CN103846682A - 一种侧向预紧式滚滑复合导轨结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种侧向预紧式滚滑复合导轨结构，包括相互配合的导轨、滑块及侧向预紧机构，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一导轨软带，凹槽底面与导轨的侧向承载面之间沿导轨长度方向设置第二导轨软带，凹槽的左上角沿滑块长度方向对称设置两个U形槽，两个U形槽之间设有定位凸肩，两个U形槽内均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。
Description
技术领域
本发明涉及数控机床部件领域，特别是一种侧向预紧式滚滑复合导轨结构。
背景技术
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，重型数控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（滚珠、滚柱或滚针），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
本发明的目的在于提供一种侧向预紧式滚滑复合导轨结构。
实现本发明目的的技术方案为：一种侧向预紧式滚滑复合导轨结构，包括导轨、滑块和侧向预紧机构，所述滑块设置在导轨上，侧向预紧机构位于导轨与滑块之间;
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，导轨右部凹槽底面为预紧力承载面；
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一导轨软带，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二导轨软带，凹槽的左上角沿滑块长度方向对称设置两个U形槽，两个U形槽之间设有定位凸肩，两个U形槽内均设置与导轨导向面相配合的滚动块。
所述的侧向预紧机构包括斜镶条、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，滑动导轨副起主要的承载作用，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）本发明通过本身的侧向预紧机构施加预紧力，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，提高了滑块运行姿态的稳定性3）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。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
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。
图中各标号所代表的含义为：1.端面挡板、2.滚动块、3.第一导轨软带、4.滑块本体、5.第二导轨软带、6.导轨、7.紧固螺钉、8.调整螺钉、9.镶条固定板、10.斜镶条、11.第三导轨软带、12.压板、01a.侧向承载面、02a.导向面、03a.法向承载面、04a.预紧力承载面、05a.凹槽上表面、06a.凹槽左侧面、07b.定位凸肩。
具体实施方式
结合图1至图4，一种侧向预紧式滚滑复合导轨结构，包括导轨6、滑块和侧向预紧机构，所述滑块设置在导轨6上，侧向预紧机构位于导轨6与滑块之间;
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，导轨右部凹槽底面04a为预紧力承载面；
所述滑块包括两个端面挡板1和滑块本体4，该两个端面挡板1位于滑块本体4前后两侧，滑块底部设置有与导轨相配合的凹槽，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一导轨软带3，凹槽左侧面06a与导轨的侧向承载面01a之间沿导轨长度方向设置第二导轨软带5，凹槽的左上角沿滑块长度方向对称设置两个U形槽，两个U形槽之间设有定位凸肩07b，两个U形槽内均设置与导轨导向面相配合的滚动块2。
所述的侧向预紧机构包括斜镶条10、压板12和两个镶条固定板9，所述斜镶条10位于压板12上方，并与其相贴合，两个镶条固定板9位于斜镶条10和压板12两侧并通过螺钉固连，斜镶条10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11，压板12与滑块本体4固定连接。
所述导轨6、滑块、侧向预紧机构的材料均为钢，所述的三个导轨软带的材料均为聚四氟乙烯；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。所述滑块底部凹槽的上表面与两个U形槽底面的夹角为45°。两个镶条固定板9与斜镶条10之间均设有调整螺钉8，所述两个镶条固定板与斜镶条之间通过紧固螺钉7固连。斜镶条10底面与压板12上表面均为1：20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。
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)
1.一种侧向预紧式滚滑复合导轨结构，其特征在于，包括导轨[6]、滑块和侧向预紧机构，所述滑块设置在导轨[6]上，侧向预紧机构位于导轨[6]与滑块之间;
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，导轨右部凹槽底面[04a]为预紧力承载面；
所述滑块包括两个端面挡板[1]和滑块本体[4]，该两个端面挡板[1]位于滑块本体[4]前后两端，滑块底部设置有与导轨相配合的凹槽，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一导轨软带[3]，凹槽左侧面[06a]与导轨的侧向承载面[01a]之间沿导轨长度方向设置第二导轨软带[5]，凹槽的左上角沿滑块长度方向对称设置两个U形槽，两个U形槽之间设有定位凸肩[07b]，两个U形槽内均设置与导轨导向面相配合的滚动块[2]；
所述的侧向预紧机构包括斜镶条[10]、压板[12]和两个镶条固定板[9]，所述斜镶条[10]位于压板[12]上方，并与其相贴合，两个镶条固定板[9]位于斜镶条[10]和压板[12]两侧并通过螺钉固连，斜镶条[10]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[11]，压板[12]与滑块本体[4]固定连接。
2.根据权利要求1所述的侧向预紧式滚滑复合导轨结构，其特征在于，所述导轨[6]、滑块、侧向预紧机构的材料均为钢，所述三个导轨软带的材料均为聚四氟乙烯。
3.根据权利要求1或2所述的侧向预紧式滚滑复合导轨结构，其特征在于，所述导轨导向面[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所述的侧向预紧式滚滑复合导轨结构，其特征在于，所述滑块底部凹槽的上表面与两个U形槽底面的夹角为45°。
5.根据权利要求1或2所述的侧向预紧式滚滑复合导轨结构，其特征在于，两个镶条固定板[9]与斜镶条[10]之间均设有调整螺钉[8]。
6.根据权利要求1或2所述的侧向预紧式滚滑复合导轨结构，其特征在于，斜镶条[10]底面与压板[12]上表面均为1：20的斜面。
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