CN103769868B - 间隙可调式滚滑复合导轨副 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种间隙可调式滚滑复合导轨副，包括相互配合的导轨、滑块及间隙调整机构。滑块包括两个端面挡板，滑块本体，滑块底部设置有与导轨相配合的凹槽，凹槽左侧面与导轨的侧向承载面之间沿导轨长度方向设置导轨软带，凹槽的上表面与导轨的法向承载面之间沿导轨长度方向设置导轨软带，凹槽的左下角设置一个U形槽，U形槽内沿导轨长度方向设置与导轨导向面相配合的滚动块。本发明兼顾滚动导轨和滑动导轨的优点，在重载重切削的情况下，保证运动导轨的导向、定位精度及导轨承载能力的同时，又能合理有效地减小运动阻力，提升了运动导轨的灵敏度、刚性和抗振性，提高了加工效率，增加了导轨使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于导轨副技术领域，特别是一种间隙可调式滚滑复合导轨副。
背景技术
随着中国经济的快速发展，大型项目如高速铁路、风电设备、国产大飞机项目、航空航天设备、汽车制造装备和工程机械制造对能实现重载、高速及大扭矩切削的重型数控机床性能要求日益提高。导轨是重型数控机床的核心部件之一，它在很大程度上决定重型数控机床的刚度、精度与精度保持性。重型数控机床的执行部件（主轴箱、刀架、工作台）重量大，对导轨的承载能力及重载重切削下的运动性能提出了更高的要求。
目前，重型机床用导轨主要有滚动导轨、滑动导轨和静压导轨。
滚动导轨是由承导件和运动件之间放入滚动体，并能使相匹配的两个导轨面不直接接触，从而具有摩擦阻力小、随动性和高速运动性能好、定位精度和重复定位精度高等优点，但其在重载情况下其接触应力大，抗振性、刚性较差。
滑动导轨的接触面积大，并多采用镶条导轨或者贴塑导轨，承载能力大，抗振性、刚性好，但是其动静摩擦比较大、运动灵敏度较低，低速时易“爬行”，易磨损，使用寿命较短的缺点。
静压导轨采用液体摩擦，油膜抗振性好，但其结构复杂，成本高，维修困难，因而未能普及应用。
以上导轨类型各有优缺点，若单独使用滚动导轨或者滑动导轨均难以达到重型机床理想的性能指标和精度要求。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种间隙可调式滚滑复合导轨副。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种间隙可调式滚滑复合导轨副，包括导轨、滑块和间隙调整机构，所述滑块设置在导轨上，间隙调整机构位于导轨、滑块之间，
所述导轨左侧面为侧向承载面，导轨左上角为斜面，该斜面为导向面，导轨上表面为法向承载面，导轨右凸起部下表面为预紧力承载面；
所述滑块包括两个端面挡板和滑块本体，该两个端面挡板位于滑块本体前后两侧，滑块底部设置有与导轨相配合的凹槽，凹槽左侧面与导轨的侧向承载面之间沿导轨长度方向设置第一导轨软带，凹槽的上表面与导轨的法向承载面之间沿导轨长度方向设置第二导轨软带，凹槽的左上角设置一个U形槽，U形槽内沿导轨长度方向设置与导轨导向面相配合的滚动块；
所述的间隙调整机构包括斜镶条、压板和两个镶条固定板，所述斜镶条位于压板上方，并与其相贴合，两个镶条固定板位于斜镶条和压板两侧并通过螺钉固连，斜镶条的上表面沿滑块长度方向设置与导轨的预紧力承载面相配合的第三导轨软带，压板与滑块本体固定连接。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：1）本发明间隙可调式滚滑复合导轨副是通过滚动块内的圆柱滚子列与导轨导向面配合形成滚动导轨副，且滑块凹槽上表面和左侧面的导轨软带与导轨法向和侧向承载面贴合构成滑动导轨副。在小负载运行时，本发明中的滚动导轨副起到主要的导向、承载和卸荷作用，提高机床运动灵敏度，减少了响应时间；大负载运行时，滑动导轨起主要的承载作用，通过增大结合面间阻尼，减弱加工过程中的振动幅度，提高抗振性；2）本发明通过本身的间隙调整机构施加预紧力，消除滚动结合面和滑动结合面间隙，使得整个导轨结构受力均匀，并减弱了倾覆力矩作用，提高了滑块姿态的稳定性；3）本发明适用于重型数控机床的运动导轨，结构简单，制作工艺优良。在重载重切削情况下，能够兼有较大的承载能力和良好的运动性能，并能有效的减弱加工过程中产生的振动，从而实现重型机床运动导轨的高速、高精、高抗振性的使用要求。4）本发明兼顾滚动导轨和滑动导轨的优点，在重载重切削的情况下，保证运动导轨的导向、定位精度及导轨承载能力的同时，又能合理有效地减小运动阻力，提升了运动导轨的灵敏度、刚性和抗振性，提高了加工效率，增加了导轨使用寿命。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1是本发明间隙可调式滚滑复合导轨副的外形图。
图2是本发明间隙可调式滚滑复合导轨副导轨的截面图。
图3是本发明间隙可调式滚滑复合导轨副滑块倒置时的爆炸图。
图4是本发明间隙可调式滚滑复合导轨副间隙调整机构的分解图。
图5是本发明间隙可调式滚滑复合导轨副于机床Y向进给系统的总装效果图。
图中各标号所代表的含义为：1.导轨、2.滑块、3.间隙调整机构、201.第一固定螺钉、202.端面挡板、203.滑块本体、204.第一导轨软带、205.第二导轨软带、206第二固定螺钉、207.滚动块、301.第三固定螺钉、302、紧固螺钉、303.调整螺钉、304.镶条固定板、305.斜镶条、306.第三导轨软带、307.压板、308.连接螺栓、01a.侧向承载面、02a导向面、03a法向承载面、04a预紧力承载面。
具体实施方式
结合图1至图5，一种间隙可调式滚滑复合导轨副，包括导轨1、滑块2和间隙调整机构3，所述滑块2设置在导轨1上，间隙调整机构3位于导轨1、滑块2之间，
所述导轨左侧面01a为侧向承载面，导轨左上角为斜面02a，该斜面为导向面，导轨上表面03a为法向承载面，导轨右凸起部下表面04a为预紧力承载面；
所述滑块2包括两个端面挡板202和滑块本体203，该两个端面挡板202位于滑块本体203前后两侧，滑块底部设置有与导轨相配合的凹槽，凹槽左侧面与导轨的侧向承载面01a之间沿导轨长度方向设置第一导轨软带204，凹槽的上表面与导轨的法向承载面03a之间沿导轨长度方向设置第二导轨软带205，凹槽的左上角设置一个U形槽，U形槽内沿导轨长度方向设置与导轨导向面相配合的滚动块207；
所述的间隙调整机构3包括斜镶条305、压板307和两个镶条固定板304，所述斜镶条305位于压板307上方，并与其相贴合，两个镶条固定板304位于斜镶条305和压板307两侧并通过螺钉固连，斜镶条305的上表面沿滑块长度方向设置与导轨的预紧力承载面04a相配合的第三导轨软带306，压板307与滑块本体203固定连接。
所述导轨1、滑块2、间隙调整机构3的材料均为钢，所述三个导轨软带的材料均为聚四氟乙烯。所述导轨1的导向面02a、侧向承载面01a和法向承载面03a均经过淬火处理，淬硬深度为1mm-2mm。所述滑块2底部凹槽的上表面与U形槽底面的夹角为45°。两个镶条固定板304与斜镶条305之间均设有调整螺钉303。斜镶条305底面与压板307上表面均为1：50的斜面。
本发明的导轨结构可以镜像使用，即机床上方的双导轨结构中的两个导轨是镜像对称的。
下面进行具体描述：
本发明的间隙可调式滚滑复合导轨副，包括导轨1和可以在导轨上运动的滑块2以及间隙调整机构3。所述导轨左侧面01a为侧向承载面，导轨左上角斜面02a为导向面，导轨上表面03a为法向承载面，导轨右凸起部下表面04a为预紧力承载面。
所述的滑块2包括两个端面挡板202，端面挡板通过第一固定螺钉201与滑块本体203固连，滑块底部设置有与导轨相配合的凹槽，凹槽左侧面与导轨的侧向承载面01a之间沿导轨长度方向设置第一导轨软带204，凹槽的上表面与导轨的法向承载面03a之间沿导轨长度方向设置第二导轨软带205，凹槽的左下角设置一个U形槽，U形槽内沿导轨长度方向设置与导轨导向面相配合的滚动块207，滚动块通过第二固定螺钉206与滑块本体2固连。
所述的间隙调整机构3包括2镶条固定板304，与斜镶条305及压板307分别通过第三固定螺钉301、紧固螺钉302相连接，两镶条固定板304与斜镶条305之间均设有调整螺钉303，通过调整螺钉303施加载荷，从而消除滚动结合面和滑动结合面间隙，使得整个导轨结构受力均匀。斜镶条305上表面沿滑块长度方向设置有与导轨的预紧力承载面04a相配合的第三导轨软带306，压板307通过连接螺栓308与滑块本体203固定连接。
所述导轨1、滑块2、间隙调整机构3的材料为钢，所述三个导轨软带均为聚四氟乙烯，在刮研软带表面时，刮研标准设为（8-10）点/25×25(mm×mm)，并使得导轨软带与导轨承载面间隙为临界摩擦状态。
所述导轨的导向面02a和承载面01a及03a均经过淬火处理，淬硬深度为1mm-2mm。
所述滑块2底部凹槽的上表面与U形槽底面的夹角为45°。
所述斜镶条305底面与压板307上表面均为1：50的斜面。
以上对本发明的具体实施实例进行了详细阐述，但本发明并不限制于以上描述的具体实施实例，其只是作为范例。任何等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (6)
1.一种间隙可调式滚滑复合导轨副，其特征在于，包括导轨[1]、滑块[2]和间隙调整机构[3]，所述滑块[2]设置在导轨[1]上，间隙调整机构[3]位于导轨[1]、滑块[2]之间，
所述导轨左侧面[01a]为侧向承载面，导轨左上角为斜面[02a]，该斜面为导向面，导轨上表面[03a]为法向承载面，导轨右凸起部下表面[04a]为预紧力承载面；
所述滑块[2]包括两个端面挡板[202]和滑块本体[203]，该两个端面挡板[202]位于滑块本体[203]前后两侧，滑块底部设置有与导轨相配合的凹槽，凹槽左侧面与导轨的侧向承载面[01a]之间沿导轨长度方向设置第一导轨软带[204]，凹槽的上表面与导轨的法向承载面[03a]之间沿导轨长度方向设置第二导轨软带[205]，凹槽的左上角设置一个U形槽，U形槽内沿导轨长度方向设置与导轨导向面相配合的滚动块[207]；
所述的间隙调整机构[3]包括斜镶条[305]、压板[307]和两个镶条固定板[304]，所述斜镶条[305]位于压板[307]上方，并与其相贴合，两个镶条固定板[304]位于斜镶条[305]和压板[307]两侧并通过螺钉固连，斜镶条[305]的上表面沿滑块长度方向设置与导轨的预紧力承载面[04a]相配合的第三导轨软带[306]，压板[307]与滑块本体[203]固定连接,导轨软带与导轨承载面间隙为临界摩擦状态。
2.根据权利要求1所述的间隙可调式滚滑复合导轨副，其特征在于，所述导轨[1]、滑块[2]、间隙调整机构[3]的材料均为钢，三个导轨软带的材料为聚四氟乙烯。
3.根据权利要求1或2所述的间隙可调式滚滑复合导轨副，其特征在于，所述导轨[1]的导向面[02a]、侧向承载面[01a]和法向承载面[03a]均经过淬火处理，淬硬深度为1mm-2mm。
4.根据权利要求1或2所述的间隙可调式滚滑复合导轨副，其特征在于，所述滑块[2]底部凹槽的上表面与U形槽底面的夹角为45°。
5.根据权利要求1或2所述的间隙可调式滚滑复合导轨副，其特征在于，两个镶条固定板[304]与斜镶条[305]之间均设有调整螺钉[303]。
6.根据权利要求1或2所述的间隙可调式滚滑复合导轨副，其特征在于，斜镶条[305]底面与压板[307]上表面均为1：50的斜面。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Granted publication date: 20160706 |
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