滾珠（也有部分兩排珠的）的方軌現(xiàn)貨產(chǎn)品一般有15、20、25（23）、30（28）、35（34）、45、55（53）、65（63），某些品牌最大只生產(chǎn)到45規(guī)格，有些小廠家可能只到30。期貨產(chǎn)品也有85、120等，但大部分廠家不生產(chǎn)。 扁軌（微型滑軌，基本是兩排滾珠）規(guī)格有3、5、7、9、12、15，上述6個規(guī)格又各有一個寬型規(guī)格（滑軌寬度是標(biāo)準(zhǔn)型的2倍，其中15型滑軌的安裝孔是2列），一共12種，但是有些廠家不能生產(chǎn)7以下的型號，具體請咨詢該品牌供應(yīng)商。注：（）中是實際軌寬。導(dǎo)軌選型第二步-確定軌長 這個長度是軌的總長，不是行程。全長=有效行程+滑塊間距（2個以上滑塊）+滑塊長度滑塊數(shù)量+兩端的安全行程，如果增加了防護罩，需要加上兩端防護罩的壓縮長度。需要注意的是，事先問清楚該品牌該規(guī)格導(dǎo)軌整支的最大長度，超過這個長度是需要對接使用的。多數(shù)廠家整支長度最大是4000（微軌一般是1000），有些是3000，這和廠家的加工設(shè)備有關(guān)。需要對接并且用戶想事先在機器上加工安裝孔的情況下最好提供接口圖紙。另一點請?zhí)貏e注意，導(dǎo)軌上的安裝孔孔間距是固定的，用戶在確定軌長時要注意位置，例：15的軌，長600。如果不告訴供應(yīng)商需要的端部尺寸，一般到貨的狀態(tài)是10個安裝孔，導(dǎo)軌兩端面到各自最近的安裝孔中心的距離是30、30，但也有可能是其他尺寸。各品牌對端部尺寸的出貨規(guī)定略有差異，多數(shù)是默認(rèn)兩端相等。還有一點，導(dǎo)軌的長度誤差，一般品牌默認(rèn)2000以下12mm，20004000的23mm，如果用戶要求比較精確，最好在訂購合同上注明誤差值或提供圖紙。這種情況供應(yīng)商可能會收取附加加工費。導(dǎo)軌選型第三步-確定滑塊類型和數(shù)量 常用的滑塊是兩種：法蘭型，方形。前者高度低一點，但是寬一點，安裝孔是貫穿螺紋孔，后者高一點，窄一點，安裝孔是螺紋盲孔。兩者均有短型、標(biāo)準(zhǔn)型和加長型之分（有的品牌也稱為中負(fù)荷、重負(fù)荷和超重負(fù)荷），主要的區(qū)別是滑塊本體（金屬部分）長度不同，當(dāng)然安裝孔的孔間距也可能不同，多數(shù)短型滑塊只有2個安裝孔?；瑝K的數(shù)量應(yīng)由用戶通過計算確定，在此只推薦一條：少到可以承載，多到可以安裝?；瑝K類型和數(shù)量與滑軌寬度構(gòu)成負(fù)載大小的三要素。導(dǎo)軌選型第四步-確定精度等級 任何廠家的產(chǎn)品都會標(biāo)注精度等級，有些廠家的標(biāo)注比較科學(xué)，一般采用該等級名稱的第一個字母，如普通級標(biāo)N，精密級標(biāo)P。有些廠家以1、2、3、4、5表示精度從高到低，也有反過來的，總之以把客戶弄糊涂為原則。用戶若質(zhì)疑其精度，可以查閱樣本。精度是個綜合概念，一般由滑塊基準(zhǔn)側(cè)面相對同側(cè)滑軌側(cè)面的行走直線誤差、組合高度誤差，滑軌側(cè)面至滑塊基準(zhǔn)側(cè)面寬度誤差、成對高度誤差以及成對寬度誤差構(gòu)成。對于多數(shù)產(chǎn)業(yè)機械，普通級精度可以滿足要求，高一點的就選H級，數(shù)控機床等設(shè)備以選擇P級常見，其他超精密機械選擇SP（超級精度）、UP（頂級精度）為宜。后面3個等級需要苛刻的安裝、使用條件才能展示其性能。導(dǎo)軌選型第五步-確定其他參數(shù) 除上述4個主要參數(shù)外，還有一些參數(shù)需要確定，例如組合高度類型、預(yù)壓等級等。 組合高度類型主要有2類：高組裝型和低組裝型，顧名思義，高組裝型的組合高度（滑軌的底面到滑塊的頂面）要高一些，而低組裝型要低一些，視規(guī)格大小差異在27mm之間，造成這個差異的原因是滑塊高度尺寸不同，與滑軌無關(guān)。這兩種類型對導(dǎo)軌副其他參數(shù)影響不太，用戶都可以選用。我提示兩點：一是高組裝型多數(shù)品牌現(xiàn)貨供應(yīng)，低組裝型可能備貨較少，考慮到以后損壞的訂貨時間，盡量選前者。二是高組裝型的滑塊一般會比低組裝型的貴一點點，30以下的大約也就是10幾塊到20幾塊吧。 預(yù)壓等級是個什么東東呢，說起來有點麻煩，各位就這么簡單理解吧：預(yù)壓等級高的表示滑塊和滑軌之間的間隙小或為負(fù)間隙，預(yù)壓等級低的反之。感官區(qū)別就是等級高的滑塊滑動阻力大，等級低的阻力小。表示方法得看廠家選型樣本，等級數(shù)有3級的，也有5級的。等級的選擇要看用戶的實際使用場合，大致的原則是滑軌規(guī)格大、負(fù)載大、有沖擊、精度高的場合可以選預(yù)壓等級高一點的，反之選低一點。提示：1-預(yù)壓等級與質(zhì)量無關(guān)，2預(yù)壓等級與滑軌使用精度成正比，與使用壽命成反比。CPC導(dǎo)軌的安裝1導(dǎo)軌安裝結(jié)構(gòu)及精度要求 某近場測試設(shè)備水平向?qū)к壏种鲗?dǎo)軌和副導(dǎo)軌，全長各13m，跨距1.5m，是該設(shè)備各項精度極為重要的基礎(chǔ)和基準(zhǔn)。主導(dǎo)軌起主導(dǎo)作用，副導(dǎo)軌起支承作用.2 主導(dǎo)軌在水平面內(nèi)直線度調(diào)試 由于導(dǎo)軌是由13根1m長的精密導(dǎo)軌在基礎(chǔ)鋼軌上拼接而成。為了便于精密導(dǎo)軌的拼接和調(diào)試，我們將此過程分成鋼軌粗調(diào)與精密導(dǎo)軌精調(diào)兩步。鋼軌粗調(diào)我們采用拉鋼絲法 ，在鋼軌上置一滑塊，滑塊上安裝一帶有刻度的讀數(shù)顯微鏡，顯微鏡的鏡頭對準(zhǔn)一直徑為0.3mm的鋼絲，鏡頭垂直放置。在鋼軌一端固定鋼絲，另一端通過滑輪吊一重錘，然后調(diào)整鋼絲兩端，使顯微鏡在鋼軌兩端時鋼絲與鏡頭上的刻線重合。此時，鋼絲在水平面內(nèi)已是一理想直線，換句話說為一基準(zhǔn)。移動滑塊即檢查出鋼軌上任一位置的直線度，并進行調(diào)整直到鋼軌全長在水平面內(nèi)直線度調(diào)至0.3mm范圍內(nèi)。然后，用配作法安裝精密導(dǎo)軌。此時，精密導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度在0.3mm范圍內(nèi)，給進一步調(diào)整帶來了方便。主直線導(dǎo)軌在水平面內(nèi)直線度精調(diào)首先將寬45mm精密導(dǎo)軌相對13m長度簡化成一直線。一般情況下，測量水平面直線度可采用準(zhǔn)直儀、平行光管等普通光學(xué)儀器，但該導(dǎo)軌較長，超出了測量范圍且讀數(shù)困難，因此，我們采用了德國產(chǎn)200m對線望遠(yuǎn)鏡測試法。將光源及鏡頭讀數(shù)裝置分別置于導(dǎo)軌兩端，目標(biāo)固定于原配導(dǎo)軌滑塊上，移動滑塊(目標(biāo)) 即可測出導(dǎo)軌全長任一點的誤差。調(diào)整調(diào)整座上的相應(yīng)螺栓，在壓板螺栓預(yù)緊狀態(tài)下，分段調(diào)整。讀數(shù)精度為每格0.001mm。3 主導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)直線度及與大地水平度調(diào)試 為了充分反映主導(dǎo)軌全長上任一點的誤差，我們采用了德國產(chǎn)0.01mm/1000合像水平儀，每隔100mm(滑塊長)首尾相連測試法共測115點計11.5m。調(diào)試時采用0.015mm/1000框式水平儀，1m直尺及等高塊規(guī)置于兩調(diào)整座之間。調(diào)整水平調(diào)整螺栓使框式水平儀讀數(shù)盡可能小，且使水平儀水泡方向交錯，左右座位同時兼顧調(diào)整，直至得到滿意的讀數(shù)值。然后將合像水平儀置于滑塊上模擬工作狀態(tài)，移動滑塊，每100mm讀數(shù)一次，得到115個讀數(shù)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后畫出曲線圖，從圖中量出主導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度及與大地水平誤差。也可通過旋轉(zhuǎn)法進行數(shù)據(jù)處理直接得到兩項誤差，結(jié)果與作圖法一致。4 主導(dǎo)軌扭曲度的調(diào)整 主導(dǎo)軌扭曲度是原設(shè)計未要求而我們認(rèn)為極為重要的精度。它的誤差直接影響副導(dǎo)軌的調(diào)整和在使用過程中將影響滑臺的運動自如，以至影響整個裝置的使用和精度。因此，我們設(shè)定其誤差0.05mm，將0.03mm/1000框式水平儀橫向(垂直于導(dǎo)軌)置于滑塊上，移動滑塊可測出任一點的扭曲度。通過加墊片調(diào)整，最終保證誤差0.05mm/全長。5 副導(dǎo)軌調(diào)整 為保證副軌與主軌在兩個平面內(nèi)的位置精度，我們用一根2m直尺(自身平行度0.01mm)，另設(shè)計固定滑塊的夾具。將直尺置于兩軌間作為“過橋”。如此，直尺可通過兩軌上滑塊在兩軌上任意移動，且充分模擬工作狀態(tài)。垂直面內(nèi)副導(dǎo)軌直線度及與主導(dǎo)軌平行度在垂直面內(nèi)與主軌平行及副軌本身在垂直面內(nèi)直線度這兩項精度，可通過調(diào)測主副軌任一點的等高來反映。在“過橋”(直尺)上置一0.01mm/1000合像水平儀。移動“過橋”，讀水平儀讀數(shù)。調(diào)整時僅調(diào)副軌各調(diào)整機構(gòu)，直至誤差0.05mm。此結(jié)