精密數控車床直線滾動導軌的安裝與維護

2019-10-21 14:27:19陳輝

中國電氣工程學報 2019年27期

陳輝

摘要：介紹了直線滾動導軌的安裝與維護

關鍵詞：基準側導軌;從動側軌道;線軌滑塊

一、直線線軌的介紹，在機床的應用及與硬軌的比較

直線滾動導軌是近些年數控機床制造行業廣泛應用的一種功能部件，其特點為1. 容許載荷大，且在所有方向上都具有高剛性;2.定位精度高，容易獲得較高的行走精度并能長期維持高精度;3能無間隙輕快的運動;4.具有出色的高速性;5.安裝方便，維護保養簡便可用于各種各樣的環境;由于具有以上特性，使其在精密數控機床上采用，達到了維護保養、更換簡便、設備的生產效率增高、節能效果大、總成本低及機械設計高效化、高精度化。

在數控系統高速發展的今天，數控機床性能也隨之提高，其加工精度、快移速度也都相應提高，為適應變化，原有的鑄鐵導軌直線度、平行度要提高，導致加工難度加大，鑄鐵導軌與機床基座多為一體式結構，整體加工廢品率提升，為提高機床制造效率，鑄鐵導軌正被直線導軌取代，同時直線導軌的滾動摩擦阻力可減小至滑動導軌摩擦阻力的1/20～1/40，尤其潤滑結構簡單，易潤滑，且效果優良，摩擦接觸面的磨耗最低，因此可以長時間維持行走精度。直線導軌的安裝只需在銑削加工的安裝面上，以一定的步驟組裝，即能重現直線導軌的加工精度，可降低傳統磨削、鏟花加工的時間與成本。并且其可互換特性，可以將滑塊任意配裝在同型號的導軌上，同時又保持相同的流暢度和精密度，安裝、維修保養都簡便。

這里主要介紹直線導軌在數控車床上的使用事項，在車床上通常是兩根一組使用，每根導軌上使用兩塊滑塊，導軌固定于機床安裝面上，滑塊用來固定和承載移動工作臺;兩根導軌中一根為基準導軌，另一根為從動導軌，在同一平面上安裝的所有導軌標有相同的制造編號。在這些導軌中，通常基準導軌編號后會有廠家的特殊標記來加以區別。在基準導軌上的滑塊設置有按規定精度要求加工的基準面，其可作為工作臺的定位基準。

直線滾動導軌的使用場合很多，雙軸常見的有水平使用、橫向或縱向傾斜使用，也有垂直使用和掛壁使用的。對于高速、精密、重載的數控車床通常采用水平或傾斜45°角的安裝方式。這里選擇機械中有振動沖擊作用且要求高剛性和高精度的安裝為例（見圖1）。

二、安裝面的要求，安裝的注意事項及步驟

1.工作臺安裝面要求

直線導軌通常模仿工作臺安裝面的精度，但是，當在1根導軌上設有2個以上的滑塊時，由于工作臺行程短于安裝面長度，以及安裝誤差的平均化效果，使工作臺的精度往往高于安裝面精度，大約平均縮小1/3。由于直線滾動導軌具有上述優點，導軌安裝面的加工實現了以銑削代替磨削的工藝步驟。具有安裝優勢不等于可以隨意加工安裝面;由于表面粗糙度是由表面波紋度和幾何形狀誤差形成的，表面波紋度的形成是由于加工過程中隨機因素引起的，這些因素在加工過程中的隨機性決定了加工面的隨機性。因此導軌安裝面和導軌依靠面的加工一定要按圖紙要求，安裝面和臺肩面的夾角須刨出退刀槽或R圓角。

2.安裝步驟

首先，在安裝前務用油石必清除所要安裝機械安裝面上的毛刺、打擊傷痕及污物。通常直線導軌上都涂有一層防銹油，安裝前請用洗凈油將其擦拭干凈后再安裝，防銹油除去后的基準面容易生銹，推薦涂抹上薄薄一層低粘度機油，可起到防銹作用。按照廠家說明標識分清楚基準側和從動側。

基準側導軌安裝：（見圖2）

1）將直線導軌輕輕地放置于安裝面上，安裝面的橫向基準面要與直線導軌的基準面對上，不完全鎖緊裝配螺栓使直線導軌與安裝面輕輕的緊靠。注：請使用干凈的裝配螺栓來固定直線導軌，同時，在將裝配螺栓插入直線導軌的安裝孔時，要事先確認螺栓孔是否吻合，如果孔不吻合而強行擰入螺栓，則會降低精度。

2）這時請橫向用力使導軌緊貼安裝面的臺肩，按順序將直線導軌的側壓板螺絲擰緊，使軌道與橫向安裝面緊靠，將千分表固定在軌道滑塊上，在平行于軌道方向放置一個基準平尺，移動滑塊，相對于軌道找正平尺兩端，兩端相差≤0.001mm，然后再移動滑塊檢查軌道全長上與基準平尺的平行度，THK線軌H級和上銀線軌要求找正全長上平行度誤差≤0.005，THK線軌P級以上的要求找正全長上誤差≤0.002。

3）將基準平尺立起，用上述方法找平軌道上平面平行度≤0.005。

4）使用力矩扳手，將裝配螺栓按規定的扭矩擰緊，擰緊順序為，從中央位置開始向軸端部按順序擰緊，這樣可獲得穩定的精度。壓塊螺釘或頂絲與導軌螺釘一一對應壓緊，依次循環三次即安裝完畢。

（參看直線導軌螺釘鎖緊扭矩表）

從動側軌道安裝：（見圖3、4）

將基準側的2個線軌滑塊固定在橋板上，而將從動側的直線導軌和線軌滑塊（1個）分別暫時固定在安裝面和橋板上，擰緊側壓板螺絲，使從動側直線導軌與橫向安裝面緊靠，將千分表的支座固定于橋板上，千分表的測定端子與從動側的線軌滑塊側面相接觸，從一端開始移動橋板，一邊調整從動側直線導軌的平行度≤0.005（THK線軌P級及以上要求平行度≤0.003），一邊按順序使用力矩扳手，從中間位置向兩軸端，全鎖緊從動側直線導軌的裝配螺栓。（參看直線導軌螺釘鎖緊扭矩表）

線軌滑塊的安裝：（見圖5）

1）將床鞍或中滑板輕輕放置在線軌滑塊上，不完全鎖緊安裝螺栓。

2）通過側壓板螺絲將線軌滑塊的基準面與床鞍或中滑板側面基準面接觸，使工件定位。

3）使用力矩扳手，全鎖緊基準測和從動側的裝配螺栓，完成安裝。

（裝配螺栓的擰緊順序應按對角線順序進行，則可使工件均勻的固定）

將專用防塵蓋一點一點地輕敲入導軌裝配螺栓孔，直到與直線導軌的上面為同一平面為止。

附圖：高剛性、高精度安裝例。

附圖：安裝步驟圖。

附表：直線導軌螺釘鎖緊扭矩表（機床基座多為鑄鐵，此處以鑄鐵為例）。

三、日常維護注意事項

直線滾動導軌在機械設備中應用廣泛，工況也復雜，冷卻液、冷卻油、金屬碎屑、粉塵、振動都會對其精度、壽命產生影響，因此做好直線導軌的日常維護工作至關重要。日常維護包括以下幾個方面。

1）首先是直線導軌的自身潤滑問題，通常在擦拭防銹油后會在線軌滑塊里封入潤滑脂或潤滑油，填充潤滑劑后，先來回推動滑塊至少3個滑塊長度的行程，重復此動作2此以上，并確認導軌表面是否有油膜均勻涂布。在機器出廠使用后，建議每200km添加潤滑劑一次。另外可以考慮使用自動潤滑泵間歇供油。