滚动直线导轨副的安装技术

简介

直线滚动导轨作为一种功能部件，由于它具有许多独特的性能，因而在各种机械设备中尤其在机床中得到了广泛的应用。

滚动直线导轨副的安装种类很多，几乎能满足任何结构的需要，滚动直线导轨副在选用时通常为两根，每根导轨上使用的滑块为两块，导轨装在机床床身上，而滑块固定在工作台上。在两根导轨中有一根是基准导轨，一根是辅助导轨。对于高速、精密、重载直线滚动导轨副建议采用图1所列的两种典型安装方式。

　　1　工作台安装面精度
　　滚动直线导轨副是按照机床工作台安装面的精度执行。当在1根导轨上装有2个以上的滑块时，因工作台行程小于安装面的长度，以及安装误差的平均化效果，使工作台的精度往往高于安装面的精度，大约可提高1/3。正是由于滚动直线导轨副具有的上述特性，使导轨安装面的加工，实现了以铣、刨代磨的工艺，给主机厂节约了加工费用。

　　但是在实际使用中，我们发现存在过度使用此特性的情况。如某厂床身图样要求加工导轨安装面表面粗糙度值R_a=1.6μm，靠山面与安装面圆弧倒角小于R0.5mm；在安装滚动直线导轨后，发现导轨侧基准与靠山面不能贴合，同时直线度呈小S情况。在现场我们对导轨安装面重新检测，实际加工后的导轨安装面表面粗糙度值R_a约为3.2μm，靠山面与安装面圆弧倒角大于R0.5mm，随后对导轨安装面进行抛研，并加大滚动直线导轨的倒角，解决了滚动直线导轨安装精度。
　　由于表面粗糙度是由表面波纹度和几何形状误差组成。表面波纹度的形成是由于加工过程中的随机因素引起的，这些因素在加工过程中的随机性决定了加工面的随机性，决定了它是一个距离的随机过程。因此，主机厂在使用滚动直线导轨时，导轨安装面及靠山面的加工一定要按图样要求，同时滚动直线导轨倒角1mm×45°，最佳效果是在靠山面与安装面加工如图2所示的沉割槽。

　　2　安装误差
　　

滚动直线导轨副存在水平方向和垂直方向的安装误差，安装误差产生的影响分为寿命、摩擦、精度三个因素。
　　若安装误差过大，将形成滑块撬力，引起滚动体与滚道之间接触角变化，摩擦力增大，导致寿命降低，并使刚性降低，进而影响到滚动直线导轨副的运动精度和性能保持性。
　　滚动直线导轨虽然具有安装误差的平均化效果，但平均化效果的大小与导轨副的预紧力、同一平面安装导轨数及导轨和工作台的变形有关，所以实际误差值要比理论值大一些。
　　经过力学、动力学理论对导轨副的安装分析，以及长期实际安装的经验，建议滚动直线导轨副水平方向和垂直方向的安装误差，如图3所示，按规格控制在0.02～0.06mm、0.05～0.12mm。

　　3　安装方法
　　（1）工作台安装面台阶高和倒角
　　如图4和附表所示，将滚动直线导轨压靠在底座、工作台的台阶上固定水平方向时台阶的高以及倒角的尺寸。由于刀具的影响建议采用如图2所示的沉割槽。

工作台安装面台阶高H和倒角R　（单位：mm）

　　（2）导轨的安装
　　①使用油石将安装基准面的毛刺及微小变形处修平，并清洗导轨基准面。②清洗导轨上面的防锈油并辩识基准面（导轨和滑块侧面有小圆弧或有文字标识的面为基准面），并将基准面对准安装基准面，用螺钉预紧固，拧紧力不要太大。使导轨底面及侧基准面完全和安装面紧密贴合。③完成上述工作后，从中间开始按交叉顺序向两端逐步拧紧所有螺钉，然后进行精度检验和另一根导轨的安装。④对于没有靠山面导轨的安装，首先使用床身上导轨安装面附近能作为基准的边或面，从一端开始找出导轨平行度，但要注意必须将2个滑块靠紧固定在检验用的平板上。其次以直线量块为基准，从导轨的一端开始，通过干分表，一边找出基准导轨侧面基准面的直线度，一边将螺钉紧固。
　　（3）压紧方式
　　图5所示为最常用的压紧结构，压板工作平面用沉割隔成两块，使用时可根据零件尺寸的实际情况修整任何一平面，使压板能牢固地将导轨或滑块压紧即可。如不采用压紧装置（见图5），为保证导轨的直线度达到制造时的精度，必须用图6或别的辅助工具使导轨的基准面与相配件的基准面正确吻合，否则将影响运动的灵活性。

　　除介绍的主要结构形式外，其他的压紧方式还有很多，可根据不同的使用要求，进行设计或选用，图7所示为推荐性结构，供参考。

　　（4）安装与使用导轨应注意事项
　　①安装成对导轨应根据导轨成对编号进行。编号末尾有“J”的为基准导轨。如：36006009J（基准导轨），36006009（非基准导轨）。②接长导轨成对安装时，应注意接长处的编号，按编号接长，如图8所示。③HJG—D滚动直线导轨属精密滚动功能部件，厂方制造完工后，进行了精度及滚动性能调试，用户不得自行拆装，以免损失原有精度及灵活性。如用户需要将滑块拆离导轨时，为防止异物进入，请向厂方要求提供“过渡导轨”。

　　4　安装后的精度检验方法
　　（1）基准导轨的精度检验方法
　　检验滑块的运行精度（见图9），使用两个滑块固定在检验用的平板上，可获得稳定的精度。同时，使用千分表检验时，应尽量将直线量块放在靠近滑块的位置，以便能正确地检验。

　　（2）非基准导轨精度检验方法
　　将放在两根导轨之间的直线量块，通过千分表将其调整到与基准导轨的横向基准面平行，然后以直线量块为基准，通过千分表调整非基准导轨的直线度，达到设计要求的两导轨的平行度。

　　利用工作台的检验方法：将基准导轨的2个滑块固定在工作台上，而将非基准导轨及1个滑块分别固定在床身和工作台上，将千分表的支座固定在工作台上，千分表的测头与非基准导轨侧面相接触，从一端开始移动工作台，一边找出平行度，一边确认滚动阻力，同时将螺钉紧固。
　　利用专用桥板的检验方法：使用如图10所示的专用桥板，将千分表的支座固定在专用桥板上，千分表的测头与非基准导轨侧面相接触，以基准导轨的横向基准面为基准，从一端开始按安装间隔移动桥板，一边调整非基准导轨平行度，一边将螺钉紧固。