数控机床导轨的作用和组成是什么

1. 什么是数控机床的导轨有哪些分类

机床导轨的功用是起导向及支承作用，它的精度、刚度及结构形式等对机床的加工精度和承载能力有直接影响。为了保证数控机床具有较高的加工精度和较大的承载能力，要求其导轨具有较高的导向精度、足够的刚度、良好的耐磨性、良好的低速运动平稳性，同时应尽量使导轨结构简单，便于制造、调整和维护。数控机床常用的导轨按其接触面间摩擦性质的不同可分为滑动导轨和滚动导轨。
滑动导轨
在数控机床上常用的滑动导轨有液体静压导轨、气体静压导轨和贴塑导轨。
1）液体静压导轨：在两导轨工作面间通入具有一定压力的润滑油，形成静压油膜，使导轨工作面间处于纯液态摩擦状态，摩擦系数极低，多用于进给运动导轨。
2）气体静压导轨：在两导轨工作面间通入具有恒定压力的气体，使两导轨面形成均匀分离，以得到高精度的运动。这种导轨摩擦系数小，不易引起发热变形，但会随空气压力波动而使空气膜发生变化，且承载能力小，故常用于负荷不大的场合。
3）贴塑导轨：在动导轨的摩擦表面上贴上一层由塑料等其它化学材料组成的塑料薄膜软带，其优点是导轨面的摩擦系数低，且动静摩擦系数接近，不易产生爬行现象；塑料的阻尼性能好，具有吸收振动能力，可减小振动和噪声；耐磨性、化学稳定性、可加工性能好；工艺简单、成本低。
滚动导轨的最大优点是摩擦系数很小，一般为0.0025～0.005，比贴塑料导轨还小很多，且动、静摩擦系数很接近，因而运动轻便灵活，在很低的运动速度下都不出现爬行，低速运动平稳性好，位移精度和定位精度高。滚动导轨的缺点是抗振性差，结构比较复杂，制造成本较高。近年来数控机床愈来愈多地采用由专业厂家生产的直线滚动导轨副或滚动导轨块。这种导轨组件本身制造精度很高，对机床的安装基面要求不高，安装、调整都非常方便。直线滚动导轨副结构在第六章已介绍过，这里简要介绍一下滚动导轨块结构。

2. 数控机床由哪几部分组成各部分的主要功能是什么

数控机床一般由控制介质、数控系统、伺服系统、强电控制柜、机床本回体和各类辅答助装置组成。

1、控制介质：亦称信息载体，是人与数控机床之间联系的中间媒介物质，反映了数控加工中全部信息。

2、数控系统：是机床实现自动加工的核心。主要由输入装置、监视器、主控制系统、可编程控制器、各类输入/输出接口等组成。

3、伺服系统：是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节。主要由伺服电动机、驱动控制系统和位置检测与反馈装置等组成。伺服电动机是系统的执行元件，驱动控制系统则是伺服电动机的动力源。

4、强电控制柜：主要用于安装机床强电控制的各种电气元器件，起到桥梁连接作用，控制机床辅助装置的各种交流电动机、液压系统电磁闻或电磁离台器等。

5、机床本体：指其机械结构实体。与传统的普通机床相比，数控机床的整体布局、外观造型、传动机构、工具系统及操作机构等方面都发生了很大的变化。

6、辅助装置：主要包括自动换刃装置、自动交换工作台机构APC 、工件夹紧放松机构、回转工作台、液压控制系统、润滑装置、切削液装置、排屑装置、过载和保护装置等。

3. 数控机床的导轨有哪几种

数控机床的导轨经常遇到的导轨有2种：硬轨和线规。

线轨，是线性导轨，由一个导向用的固定元件和一个移动元件组成，固定元件装在机床上，移动元件装在工作台或其他移动部件上。线轨一般用在直线度、平行度等要求比较高的机械结构上。THK、天津罗升、HIWIN等厂家都有相关产品，它们的官网都有介绍和产品样本。
硬轨，是在机床的床身、立柱等固定部件上直接加工导轨（导轨和固定部件是一体的），通过滑座和工作台或其他移动部件连接。为保证精度，还要在导轨上刮研。

特点：线规属于滚动摩擦移动速度块，定位精度高。承载率约有不足（从而衍生了滚珠导轨和滚柱导轨），硬轨属于滑动摩擦 承载力大，但移动速度慢。

4. 机床导轨主要有几种形式，数控机床导轨有几

用得较为广泛的有下列三种；即平面导轨、直线滚动导轨和循环滚柱与平面导轨的组合所构成的滚动体导轨。
1、直线导轨
新的导轨系统使机床可获得快速进给速度，在主轴转速相同的情况下，快速进给是直线导轨的特点。直线导轨与平面导轨一样，有两个基本元件；一个作为导向的为固定元件，另一个是移动元件。为了保证机床的精度，床身或立柱少量的刮研是必不可少的，一般情况下，安装比较简单。
直线导轨的移动元件和固定元件之间不用中间介质，而用滚动钢球。因为滚动钢球适应于高速运动、摩擦系数小、灵敏度高，满足运动部件的工作要求，如机床的刀架，拖板等。
工作时间过长，钢球开始磨损，作用在钢球上的预加负载开始减弱，导致机床工作部件运动精度的降低。如果要保持初始精度，必须更换导轨支架，甚至更换导轨。如果导轨系统已有预加负载作用。系统精度已丧失，唯一的方法是更换滚动元件。
2、直线滚柱导轨
直线滚柱导轨系统是平面导轨与直线滚柱导轨的组合，用滚柱安装在平行导轨上，用滚柱代钢球承载机床的运动部件。优点是接触面积大、承载负荷大、灵敏度高。从床身尾部看，支架与滚柱置于平面导轨的顶面和侧面，为了获得高精度，在机床工作部件和支架内面之间，设置一块楔板，使预加负载作用于支架的侧面。楔板的工作原理与斜铁相似，工作部件的重量作用于支架的顶面。由于作用在导轨系统上的预加负荷是可调的，为此楔板的损失得到补偿，这一特点被广泛用于中型或大型机床上，因为它对CNC指令反应灵敏，承受负荷大，直线滚柱导轨系统比传统的平面导机能经受高速运转，改善机床的性能。
3、镶钢导轨
机床上最常用的导轨形式是镶钢导轨，它的使用已有很长的历史。镶钢导轨是导轨系统的固定元件，其截面为矩形。它可水平装在机床的床身上，也可以与床身铸成一体，分别被称为镶钢式或整体式。镶钢式导轨是由钢制成的，经淬硬和磨削。硬度在洛氏硬度60度以上、把镶钢导轨用螺钉或粘结剂（环氧树脂）贴在机床床身或经刮研的立柱配合表面上，确保导轨获得最佳的平面度。这种形式，维修更换方便、简单，很受维修工人的欢迎。
4、滑动导轨
传统导轨的发展，首先表现在滑动元件和导轨形式上，滑动导轨的特点是导轨和滑动件之间使用了介质，形式的不同在于选择不同的介质。
液压被广泛用于许多导轨系统。静压导轨是其中的一种，液压油在压力作用下，进入滑动元件的沟槽，在导轨和滑动元件之间形成油膜，把导轨和移动元件隔开，这样大大减少移动元件的摩擦力。静压导轨对大负荷是极其有效的，对偏心负荷有补偿作用。例如：一个大型的砂型箱在加工时，正好走到机床行程的末端，负载导轨能够增大油压，使导轨准确地保持着水平负载的状态。有的卧式镗铣床使用这种技术补偿深孔加工时主轴转速的下降。
利用油作为介质的另一种导轨形式是动压导轨，动压导轨与静压导轨的不同点是：油不是在压力下起作用的，它利用油的粘度来避免移动元件和导轨之间的直接接触，优点是节省液压油泵。
空气也可以用于移动元件和导轨之间的介质，它也有两种形式，气动静压导轨和气动动压导轨，工作原理与液压导轨相同。
5、其它形式的导轨
机床上常用的另一种导轨形式是燕尾槽导轨，一般用于机床运动部件的定位。例如：车削中心的尾架，导轨系统可以使尾架在上面移动或者移到要求的位置去支承被加工零件，然后迅速夹紧。机床很多附件，如定位工作台、回转工作台或旋转轴等，也采用燕尾槽导轨作为定位元件。然后夹紧在要求的位置上。如果机床往复行程较长，则采用V型导软，如平面磨床和刨床等。优点是V型导轨系统导向性好，能承受重力切削。有的采用V型导轨和平面导轨相结合的形式，V型导轨作为导向，平面导轨作为支承体。

5. 数控机床导轨有哪些常见故障及排除方法

数控机床的导轨有滚动导轨和贴塑导轨两种结构，数控机床的导向精度和刚度在很大程度上取决于导轨本身的精度和安装精度。滚动导轨副是由导轨体、滑块和滚动体等组成，一般在预紧情况下工作。数控机床导轨的主要失效形式是导轨由于保护不当造成异物进入造成的研伤，或由于润滑不量造成的早期失效。导轨的主要故障是直运动精度下降，或导轨运动产生爬行等。
数控机床导轨常见的故障与排除方法：
1、导轨研伤
（1）机床长期使用水平发生变化。排除方法：定期进行床身导轨水平度调整。
（2）导轨局部磨损严重。排除方法：合理分布工件安装位置，避免负荷集中。
（3）导轨润滑不良。排除方法：调整导轨润滑油压力和流量。
（4）导轨间落入赃物。排除方法：加强机床导轨防护装置。
2、导轨移动部件运动不良或不能移动
（1）导轨面研伤。排除方法：修复导轨研伤表面。
（2）导轨压板过紧。排除方法：调整压板与导轨间隙。
3、导轨水平和直线度超差
（1）导轨直线度超差。排除方法：调整导轨，使允差为0.015/500。
（2）机床导轨水平度发生弯曲。排除方法：调整机床安装水平度在0.02mm/1000之内。

6. 导轨是什么

导轨，主要是指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。

导轨在各类机械系统中扮演着至关重要的角色，尤其是在需要精确控制和定位的场景中。它们不仅为移动设备提供了稳定的运行路径，还通过减少摩擦来提高效率和使用寿命。导轨通常由耐磨材料制成，如特种钢材或复合材料，以确保其耐用性和稳定性。

以数控机床为例，导轨在这里的作用至关重要。数控机床的刀具需要在多个轴上进行高精度移动，以完成复杂的切割任务。导轨不仅确保了刀具能够按照预定的路径移动，还通过其光滑的表面减少了摩擦，从而提高了切割的精度和机床的整体效率。此外，导轨还广泛应用于电梯、自动化设备、物流输送系统等领域，确保设备的平稳、准确运行。

除了上述的实用性功能外，导轨的设计也体现了现代机械工程的创新和精巧。随着科技的发展，导轨的制造材料和设计理念不断更新，以适应更高的精度要求和更严苛的工作环境。例如，在一些高精度的测量设备中，导轨需要确保微米甚至纳米级的定位精度，这就要求导轨的设计和材料选择都必须达到极高的标准。因此，导轨不仅是机械设备中的一个基础组件，更是现代精密机械技术发展的一个缩影。