Направляющие скольжения станков: назначение, конструктивные формы, применяемые материалы.

Непосредственный контакт сопряженных поверхностей в направляющих скольжения определяет непостоянство и большие силы сопротивления. В зависимости от нагрузки, скорости, вида смазочного материала и его количества направляющие могут работать в режимах трения без смазочного материала и с ним. Существенную разницу для этих направляющих составляют силы трения покоя по сравнению с силами трения движения; последние, в свою очередь, сильно зависят от скорости скольжения. Эта разница приводит к скачкообразному движению узлов при малых скоростях, что крайне нежелательно, особенно для современных станков с ЧПУ. Значительное трение вызывает изнашивание и, следовательно, снижает долговечность направляющих.

Для уменьшения недостатков направляющих с полужидкостной смазкой внедряют специальные антискачковые масла, применяют накладки из антифрикционных материалов.

Достоинства направляющих с полужидкостной смазкой - высокая контактная жесткость и хорошие демпфирующие свойства. Кроме того, они обеспечивают надежную фиксацию подвижного узла станка после его перемещения в заданную позицию.

Аэростатические направляющие применяются в координатно-измерительных машинах, станки для обработки печатных плат, алмазно-токарные станки и некоторые другие типы станков с малыми нагрузками на направляющие, применяются на производительных высокоскоростных обрабатывающих центрах. Призматические направляющие и направляющие типа “ласточкин хвост” используются в основном в металлообрабатывающем оборудовании, для тяжелых работ.

Сечения направляющих трения скольжения:

1. Прямоугольные (плоские)

Достоинства: технологичны, легко конролируется зазор, большие нагрузки

Недостатки: легко засорябтся

 

2. Трапециавидные (ласточкин хвост)

 

3. Треугольные (призматические)

«+» Автоматический выбор зазоров

«-» Сложный контроль и изготовление.

 

 

4. Круглые

- Охватываемая (применяется редко, низкая жесткость, плохая смазываемость)

 

- Охватывающая (сложность изготовления, защита от пыли игрязи)

Соотношения размеров сеченийзависят от высоты направляющих. Отношение длины подвижной детали к общей ширине направляющих должно быть в пределах 1,5—2. Длину неподвижных направляющих принимают такой, чтобы не было провисания подвижной детали.

Накладные направляющие крепят к базовой детали по всей их длине. При креплении винтами шаг между ними во избежание искрив­ления и коробления должен быть не больше двукратной высоты на­кладной планки. При механическом креплении или приклеивании накладных направляющих необходимо предусматривать фиксацию их в поперечном направлении различными центрирующими высту­пами, поверхностями, фасками.

Материал направляющих.

Во избежание схватывания контактная пара подбирается из разнородных материалов, причём неподвижная направляющая из более твёрдого и износостойкого материала.

СЧ+закалка ТВЧ 48…53НRC, возможна доп. обработка: хромирование 68…72 HRC, напыление Mo или Сr-Ni сплавами.

Стальные направляющие в виде планок приваривают а к чугуну крепят винтами и клеем.

Низкоуглеродистые стали: 20, 20Х, 18ХГТ с цементацией и закалкой твердость 60…65 HRC

Азотируемые стали 38Х2М10А, 40ХФ с азотированием h=0,5, твердость 65…69 HRC, реже высокоуглеродистые легированные ХВГ, ШХ15, 9ХС с твердостью 58…62 HRC

Наивысшая износостойкость в паре с закаленным чугуном.

Цветные сплавы:

- БрАМц 9-2; Бр09010-2 (бывают накладные и заливные)

Дорого и дефицитно, используют в тяжелых станках, накладные или дифицитные.

Цинковые сплавы: ЦАМ10-5

Пластмассы:

Отличные характеристики трения, низкая жесткость, низкая износостойкость с образивом, невысокая тепло-, влаго- и маслостойкость.

Графитизированный фторопласт. Применяют сотовые конструкции для направляющих.

Пластмасы используют с другими типами пластмасс, а также наполнителями (бронза, медь, графит)

Конструктивные формы направляющих нормализованы.