精密数控车床直线滚动导轨的安装与维护

陈辉

摘要：介绍了直线滚动导轨的安装与维护

关键词：基准侧导轨;从动侧轨道;线轨滑块

一、直線线轨的介绍，在机床的应用及与硬轨的比较

直线滚动导轨是近些年数控机床制造行业广泛应用的一种功能部件，其特点为1. 容许载荷大，且在所有方向上都具有高刚性;2.定位精度高，容易获得较高的行走精度并能长期维持高精度;3能无间隙轻快的运动;4.具有出色的高速性;5.安装方便，维护保养简便可用于各种各样的环境;由于具有以上特性，使其在精密数控机床上采用，达到了维护保养、更换简便、设备的生产效率增高、节能效果大、总成本低及机械设计高效化、高精度化。

在数控系统高速发展的今天，数控机床性能也随之提高，其加工精度、快移速度也都相应提高，为适应变化，原有的铸铁导轨直线度、平行度要提高，导致加工难度加大，铸铁导轨与机床基座多为一体式结构，整体加工废品率提升，为提高机床制造效率，铸铁导轨正被直线导轨取代，同时直线导轨的滚动摩擦阻力可减小至滑动导轨摩擦阻力的1/20～1/40，尤其润滑结构简单，易润滑，且效果优良，摩擦接触面的磨耗最低，因此可以长时间维持行走精度。直线导轨的安装只需在铣削加工的安装面上，以一定的步骤组装，即能重现直线导轨的加工精度，可降低传统磨削、铲花加工的时间与成本。并且其可互换特性，可以将滑块任意配装在同型号的导轨上，同时又保持相同的流畅度和精密度，安装、维修保养都简便。

这里主要介绍直线导轨在数控车床上的使用事项，在车床上通常是两根一组使用，每根导轨上使用两块滑块，导轨固定于机床安装面上，滑块用来固定和承载移动工作台;两根导轨中一根为基准导轨，另一根为从动导轨，在同一平面上安装的所有导轨标有相同的制造编号。在这些导轨中，通常基准导轨编号后会有厂家的特殊标记来加以区别。在基准导轨上的滑块设置有按规定精度要求加工的基准面，其可作为工作台的定位基准。

直线滚动导轨的使用场合很多，双轴常见的有水平使用、横向或纵向倾斜使用，也有垂直使用和挂壁使用的。对于高速、精密、重载的数控车床通常采用水平或倾斜45°角的安装方式。这里选择机械中有振动冲击作用且要求高刚性和高精度的安装为例（见图1）。

二、安装面的要求，安装的注意事项及步骤

1.工作台安装面要求

直线导轨通常模仿工作台安装面的精度，但是，当在1根导轨上设有2个以上的滑块时，由于工作台行程短于安装面长度，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精度，大约平均缩小1/3。由于直线滚动导轨具有上述优点，导轨安装面的加工实现了以铣削代替磨削的工艺步骤。具有安装优势不等于可以随意加工安装面;由于表面粗糙度是由表面波纹度和几何形状误差形成的，表面波纹度的形成是由于加工过程中随机因素引起的，这些因素在加工过程中的随机性决定了加工面的随机性。因此导轨安装面和导轨依靠面的加工一定要按图纸要求，安装面和台肩面的夹角须刨出退刀槽或R圆角。

2.安装步骤

首先，在安装前务用油石必清除所要安装机械安装面上的毛刺、打击伤痕及污物。通常直线导轨上都涂有一层防锈油，安装前请用洗净油将其擦拭干净后再安装，防锈油除去后的基准面容易生锈，推荐涂抹上薄薄一层低粘度机油，可起到防锈作用。按照厂家说明标识分清楚基准侧和从动侧。

基准侧导轨安装：（见图2）

1）将直线导轨轻轻地放置于安装面上，安装面的横向基准面要与直线导轨的基准面对上，不完全锁紧装配螺栓使直线导轨与安装面轻轻的紧靠。注：请使用干净的装配螺栓来固定直线导轨，同时，在将装配螺栓插入直线导轨的安装孔时，要事先确认螺栓孔是否吻合，如果孔不吻合而强行拧入螺栓，则会降低精度。

2）这时请横向用力使导轨紧贴安装面的台肩，按顺序将直线导轨的侧压板螺丝拧紧，使轨道与横向安装面紧靠，将千分表固定在轨道滑块上，在平行于轨道方向放置一个基准平尺，移动滑块，相对于轨道找正平尺两端，两端相差≤0.001mm，然后再移动滑块检查轨道全长上与基准平尺的平行度，THK线轨H级和上银线轨要求找正全长上平行度误差≤0.005，THK线轨P级以上的要求找正全长上误差≤0.002。

3）将基准平尺立起，用上述方法找平轨道上平面平行度≤0.005。

4）使用力矩扳手，将装配螺栓按规定的扭矩拧紧，拧紧顺序为，从中央位置开始向轴端部按顺序拧紧，这样可获得稳定的精度。压块螺钉或顶丝与导轨螺钉一一对应压紧，依次循环三次即安装完毕。

（参看直线导轨螺钉锁紧扭矩表）

从动侧轨道安装：（见图3、4）

将基准侧的2个线轨滑块固定在桥板上，而将从动侧的直线导轨和线轨滑块（1个）分别暂时固定在安装面和桥板上，拧紧侧压板螺丝，使从动侧直线导轨与横向安装面紧靠，将千分表的支座固定于桥板上，千分表的测定端子与从动侧的线轨滑块侧面相接触，从一端开始移动桥板，一边调整从动侧直线导轨的平行度≤0.005（THK线轨P级及以上要求平行度≤0.003），一边按顺序使用力矩扳手，从中间位置向两轴端，全锁紧从动侧直线导轨的装配螺栓。（参看直线导轨螺钉锁紧扭矩表）

线轨滑块的安装：（见图5）

1）将床鞍或中滑板轻轻放置在线轨滑块上，不完全锁紧安装螺栓。

2）通过侧压板螺丝将线轨滑块的基准面与床鞍或中滑板侧面基准面接触，使工件定位。

3）使用力矩扳手，全锁紧基准测和从动侧的装配螺栓，完成安装。

（装配螺栓的拧紧顺序应按对角线顺序进行，则可使工件均匀的固定）

将专用防尘盖一点一点地轻敲入导轨装配螺栓孔，直到与直线导轨的上面为同一平面为止。

附图：高刚性、高精度安装例。

附图：安装步骤图。

附表：直线导轨螺钉锁紧扭矩表（机床基座多为铸铁，此处以铸铁为例）。

三、日常维护注意事项

直线滚动导轨在机械设备中应用广泛，工况也复杂，冷却液、冷却油、金属碎屑、粉尘、振动都会对其精度、寿命产生影响，因此做好直线导轨的日常维护工作至关重要。日常维护包括以下几个方面。

1）首先是直线导轨的自身润滑问题，通常在擦拭防锈油后会在线轨滑块里封入润滑脂或润滑油，填充润滑剂后，先来回推动滑块至少3个滑块长度的行程，重复此动作2此以上，并确认导轨表面是否有油膜均匀涂布。在机器出厂使用后，建议每200km添加润滑剂一次。另外可以考虑使用自动润滑泵间歇供油。

2）注意防止金属碎屑、粉尘等异物的进入，定期检查线轨滑块端部的防尘盖，确保完好。否则，可能导致钢球循环部件的破损，功能的损坏。尽量避免落屑拉、挂线轨面，避免有腐蚀性的冷却液直接冲击线轨。最好能设计防护将线轨保护起来。

3）请在-20°C～80°C温度范围内使用。

【参考文献】

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