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各類(lèi)機床導軌的比較及其分析

設計者在設計機床時(shí)，導軌的設計形式是多種多樣的。人們不禁要問(wèn)，哪一種導軌是最佳的。本文闡述的是各種導軌的比較和分析其不同的原因。
機床控制元件的運動(dòng)實(shí)現了機床的精密加工，這是手動(dòng)工具和機床的主要區別，下面討論的是機床的控制元件之一——導軌系統。
機床制造者最關(guān)心的莫過(guò)于機床的精度，剛性和使用壽命。對導軌系統的研究途徑是很不夠的，至少在機床制造技術(shù)方面沒(méi)有把它放在重要的位置上，在機床樣本，宣傳廣告上，最具有吸引力的技術(shù)參數是：主軸轉速、進(jìn)給速度、換刀時(shí)間和快速進(jìn)給速度。當然，這些參數對機床的性能是很重要的。但導軌為機床功能的實(shí)現奠定了可靠的基礎。
各種類(lèi)型的機床工作部件，都是利用控制軸在指定的導軌上運動(dòng)，機床設計者根據機床的類(lèi)型和用途選用各種不同形式的導軌系統，用得較為廣泛的有下列三種；即平面導軌、直線(xiàn)滾動(dòng)導軌和循環(huán)滾柱與平面導軌的組合所構成的滾動(dòng)體導軌。當然系統遠不止上述三種形式，還有其它形式的導軌。
導軌的功能
盡管導軌系統的形式是多種多樣的，但工作性質(zhì)都是相同的，機床工作部件在指定導軌系統上移動(dòng)，尤如火車(chē)沿著(zhù)鐵軌在指定的方向上行駛。無(wú)論是機床導軌還是鐵路上的鐵軌，都是體現如下三種基本功能：
(1)為承載體的運動(dòng)導向
(2)為承載體提供光滑的運動(dòng)表面
(3)把火車(chē)的運動(dòng)或機床的切削所產(chǎn)生的力傳到地基或床身上，減少由此產(chǎn)生的沖擊對乘客和被動(dòng)加工零件的影響。
沿導軌系統的運動(dòng)，大多數為直線(xiàn)運動(dòng)，也有少數為弧線(xiàn)運動(dòng)。本文討論的重點(diǎn)是直線(xiàn)導軌系統。當然，直線(xiàn)導軌的很多技術(shù)可以直接應用弧形導軌。
導軌為什么被稱(chēng)為“系統”呢？這是因為導軌系統的工作包含著(zhù)若干元件的同時(shí)工作，最基本的元件為一個(gè)運動(dòng)元件和一個(gè)固定元件。運動(dòng)元件的形式有多種多樣，以后將予以詳細介紹，固定元件一般為道軌式，它是導軌精度的保證，如果導軌彎曲變形，運動(dòng)元件或滑動(dòng)元件便失去精確的導向。
機床制造廠(chǎng)都在盡最大的努力，確保導軌安裝的精確性。導軌被加工前。導軌和工作部件都已經(jīng)過(guò)時(shí)效處理。以消除內應力。為了保證導軌的精度和延長(cháng)使用壽命，刮研是一種常用的工藝方法。
鑲鋼導軌
機床上最常用的導軌形式是鑲鋼導軌，它的使用已有很長(cháng)的歷史。鑲鋼導軌是導軌系統的固定元件，其截面為矩形。它可水平裝在機床的床身上，也可以與床身鑄成一體，分別被稱(chēng)為鑲鋼式或整體式。鑲鋼式導軌是由鋼制成的，經(jīng)淬硬和磨削。硬度在洛氏硬度60度以上、把鑲鋼導軌用螺釘或粘結劑（環(huán)氧樹(shù)脂）貼在機床床身或經(jīng)刮研的立柱配合表面上，確保導軌獲得最佳的平面度。這種形式，維修更換方便、簡(jiǎn)單，很受維修工人的歡迎。
整體導軌或鑄造導軌，即鋼導軌與底座鑄成一體，加工后再經(jīng)精磨到要求的尺寸和光潔度。導軌必須經(jīng)過(guò)火焰淬火提高表面硬度，以提高導軌的耐磨性。床身一般為球墨鑄鐵，當然球墨鑄鐵的硬度比不上鋼，整體導軌可以重新修理和淬硬，但更換它幾乎是不可能的。
為了實(shí)現上述的目的，機床制造者過(guò)去的通常做法是：鋼導軌的邊緣設計有鉤形的“耳朵”，在澆鑄底座前，把鋼導軌置于底座的鑄模內，再把鐵水澆入鑄模內，這樣便把鋼導軌與底座鑄成一體。