滚 动 导 轨 及 其 设 计!伍 利 群（ 中南大学，湖南 长沙! #$$%&）摘! 要： 概述了滚动导轨的特点、应用和常用的材料，并介绍了其结构和工作原理及其设计的有关参数的确定。关键词： 滚动导轨；特点；材料；工作原理；滚动体的尺寸与数目 ；长度中图分类号： ’(#))! ! ! ! ! ! 文献标识码： *! ! ! ! ! ! 文章编号：#$$+ , # （)$$-） $- , $#$% , $&! 特点、应用、材料和技术方面的要求!. ! 特点及应用滚动导轨是在静、 动导轨面之间放置滚动体如滚珠、 滚柱、滚针或滚动导轨块而构成的。 滚动导轨与滑动导轨相比具有：摩擦因数小 （$. $$& / $. $$-） ， 运动灵活、 低速运动平稳性好，且不...
滚 动 导 轨 及 其 设 计!伍 利 群（ 中南大学，湖南 长沙! #$$%&）摘! 要： 概述了滚动导轨的特点、应用和常用的材料，并介绍了其结构和工作原理及其设计的有关参数的确定。关键词： 滚动导轨；特点；材料；工作原理；滚动体的尺寸与数目 ；长度中图分类号： (#))! ! ! ! ! ! 文献标识码： *! ! ! ! ! ! 文章编号：#$$+ , # （)$$-） $- , $#$% , $&! 特点、应用、材料和技术方面的要求!. ! 特点及应用滚动导轨是在静、 动导轨面之间放置滚动体如滚珠、 滚柱、滚针或滚动导轨块而构成的。 滚动导轨与滑动导轨相比具有：摩擦因数小 （$. $$& / $. $$-） ， 运动灵活、 低速运动平稳性好，且不易发生爬行，可以预紧，刚度高、 寿命长、 精度高，定位精度可达 $. # / $. )!0，润滑方便等特点。滚动导轨大范围的应用于精密机床、数字控制机床、 测量机和测量仪器等。 由于数字控制机床要求移动部件对指令信号作出快速响应的同时，还要求有恒定的摩擦阻力和无爬行现象，所以数字控制机床大多数采用滚动导轨。 每一种机床都利用了它的某些特点。 例如：坐标镗床、仿形机床、 数字控制机床和外圆磨床砂轮架导轨，利用滚动导轨主要是为实现低速或精密位移；工具磨床的工作台纵向移动采用滚动导轨是为了手摇轻便； 平面磨床工作台采用滚动导轨， 是为避免高速移动时因动压效应使工作台浮起，以便于提高加工精度；立式车床工作台采用滚动导轨是为了更好的提高速度； 大型外圆磨床工作台采用滚动导轨是为了减轻阻力和减少发热。!. # 材 料滚动导轨最常用的材料是淬硬至 1$ / 1) !# 的钢，以及硬度为 )$$ / ))$ !$ 的铸铁。淬硬钢导轨具有承载能力高和耐磨性好等优点， 但制造困难、成本比较高。 淬硬钢导轨适用于静载荷高、 动载和冲击载荷大、需要预紧和防护很难的场合。 淬硬钢导轨的硬度，对承载能力的影响很大。 例如硬度为 1$!# 的导轨面， 承载能力相当于硬度为 -- !# 的 %& - 倍，相当于 -$ !# 的 ) 倍。当表面硬度相同时，承载能力又决定于硬化层的深度，硬化层越深承载能力越大。 因此滚动导轨采用轴承钢整体淬火为好。 其次是渗碳淬火和高频淬火。 氮化处理的承载能力比较差。 用于滚动导轨与镶钢滑动导轨的材料相同。铸铁导轨运用于中、 小载荷又无动载， 不需预紧， 及采用键装结构困难的场合。 例如，坐标镗床的工作台导轨， 螺纹磨床和外圆磨床磨头导轨等。 铸铁导轨要求拥有非常良好的防护装置。!. $ 技术方面的要求对滚动导轨的基础要求是：导向精度! 导向精度是指移动部件沿导轨运动时， 在空载或负载情况下，都应保证移动轨迹的直线性及位置的精确性。 各种机床对导轨副本身的平面度、垂直度及等高、 等距要求都有标准规定。#耐磨性! 导轨副应在预定有效期内 保持其导向精度，因此导轨副应有充足的耐磨性。$刚度! 导轨副应有较高的刚度。 因此应选用合适的导轨类型、尺寸及组合。 选用可调整间隙和预紧的导轨副能大大的提升刚度。%工艺性! 导轨副要便于装配、调整、 测量、 防尘、 润滑和维修保养。导轨面和滚动体的制造误差， 直接影响机床的加工精度和各滚动体上载荷的分布。 有预紧的滚动导轨， 制造误差会在导轨移动时使预紧力发生明显的变化， 影响导轨移动的均匀性。因此，滚动导轨的制造精度要求是很高的。 滚动导轨的精度根据机床的精度等级而定。 除导轨的直线度和平行度要求与滑动导轨相同外，还有对滚动体的精度要求。# 结构及其设计#. ! 工作原理图 # 所示为数字控制机床中常采用的直线滚动导轨副， 它由导轨条 # 和滑块 组成。 导轨条支承导轨， 一般有 ) 根， 安装在支承件 （ 如床身） 上， 滑块安装在运动部件上， 它可以沿导轨条作直线运动。 每根导轨条上至少有 ) 个滑块。 若运动件较长，可在 # 根导轨条上装 & 个或更多的滑块。 如果运动件较宽，也可用 & 根导轨条。 滑块 中装有 ) 组滚珠 -，) 组滚珠各有自己的工作轨道和返回轨道， 当滚珠从工作轨道滚到滑块的端部时， 经端面挡板 ) 和滑块中的返回轨道孔返回。在导轨条和滑块的滚道内 连续地循环滚动。 为防止灰尘进入，采用了密封垫 & 密封。图 #! 直线滚动导轨副# .导轨条! ). 端面挡板! &. 密封垫! . 滑块! -. 滚珠#. # 类型・%$#・234 #%! 53 -)$$-6#$! ! ! ! ! ! !机械研究与应用789(:5;9: =88:=9( ? :@@;9:;A5! ! ! ! ! ! ! !第 #% 卷! 第 - 期)$$- 年 #$ 月!收稿日期：)$$- , $1 , )%! 作者简介：伍利群 （#B11 , ） ，女，湖南耒阳人，在读硕士，副教授，从事专业教学，已发表论文 #$ 篇。万方数据
