什么是机器导轨以及如何选择它们？
导轨是机床最重要的部分，因为刀具运动的精度取决于它们。 从这篇文章中，您将了解 CNC 机床的圆形和直线导轨是什么，哪些是更好的选择 - 滚子、滚珠或其他铝制导轨。
一般描述
工件和工具的任何相互运动都沿着导轨发生 - 一种导轨。机器的工作体或其中固定有工件的装置沿着它们行走。 而且由于这些运动直接影响产品的质量，因此导轨必须满足许多要求。
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刚性和硬度。 金属加工时，会产生很大的切削力 - 100 kg 或更多。不可能让机器的工作体“行走”超过规定的质量。因此，导轨采用合金钢牌号——ШХ-15、95Х18，其次是热处理，以及各种类型的陶瓷。
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低摩擦力。 在 CNC 机床上加工复杂零件时，刀具会急速移动。并且由于摩擦力的增加，其运动的准确性会丢失。
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耐磨性。 在简单的木工机器模型中，导轨与床身一体铸造，而在 CNC 机床中，导轨与床身机械连接。但在所有情况下，维修都是一项复杂而负责任的业务。
由于机器的类型和型号很多，因此它们的指南各不相同。
种类
任何机器的成型运动都是旋转运动和直线运动。 他们需要适当的指导。
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圆工作台常用于回转工作台，从各个侧面加工工件时。它们存在于铣削和 5 轴机床中。
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车床和多操作数控机床的动力头和卡尺沿直线垂直和水平移动。
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专用机器设备需要倾斜。
制作指南越容易，它们就越便宜，但它们并不总是能提供所需的运动精度。 因此，必须正确选择横截面的形状。
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长方形，与床同时浇铸，最简单。 通常在廉价的台式机中找到。
由于它们的承载面积大，它们可以很好地应对静载荷，但具有很高的摩擦力。
它们在工作精度方面没有区别，因为由于磨损，导轨和衬套之间会出现间隙。但是它们是可修复的，它们很容易研磨。
- 三角形或棱柱形，更准确地说，因为由于斜边，没有间隙。它们在机床行业被广泛使用，但现在正逐渐被其他类型所取代。
- 抛光圆柱轴 - 简单通用，易于安装在机器上或更换。感应硬化和表面光洁度确保耐磨性和低摩擦性。但是有一个缺点 - 沿边缘紧固会导致在自身重量或卡钳质量下下垂。一点点，但已经导致产品错误。因此，这种导轨的长度不超过1m，轴的直径与长度之比至少应为0.05，最好为0.06-0.1。
- 花键轴 更好地抵抗弯曲和扭曲。并且骑在轴上的套筒不能自行转动，增加了整机的刚性。花键轴的缺点与抛光轴的缺点相同。还有一件事——花键轴很难正确安装在机器上，所以很少见。
- 圆柱导轨 - 这些是普通的圆形导轨，但在整个长度上它们被焊接到棱柱形支架上。这增加了刚性。当机器加工大型工件时，这些导轨随床身弯曲，因此刀具或工件的相对位置不会改变。这意味着精度提高了。而且这些铁轨很便宜。
- “燕尾” 用于需要在交变和静态负载下具有刚性和稳定性的重型机床。它们与床一体铸造，因此磨损后很难修复。只有制造商或非常谨慎的手工工作人员才能沿整个长度磨削平面。但是这样的铁轨服务了很长时间。
- 钢铝型材 - 工作中最可靠的。由于滚珠或滚子沿其移动的凹槽，此类导轨可以很好地保持负载，不会移动，不会扭曲或弯曲。
但它们很昂贵，因为它们在制造过程中需要特别高质量的加工。而且它们也难以安装在机器上，因为需要紧固件的高精度和对齐。
机器的质量不仅受导轨本身的影响，还受到它们的往复衬套的影响。 在机械工程中，它们被合并为一个术语——指南。而摩擦力、定位精度和影响运动的一切都取决于这对鞋的设计。因此，导轨是不同的：滑动、滚动和组合。
滚动导轨
在它们中，卡钳套筒沿着轨道骑在滚珠或滚子上。套筒上制作了特殊的螺旋槽，因此，当滚珠到达边缘时，它们会返回其原始位置。让我想起了轴承。 这种解决方案有很多优点。
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良好的动态品质和低摩擦 – 卡尺可以快速加速和停止。这对于精确加工诸如切口和底切的小零件很重要。
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低散热 – 导轨不会因热效应而变形。这对于高精度（精密）设备尤其有用。
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它们易于维护 – 磨损时，更换滚珠就足够了。它们比导轨软，因此磨损更快。
但有一个缺点——阻尼能力低。这意味着切削过程中产生的振动总是传递到机床床身。这会降低处理的准确性并导致联姻。例如，在粗加工操作中，如果余量不均匀，就会发生振动。
滚动导轨的设计略有不同。 它们是滚子和球。
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滚子轴承比滚珠轴承承受更大的载荷。但是在滚轮末端发生的摩擦会降低动态质量。
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滚珠轴承更适合精密工作，但不能容忍增加的切削条件。
对于困难的条件，需要其他设计。
滑动导轨
其中，套筒沿润滑层沿导轨滑动。 由于支撑面积大，能承受包括冲击载荷在内的剧烈载荷，因此被广泛用于初始加工方式。 但是在这些导轨中，静摩擦力远高于运动摩擦力，因此，在低速时，节点不会均匀移动，而是跳跃。
为了弥补这一点，使用了各种技术解决方案。
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流体动力具有简单可靠的设计。 油通过导轨和衬套之间的润滑槽被吸入其中，从而分隔摩擦表面。这些凹槽沿着导轨的整个长度。这种导轨具有高刚性和良好的阻尼质量。缺点 - 它们仅在高速下才能正常工作，否则没有流体动力效应。此外，在加速和减速期间，操作条件恶化。这种导轨广泛用于刨床和旋转机中。
- 静液压没有这些缺点。 它们是在泵的压力下润滑的，所以表面总是有一层厚度为10-50微米，有时甚至100微米的油膜。
但它们有严重的缺点——它们需要用于油循环和过滤的设备，在运行过程中会发生加热，并且需要特殊的装置将卡钳固定在所需的位置。此外，该系统难以维护。
静压导轨广泛用于重型和独特的高精度数控机床。它们是开放的和封闭的。开放式（无带）设计更简单，在稳定的操作条件和大质量的卡钳下使用。封闭式的更能抵抗弯曲和倾翻，但需要仔细和昂贵的制造。
- 空气静力学使用空气而不是油。 因此，它们具有低摩擦、高精度和耐用性。如果您卸下气源，卡钳将牢固锁定，这与静液压装置不同。但是它们的刚性和动力更差，并且由于空气密度低而出现振动。并且必须定期清洁空气通道。
这些导轨已在轻型机床中证明了自己。它们用于坐标测量机、PCB制造机和类似设备。
经常使用的设计结合了不同类型指南的积极品质。
结合
采用半流体或液体润滑、混合滚动-滑动摩擦等解决方案。它们具有高刚性和平稳运行。但是它们的寿命很短。
无论设备多么完美，都需要保护免受损坏和定期维护。
配件和消耗品
主要任务是确保摩擦部件之间只有油。 为此，指南受到特殊设备的保护。
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波纹橡胶保护不会产生冷却液 （切削液）接触金属制品，可防止灰尘和小碎屑。但它无法应对尖锐的切屑或大型物体，例如，如果工件掉在床上。
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滚动保护更可靠。 当卡尺移动时，它会卷成一卷，另一方面，它会展开。因此，导轨总是用金属胶带覆盖，尽管是薄壁的。
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伸缩式 - 最可靠的。 一个厚盒子在导轨的整个长度上展开并从四面八方覆盖它们。
但请记住，保护越大，折叠它所需的努力就越多。而且摩擦力越大。因此，对于需要高动态质量的弱或精密机器，您不应选择伸缩式选项。 但不建议节省保护。
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有时需要手动清洁导轨。为此，您需要一个刮刀。
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如果在操作过程中产生过多的碎屑，则建议将雨刮器固定在卡钳上。
技术喜欢维护。
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抹布是清洁表面污垢和旧油的理想工具。
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表面润滑油可保护零件免受腐蚀。此外，您需要定期用油冲洗导轨以清除氧化物。
但是，如果这些工具没有帮助，您可以随时购买新的指南。
选择的特点
维修时，您可以简单地购买相同的指南。并且您可以升级机器。 请记住几件事。
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导轨安装有预紧力。 它由滑架中滚珠或滚子的直径调节。例如，对于沿 X 轴和 Y 轴的 CNC 车床，预紧力应为 0.08C。而对于Z轴，应该是0.13C。从而保证了整个结构的高刚性。
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导轨必须与整台机器的精度等级相对应。
确定产品类型。
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抛光轴适用于加工长度小于1m的软质工件。
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要磨锐金属或大型木制毛坯，您需要型材导轨。
最后，只在受信任的商店购买组件。
往往有赝品，不仅破坏了空白，而且破坏了合同。为了证明你的观点，无需编辑即可一次性拍摄视频新指南的解包。
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