当运动件沿着THK直线导轨作直线运动时,THK直线导轨上的滑轨起支承和导向的作用,即支承运动件和保证运动件在外力(载荷及运动件本身的重量)的作用下,沿给定的方向进行直线运动。对THK直线导轨的要求如下:
1.一定的导向精度。
导向精度是指运动件沿THK直线导轨移动的直线性,以及它与有关基面间的相互位置的准确性。
2.运动轻便平稳。
工作时,应轻便省力,速度均匀,低速时应无爬行现象。
3.良好的耐磨性。
THK直线导轨的耐磨性是指导轨长期使用后,能保持一定的使用精度。导轨在使用过程中要磨损,但应使磨损量小,且磨损后能自动补偿或便于调整。
4.足够的刚度。
运动件所受的外力,是由导轨面承受的,故THK直线导轨应有足够的接触刚度。为此,常用加大导轨面宽度,以降低导轨面比压;设置辅助导轨,以承受外载。
5.温度变化影响小。
应保证THK直线导轨在工作温度变化的条件下,仍能正常工作。
6.结构工艺性好。
在保证导轨其它要求的前提下,应使THK直线导轨结构简单,便于加工、测量、装配和调整,降低成本。
不同设备的导轨,必须作具体分析,对其提出相应的设计要求。必须指出,上述六点要求是相互影响的。
数控机床进给轴常见的THK直线导轨支撑有如下几种形式:
1、一端固定——另一端支承
THK导轨一端固定,另一端支承。固定端同时承受轴向力和径向力;支承端只承受径向力,而且能作微量的轴向浮动,可以减少或避免因导轨自重而出现的弯曲,同时导轨热变形可以*的向一端伸长。这种结构使用最广泛,目前国内中小型数控车床、立式加工中心等均采用这种结构。
2、一端固定——一端*
THK直线导轨一端固定,另一端*。固定端轴承同时承受轴向力和径向力,这种支承方式用于行程小的短导轨或者用于全闭环的机床,因为这种结构的机械定位精度是最不可靠的,特别是对于长径比大的导轨(直线导轨相对细长),热变性是很明显的,1.5m长的导轨在冷、热的不同环境下变化0.05~0.10mm是很正常的。但是由于他的结构简单,安装调试方便,许多高精度机床仍然采用这种结构,但是必须加装光栅,采用全闭环反馈。
3、两端固定
THK导轨两端均固定。固定端轴承都可以同时承受轴向力,这种支承方式,可以对THK导轨施加适当的预紧力,提高导轨支承刚度,可以部分补偿导轨的热变形。
对于大型机床、重型机床以及高精度镗铣床常采用此种方案。但是,这种导轨的调整比较繁琐,如果两端的预紧力过大,将会导致导轨最终的行程比设计行程要长,螺距也要比设计螺距大。如果两端锁母的预紧力不够,会导致相反的结果,并容易引起机床震动,精度降低。所以,这类导轨在拆装时一定要按照原厂商说明书调整,或借助仪器(双频激光测量仪)调整。