CN113043028B - 一种承重导向装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种承重导向装置，包括导轨以及其顶部与主架型材固定的导向底板，所述导轨为一根，其顶面为下凹的中心弧面；导向底板的底部设置有能与中心弧面配合的中心凸起。本方案通过将现有的两根导轨合并为一根并将在导轨中心设置与导轨宽度相当的中心弧面，并在导向底板上设置中心凸起，利用中心凸起和中心弧面配合的方式，来对主架型材进行导向，能够实现主架型材放置在导轨后的自定位，无需对主架型材进行复杂调整，并且减少偏移；通过采用中心凸起和中心弧面配合的方式，在主架型材进给运动的过程中，中心弧面对中心凸起的位置起到导向作用，在机械振动的情况下，中心凸起能够自动调整位置，修正偏移，解决导轨单向磨损的问题。

Description

一种承重导向装置

技术领域

本发明涉及导向装置技术领域，具体涉及一种承重导向装置。

背景技术

导向装置是由金属或其它材料制成的槽或脊，可承受、固定、引导移动装置或设备并减少其摩擦的一种装置，又称滑轨、线性导轨、线性滑轨，用于直线往复运动场合，拥有比直线轴承更高的额定负载，同时可以承担一定的扭矩，可在高负载的情况下实现高精度的直线运动；现有的龙门铣X轴导轨同时要完成导向和承重的功能，龙门铣床也用在对防火门钢板的加工中，其加工的主架型材的重量较大，现有技术中通常采用直线导轨与直线导轨滑块配合的方式来对主架型材的移动进行导向，但由于主架型材的重量过大，对导轨的承重能力要求较高，否则容易出现导轨磨损较大的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种承重导向装置，能够现有导轨承重不足的问题。

本发明通过下述技术方案实现：一种承重导向装置，包括导轨以及其顶部与主架型材固定的导向底板，所述导轨的顶面为下凹的中心弧面；导向底板的底部设置有能与中心弧面配合的中心凸起。

本发明是在现有的直线导轨的基础上做出的改进，本领域技术人员应当知晓现有龙门铣床中的导轨通常有两根，并且滑块的形状类似于腰形，滑块中部位置有凹陷，且其凹陷位置与导轨的凸起位置恰好配合，所述滑块与导轨上的滑块安装槽滑动配合，滑块可在导轨的滑块安装槽中滑动；但现有的直线导轨的承重能力较弱，在承接较重型材时，容易造成磨损，导轨的寿命较低，而本方案将现有的两根导轨合并为一根，导轨宽度加大，并且取消了导轨与滑块之间的弯折部位，则能够提高导轨的承重能力，解决了现有导轨承重不足的问题。申请人在使用工程中还发现，在利用直线导轨对主架型材进行运输的过程中，存在主架型材偏移的现象，当主架型材的重量较大时，直线滑块对直线导轨的侧边磨损较大，现有的导轨在长期使用后，由于加工的型材放置存在偏移或者振动后偏移的问题，而导轨的单向磨损一旦产生，就会不断加大甚至最终完全损坏；因此申请人针对上述问题做出了如下改进：将导轨设置为一根，导轨的宽度较宽，导轨截面的顶部为整体下凹的弧形，中心弧面的宽度应当等于或者略小于导轨的宽度，且中心弧面位于导轨宽度方向上的中心位置，中心弧面的弧度较小，所述导向底板的底部设置有能与下凹的中心弧面配合的中心凸起；本方案将现有的两根直线导轨合并为一根，并且取消了直线滑块与导轨配合的结构，彻底克服了当主架型材偏移后挤压直线滑块，进而使直线滑块挤压导轨一侧的内侧壁，会对导轨的内侧壁造成挤压，并在滑块滑动的过程中造成侧边磨损的问题；本方案通过是中心弧面与中心凸起配合来对主架型材起到导向的作用，采用平滑的面与面之间的配合，而非现有的直线滑块与导轨间的较为复杂的弯折面的配合，能够避免导轨弯折面处易出现磨损的问题，并且由于中心弧面的宽度较大，中心弧面对中心凸起起到一定的引导作用，即使在行进过程中中心凸起与中心弧面产生偏移，中心凸起也能在中心弧面的引导下，尽快使中心弧面与中心凸起的中部对准，以长期在偏移状态行进时容易产生的侧边磨损问题。因此，申请人采用本方案能够解决导轨长期单侧受压导致的侧边磨损问题。并且，申请人发现在将主架型材放置到导轨上之前，通常需要在主架型材的底部焊接导向底板，再使导向底板的底部的凹槽可与两根导轨上的滑块分别配合，因此，在将主架型材放置到导轨上时需要保证导轨上的滑块与导向底板上的凹槽之间恰好对准，由于主架型材的重量较大，通常需要用机械手来进行抓取和安放，需要对主架型材进行调姿，以保证放置时，导向底板和滑块之间恰好配合，但调姿通常较为繁琐，并且对机械手的强度等要求较高，否则长期夹持重物容易减少使用寿命；并且由于主架型材的重量较大，若放置时主架型材出现偏移或者歪斜的情况，那么在加工进给的过程中，会加大加工的误差。而本方案在实际使用过程中，只需用普通机械手将主架型材放置到导轨上方，基本保证主架型材与导轨的长度方向上的轴线平行即可，可存在一定偏差，此时，只需用机械手或者其他定位装置，将主架型材朝其偏移的逆向方向推动，此时导向底板的中心凸起可在中心弧面上滑动，由于中心弧面的中部为凹陷状态，若中心凸起在推动前与中心弧面的中心存在偏移，那么推动主架型材后，中心弧面对中心凸起的移动起到一定的引导作用，此时，中心凸起在推动中，中心凸起会主动向中心弧面中心滑动，当中心凸起恰好与中心弧面恰好配合时，即能够实现主架型材放置到导轨上后的自定位，无需对主架型材进行复杂调整，缩短主架型材加工前的准备时间，无需调姿，操作简单。并且将现有的两条导轨和合并为一条取消了导轨之间的间隙，能够增强导轨的承重能力，而将导轨合并为一条，并且采用较宽的中心凸起和中心弧面方式，在主架型材进给过程中，会受到机械振动的影响，即使产生微小偏移，也会由于中心弧面对中心凸起的引导作用，使主架型材回归原位，在机械振动下，中心凸起可在中心弧面的作用下，自动调整位置，保证主架型材的中心轴线与导轨中心轴线始终对准，起到自动调节偏差的作用。此外，现有的直线导轨采用两根导轨时，容易出现爬行现象，本领域技术人体应当知晓所述的爬行现象是指：在滑动摩擦副中从动件在匀速驱动和一定摩擦条件下产生的周期性时停时走或时慢时快的运动现象，爬行是机床滑动导轨中常见的不正常的运动状态。程度较轻时爬行表现为肉眼所不能察觉的振动，显著时表现为较大距离的跳动，爬行会显著降低工件的加工精度，而引起爬行现象的原因包括：法向载荷过大，滑动系统弹性元件刚度较小，滑动副间静、动摩擦力之差较大，现有研究表明摩擦副表面的形貌对爬行存在影响，当表面坡度较大时，例如现有的导轨存在许多弯折部，则会出现爬行现象；而本方案中采用中心凸起与中心弧面配合的方式，摩擦副表面坡度明显下降，在使用时爬行现象明显减轻。因此，本方案在克服了主要技术问题的前提下，还达到了自动调整偏差、减轻爬行现象、增加轨道承重、便于安装主架型材的效果，即取得了意料不到的技术效果。

申请人在研究过程中还发现：若只采用中心弧面与中心凸起配合的方式，由于中心弧面和中心凸起的接触面较大，摩擦力较强，对主架型材的进给运动产生一定的障碍，申请人做出了进一步的改进：在所述导轨两侧开设有滑块安装槽，所述中心弧面的两端分别与两侧的滑块安装槽相接；还包括滑块，所述滑块可分别放入到两个所述滑块安装槽中，滑块的顶面可与导向底板转动配合，滑块的底面可与滑块安装槽的底部配合，滑块可在滑块安装槽中绕滑块安装槽的轴线方向摆动；在具体使用过程中，滑块位于导轨两侧的滑块安装槽中，将主架型材放到导轨上方后，依旧可采用机械手推动或者振动的方式来使中心弧面与中心凸起对准，当对准时，两侧滑块的顶面与导向底板配合，所述滑块为柱状，所述滑块可向两侧轻微转动或者摆动，且中心凸起和中心弧面间存在微小间隙，保证中心凸起和中心弧面间不接触，以减小接触面积，降低摩擦力作用，解决了由于摩擦较大对主架型材的运动造成障碍的问题。并且申请人还发现，将滑块安装槽的深度设置为小于或者等于滑块的截面高度的一半，滑块安装槽略大于滑块，滑块能够在滑块安装槽中轻微摆动或者轻微转动时，住架型材在进给过程中，由于难免由于机械振动而产生晃动，难免会对导轨的侧面造成撞击损伤，再者主架型材的质量较大，那么刚性撞击对导轨的损伤也较大，而本方案中由于支撑主架型材的滑块可轻微摆动，且滑块安装槽略大于滑块，则在主架型材振动时，可在滑块的带动下轻微左右晃动，并且在轻微晃动的过程中只存在微小间隙的中心弧面和中心凸起接触，对晃动的幅度起到限制作用，避免了滑块对滑块安装槽的刚性撞击，滑块对主架型材的振动也能起到一定的缓冲作用，减少刚性撞击。因此本方案在解决了主要的摩擦力较大影响主架型材进给运动的情况下，还能够减轻进给过程中由于机械振动产生的晃动，起到一定的缓冲作用，避免刚性撞击所造成的导轨损伤。

为了减轻中心弧面的两侧出现部分磨损的问题，申请人将所述滑块位于导轨中心方向的一侧设置有凸条，所述凸条可设置于导向底板底面与导轨顶面的间隙；当导向底板向一侧偏移时，滑块向偏移方向摆动后，凸条可支撑导向底板的中心凸起位置；具体在使用的过程中时，主架型材在机械振动下容易产生晃动，而在晃动的过程中中心凸起和中心弧面可能接触可能容易产生磨损，而在滑块上加入凸条后，滑块在摆动的过程中，当摆动至一侧时，滑块被向该侧挤压，滑块向该侧偏移一部分，此时凸条更随滑块偏移后可与中心凸起接触，对导向底板起到支撑作用，能使中心凸起与中心弧面之间的缝隙略微加大，减轻中心弧面与中心凸起间的刚性碰撞；将所述滑块为圆柱形或椭圆柱形，当滑块为圆柱柱形时，所述凸条位于滑块的短半轴与长半轴之间区域的表面，所述滑块为圆柱形或椭圆柱形时抗压强度较大，并且能够在振动中轻微摆动；若为棱柱形，棱角位置容易磨损，并且强度相对较低，转动不便。

进一步地，将所述滑块安装槽远离导轨中心轴线的侧面设置为第一限位板，所述第一限位板的内表面可与滑块配合，且第一限位板的顶部低于滑块顶部；所述导向底板的宽度大于或等于导轨的宽度。所述第一限位板与导轨为一体成型结构，所述第一限位板的内表面在滑块摆动过程中可与滑块配合，并且能够对滑块的摆动幅度进行限制，起到减小主架型材晃动幅度的作用，此外所述第一限位板的高度略低于滑块的顶部，当滑块摆动倾斜时，导向底板倾斜，导向底板一侧的位置降低，而第一限位板的顶面限制了导向底板倾斜的止点位置，进一步限制了主架型材的晃动幅度，采用一个结构的两个部位分别对导向底板和滑块进行限位，结构简单，起到了意想不到的技术效果。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明通过将现有的两根导轨合并为一根并将在导轨中心设置与导轨宽度相当的中心弧面，并在导向底板上设置中心凸起，利用中心凸起和中心弧面配合的方式，来对主架型材进行导向，能够实现主架型材放置在导轨后的自定位，无需对主架型材进行复杂调整，并且减少偏移。

2、本发明采用中心凸起和中心弧面配合的方式，即使存在偏移的情况，在主架型材进给运动的过程中，中心弧面对中心凸起的位置起到导向作用，在机械振动的情况下，中心凸起能够自动调整位置，修正偏移，解决导轨单向磨损的问题。

3、本发明通过在导轨的两侧开设滑块安装槽并在滑块安装槽中安装滑块，利用滑块来对导向底板进行支撑，使中心弧面和中心凸起间存在间隙，避免中心弧面和中心凸起在自然状态下的接触，减少了导轨与导向底板的接触面积，避免主架型材进给运动摩擦阻碍较大的问题。

4、本发明通过设置在所述滑块上设置凸条，在自然状态下，是由滑块的顶部与导向底板形成配合并起到支撑作用，但当滑块被振动偏移的导向底板挤压后，滑块倾斜，位于中心凸起和中心弧面间的凸条，恰好在倾斜后能与导向底板的中心凸起的一面接触，并托起导向底板，使中心凸起和中心弧面的间隙增大，以避免主架型材晃动时，中心凸起与中心弧面产生较为剧烈的碰撞的问题。

5、本发明通过将滑块安装槽远离导轨中心位置的一侧作为第一限位板，第一限位板的内侧在自然状态下不与滑块接触，但当滑块受压倾斜后，可与滑块的外表面形成配合，并且对滑块的摆动幅度起到限位的作用，所述第一限位板的顶部略低于滑块的顶部，由于导向底板位于第一限位板的顶部，当主架型材偏移时，导向底板会产生倾斜，此时第一限位板的顶部对导向底板下降的一端起到限位的作用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的安装结构示意图；

图2为本发明的安装底板与导轨的安装示意图；

图3为本发明的导向底板的结构示意图；

图4为本发明的滑块的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-安装底板，2-导轨；21-中心弧面；22-第一限位端；23-第一弧形段；24-第二弧形段；25-第一限位板；26-第二限位端；27-第三弧形段；28-第四弧形段；29-第二限位板；3-滑块；31-凸条；4-导向底板；41-中心凸起；42-第一凹槽；43-第二凹槽；5-主架型材。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1:

参加图1至图4，一种承重导向装置，包括导轨2以及其顶部与主架型材5固定的导向底板4，所述导轨2的顶面为下凹的中心弧面21；导向底板4的底部设置有能与中心弧面21配合的中心凸起41。具体的，所述导轨2安装在安装底板1上，所述导轨2的宽度大于或者等于现有的两根导轨2的宽度之和，导轨2的顶面为下凹的弧面，导向底板4的宽度大于或者等于导向底板4的宽度，并且导向底板4的底部设置有能与中心弧面21接触配合的中心凸起41，优选的，所述导向底板4的宽度等于所述中心凸起41的宽度，若中心凸起41的宽度小于导向底板4的宽度，那么导向底板4的两侧同时与导轨2两侧接触时，主架型材5在导轨2宽度方向上的移动会受到一定的阻碍，而当导向底板4的两侧与导轨2存在间隙时，导向底板4的中心凸起41能够在中心弧面21上顺利移动。

实施例2：

参见图1至图4，实施例2是在实施例1的基础之上，导轨2的两侧均开设有滑块3安装槽，位于左侧的滑块3安装槽包括：从右至左依次连接的第一限位端22、第一弧形段23、第二弧形段24、第一限位板25，所述第一限位板25能够限制滑块3向右倾斜时凸条31的止点位置，所述第一弧形段23和第二弧形段24均能与滑块3下端的外表面配合，第一弧形段23和第二弧形段24能够分别限制滑块3的向右侧和左侧的摆动幅度，所述第一限位板25与导轨2为一体成型结构，第一限位板25的高度略低于滑块3的顶部，且第二弧形段24为第一限位板25的内表面；位于右侧的滑块3安装槽包括：从左至右依次连接的第二限位端26、第三弧形段27、第四弧形段28、第二限位板29，所述第二限位板29能够限制滑块3向左倾斜时凸条31的止点位置，所述第三弧形段27和第四弧形段28均能与滑块3下端的外表面配合，第三弧形段27和第四弧形段28能够分别限制滑块3的向左侧和右侧的摆动幅度，所述第二限位板29与导轨2为一体成型结构，第二限位板29的高度略低于滑块3的顶部，且第四弧形段28为第一限位板25的内表面；所述导向底板4的底部两侧设置有能与滑块3配合的第一凹槽42和第二凹槽43，滑块3为椭圆形柱体，且所述凸条31设置在滑块3的长半轴与短半轴之间的位置，且凸条31为圆弧状突起，凸条31可为一条，也可设置为排列为直线的多段圆弧状凸条31，或者排列为直线并间隔设置的圆形凸起，将凸条31设置为圆弧形或者圆形是为了提高凸条31的强度，增强抗压能力；并且导轨2顶面的任意转角均为圆角，减少磨损，避免刮擦。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种承重导向装置，包括导轨（2）以及其顶部与主架型材（5）固定的导向底板（4），其特征在于：所述导轨的顶面为下凹的中心弧面（21）；导向底板（4）的底部设置有能与中心弧面（21）配合的中心凸起（41）；

所述导轨（2）的两侧开设有滑块（3）安装槽，所述中心弧面（21）的两端分别与两侧的滑块（3）安装槽相接；

还包括滑块（3），所述滑块（3）可分别放入到两个所述滑块（3）安装槽中，滑块（3）的顶面可与导向底板（4）转动配合，滑块（3）的底面可与滑块（3）安装槽的底部配合，滑块（3）可在滑块（3）安装槽中绕滑块（3）安装槽的轴线方向摆动；

所述滑块（3）位于导轨（2）中心方向的一侧设置有凸条（31），所述凸条（31）可设置于导向底板（4）底面与导轨（2）顶面的间隙；当导向底板（4）向一侧偏移时，滑块（3）向偏移方向摆动后，凸条（31）可支撑导向底板（4）的中心凸起（41）位置。

2.根据权利要求1所述的一种承重导向装置，其特征在于：所述滑块（3）为圆柱形时或椭圆柱形。

3.根据权利要求2所述的一种承重导向装置，其特征在于：所述滑块（3）安装槽远离导轨（2）中心轴线的侧面设置为第一限位板（25），所述第一限位板（25）的内表面可与滑块（3）配合，且第一限位板（25）的顶部低于滑块（3）顶部。

4.根据权利要求3所述的一种承重导向装置，其特征在于：所述导向底板（4）的宽度大于或等于导轨（2）的宽度。

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