37 支承件设计.docx

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37支承件设计

第七节支承件设计

一、支承件的功能和应满足的基本要求

（一）支承件的功能

机床的支承件是指床身、立柱、横粱、底座等大件，相互固定联接成机床的基础和框架。

机床上其它零、部件可以固定在支承件上，或者工作时在支承件的导轨上运动。

因此，支承件的主要功能是保证机床各零、部件之间的相互位置和相对运动精度，并保证机床有足够的静刚度、抗振性、热稳定性和耐用度。

所以，支承件的合理设计是机床设计的重要环节之一。

以车床为例，支承件是床身，固定联接着床头箱、进给箱和三杠（丝杠、光杠、操纵杠）；大刀架与溜板箱沿着床身导轨运动。

床身不仅承受这些部件的重量，而且还要承受切削力、传动力和摩擦力等，在这些力的作用下，不应产生过大的变形和振动；还要保证大刀架沿床身导轨运动的直线度和相对主轴轴线的平行度；受热后产生的热变形不应破坏机床的原始精度；床身导轨应有一定的耐用度等。

（二）支承件应满足的基本要求

支承件应满足下列要求；

1）应具有足够的刚度和较高的刚度一质量比。

2）应具有较好的动态特性，包括较大的位移阻抗（动刚度）和阻尼；整机的低阶频率较高，各阶频率不致引起结构共振；不会因薄壁振动而产生噪声。

3）热稳定性好，热变形对机床加工精度的影响较小。

4）排屑畅通、吊运安全，并具有良好的结构工艺性。

二、支承件的结构设计

支承件是机床的一部分，因此设计支承件时，应首先考虑所属机床的类型、布局及常用支承件的形状。

在满足机床工作性能的前提下，综合考虑其工艺性。

还要根据其使用要求，进行受力和变形分析，再根据所受的力和其它要求（如排屑、吊运、安装其它零件等）进行结构设计，初步决定其形状和尺寸。

然后，可以利用计算机进行有限元计算，求出其静态刚度和动态特性，再对设计进行修改和完善，选出最佳结构形式，既能保证支承件具有良好的性能，又能尽量减轻重量，节约金属。

（一）机床的类型、布局和支承件的形状

1．机床的类型

机床根据所受外载荷的特点，可分为三类：

（1）以切削力为主的中小型机床这类机床的外载荷以切削力为主，工件的质量，移动部件（如车床的刀架）的质量等相对较小，在进行受力分析时可忽略不计。

例如车床的刀架从床身的一端移至床身的中部时引起床身弯曲变形可忽略不计。

（2）以移动件的重力和热应力为主的精密和高精密机床这类机床以精加工为主，切削力很小。

外载荷以移动部件的重力以及切削产生的热应力为主。

如双柱立式坐标镗床，在分析横粱受力和变形时，主要考虑主轴箱从横粱一端移至中部时，引起的横梁的弯曲和扭转变形。

（3）重力和切削力必须同时考虑的大型和重型机床这类机床工件较重，移动件的重量较大，切削力也很大，因此受力分析时必须同时考虑工件重力，移动件重力和切削力等载荷，如重型车床、落地镗铣床及龙门式机床等。

2．机床的布局形式对支承件形状的影响

机床的布局形式直接影响支承件的结构设计。

如图3－84卧式数控车床，因采用不同布局，导致车床床身构造和形状不同。

图3－84a是平床身、平拖板；图3—84b是后倾床身、平拖板；图3—84c是平床身、前倾拖板；图3－84d是前倾床身，前倾拖板。

床身导轨的倾斜角度有30°、45°、60°、75°。

小型数控车床采用45°、60°的较多。

中型卧式车床采用前倾床身、前倾拖板布局形式较多，其优点是排屑方便，不使切屑堆积在导轨上将热量传给床身而产生热变形；容易安装自动排屑装置；床身设计成封闭的箱形，能保证有足够的抗弯和抗扭强度。

3．支承件的形状

支承件的形状基本上可以分为三类：

（1）　箱形类　支承件在三个方向的尺寸上都相差不多，如各类箱体、底座、升降台等。

（2）　板块类　支承件在两个方向的尺寸上比第三个方向大得多，如工作台、刀架等。

（3]　梁类　支承件在一个方向的尺寸比另两个方向大得多，如立柱、横梁、摇臂、滑枕、床身等。

（二）支承件的截面形状和选择

支承件结构的合理设计是应在最小重量条件下，具有最大静刚度。

静刚度主要包括弯曲刚度和扭转刚度，均与截面惯性矩成正比。

支承件截面形状不同，即使同一材料、相等的截面积，其抗弯和抗扭惯性矩也不同。

表3一13为截面积近似皆为100平方mm的8种不同截面形状的抗弯和抗扭惯性矩的比较。

比较后可知：

1）无论是方形、圆形或矩形，空心截面的刚度都比实心的大，而且同样的断面形状和相同大小的面积，外形尺寸大而壁薄的截面，比外形尺寸小而壁厚的截面的抗弯刚度和抗扭刚度都高。

所以为提高支承件刚度，支承件的截面应是中空形状。

尽可能加大截面足寸，在工艺可能的前提下壁厚尽量薄一些。

当然壁厚不能太薄，以免出现薄壁振动。

2）圆（环）形截面的抗扭刚度比方形好，而抗弯刚度比方形低。

因此，以承受弯矩为主的支承件的截面形状应取矩形，并以其高度方向为受弯方向；以承受扭矩为主的支承件的截面形状应取圆（环）形。

3）封闭截面的刚度远远大于开口截面的刚度，特别是抗扭刚度。

设计时应尽可能把支承件的截面作成封闭形状。

但是为了排屑和在床身内安装一些机构的需要，有时不能作成全封闭形状。

图3－85是机床床身截面图，均为空心矩形截面。

图3—85a为典型的车床类床身，工作时承受弯曲和扭转载荷，并且床身上需有较大空间排除大量切屑和冷却液。

图3—85b是镗床、龙门刨床等机床的床身，主要承受弯曲载荷，由于切屑不需要从床身排除，所以顶面多采用封闭的，台面不太高，以便于工件的安装调整。

图3－85c用于大型和重型机床的床身，采用三道壁。

重型机床可采用双层壁结构床身，以便进一步提高刚度。

（三）支承件肋板和肋条的布置

肋板是指联接支承件四周外壁的内板，它能使支承件外壁的局部载荷传递给其它壁板，从而使整个支承件承受载荷，加强支承件的自身和整体刚度（图3—86a）肋板的布置取决于支承件的受力变形方向，其中，水平布置的肋板有助于提高支承件水平面内弯曲刚度；垂直放置的肋板有助于提高支承件垂直面内的弯曲刚度；而斜向肋板能同时提高支承件的抗弯和抗扭刚度。

图3－87是在立柱中采用肋板的两种结构形式图，图3—87a中立柱加有棱形加强肋，形状近似正方形。

图3—87b中加有X形加强肋，形状也近似为正方形。

因此．两种结构抗弯和抗扭刚度都很高。

应用于受复杂的空间载荷作用的机床。

如加工中心、镗铣床等。

一般将肋条配置于支承件某一内壁上，主要为了减小局部变形和薄壁振动，用来提高支承件的局部刚度，如图3—88所示。

肋条可以纵向、横向和斜向，常常布置成交叉排列，如井字形、米字形等。

必须使肋条位于壁板的弯曲平面内，才能有效地减少壁板的弯曲变形。

肋条厚度一般是床身壁厚的0.7～0.8倍。

局部增设肋条，提高局部刚度的例子如图3—89所示。

图3—89a表示在支承件的同定螺栓、联接螺栓或地脚螺栓处的加强肋。

图3—89b为床身导轨处的加强肋。

（四）合理选择支承件的壁厚

为减轻机床的重量，支承件的壁厚应根据工艺上的可能选择得薄些。

铸铁支承件的外壁厚可根据当量尺寸C来选择。

根据算出的当量值C按表3—14选择最小壁厚t，再综合考虑工艺条件、受力情况，可适当加厚。

壁厚应尽量均匀。

焊接支承件一般采用钢板与型钢焊接而成。

由于钢的弹性模量约比铸铁大一倍，所“钢板焊接床身的抗弯刚度约为铸铁床身的1.45倍。

因此在承受同样载荷情况下，壁厚可做得比铸件薄2／3－4／5、以减轻重量。

具体数字可参考表3－15选用。

但是，钢的阻尼是铸铁的1／3，抗振性较差，所以焊接支承件在结构和焊缝上要采取抗振措施。

焊接支承件靠采用封闭截面形状，正确布置肋板和肋条来提高刚度。

壁厚过薄将会使支承件的壁板动刚度急剧降低，在工作过程中产生振动，而引起较大的噪声振动。

所以应根据壁板刚度合理地确定壁厚，防止薄壁

大型机床以及承受载荷较大的导轨处的壁板，往往采用双层壁结构，以提高刚度。

一般选用双层壁结构的壁厚度t≥3～6mm。

三、支承件的材料

支承件常用的材料有铸铁、钢板和型钢、天然花岗岩、预应力钢筋混凝土、树脂混凝土等。

（一）铸铁

一般支承件用灰铸铁制成，在铸铁中加人少量合金元素可提高耐磨性。

铸铁铸造性能好，容易获得复杂结构的支承件，同时铸铁的内摩擦力大，阻尼系数大·使振动衰减的性能好，成本低。

但铸件需要木模芯盒，制造周期长，有时产生缩孔、气泡等缺陷，成本高，适于成批生产。

常用的铸件牌号有HT~00、HTl50、HTl00。

HT200称为I级铸铁，抗压抗弯性能较好，可制成带导轨的支承件，不适宜制作结构太复杂的支承件。

HTl50称为Ⅱ级铸铁，它流动性好，铸造性能好。

但力学性能较差，适用于形状复杂的铸件和重型机床床身和受力不大的床身和底座。

HTl00称为Ⅲ级铸铁，力学性能差，一般用作镶装导轨的支承件。

为增加耐磨性，可采用高磷铸铁、磷铜钍铸铁、铬钼铸铁等台金铸铁。

铸造支承件要进行时效处理，以消除内应力。

（二）钢板焊接结构

用钢板和型钢等焊接支承件，其特点是制造周期短，省去制作木模和铸造工艺；支承件可制成封闭结构，刚性好；便于产品更新和结构改进；钢板焊接支承件固有频率比铸铁高，在刚度要求相同情况下，采用钢焊接支承件可比铸铁支承件壁厚减少一半，重量减轻20％～30％。

随着计算技术的应用，可以对焊接件结构负载和刚度进行优化处理，即通过有限元法进行分析，根据受力情况合理布置肋板，选择合适厚度的材料，以提高大件的动静刚度。

因此，近20年来在国外支承件用钢板焊接结构件代替铸件的趋势不断扩大，开始在单件和小批

生产的重型机床和超重型机床上应用，逐步发展到一定批量的中型机床中。

钢板焊接结构的缺点是钢板材料内摩擦阻尼约为铸铁的1／3，抗振性较铸铁差，为提高机床抗振性能，可采用提高阻尼的方法来改善动态性能。

（三）预应力钢筋混凝土

主要用于制作不常移动的大型机械的机身、底座、立柱等支承件。

预应力钢筋混凝土支承件的刚度和阻尼比铸铁大几倍，抗振性好，成本较低。

用钢筋混凝土制成支承件时，钢筋的配置对支承件影响较大。

一般三个方向都要配置钢筋，总预拉力为120～150kN。

缺点是脆性大，耐腐蚀性差，油渗人导致材质疏松，所以表面应进行喷漆或喷涂塑料。

图3—90是数控车床的底座和床身，底座1为钢筋混凝土，混凝土的内摩擦阻尼很高，所以机床的振抗性很高。

床身2为内封砂芯的铸铁床身，也可提高床身的阻尼。

（四）天然花岗岩

天然花岗岩性能稳定，精度保持性好，抗振性好，阻尼系数比钢大15倍，耐磨性比铸铁高5～6倍，导热系数和线胀系数小，热稳定性好，抗氧化性强，不导电，抗磁，与金属不粘合，加工方便，通过研磨和抛光容易得到很高的精度和表面粗糙度。

目前用于三坐标测量机、印制电路板数控钻床、气浮导轨基座等。

缺点是结晶颗粒粗于钢铁的晶粒，抗冲击性能差，脆性大，油和水等液体易渗人晶界中，使表面局部变形胀大，难于制作复杂的零件。

　（五）树脂混凝土

　树脂混凝土是制造机床床身的一种新型材料，国际上出现在70年代。

树脂混凝土与普通混凝土不同，它是用树脂和稀释剂代替水泥和水，将骨料固结成为树脂混凝土，也称人造花岗岩。

树脂混凝土采用合成树脂（不饱和聚脂树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂）为粘接剂，加入固化剂、稀释剂、增韧剂等将骨料固结而成。

固化剂作用是与树脂发生反应，使原有的线型结构的热塑性材料转化成体型结构的热同性材料。

稀释剂的作用是降低树脂的粘度，使浇铸时有较好的渗透力，防止固化时产生气泡。

增韧剂用来提高韧性，提高抗冲击强度和抗弯强度。

骨料可分为细骨料（河沙，硅沙）和粗骨料（卵石、花岗岩、石灰石等碎石）。

有时还要加些粉末填料，以便改善树脂混凝土的物理机械性能，如提高耐磨性、抗拉压强度。

通过聚合反应，固化、振动搅拌浇注而生成的一种复合材料。

树脂混凝士特点是：

刚度高；具有良好的阻尼性能，阻尼比为灰铸铁的8～10倍，抗振

性好；热容量大，热传导率低，导热系数只为铸铁的1／25～l／40，热稳定性高，其构件热变形小；比重为铸铁的1／3，质量轻；可获得良好的几何形状精度，表面精糙度也较低；对切削油、润精剂、冷却液有极好的耐腐蚀性；与金属粘接力强，可根据不同的结构要求，预埋金属件，使机械加工量减少，降低成本；浇注时无大气污染；生产周期短，工艺流程短{浇注出的床身静刚度比铸铁床身提高16％～40％。

总之它具有刚度高、抗振性好、耐水、耐化学腐蚀和耐热特性。

缺点是某些力学性能低，但可以预埋金属或添加加强纤维。

对于高速、高教、高精度加工机床具有广泛的应用前景。

树脂混凝土的物理力学性能与铸铁的比较见表3--16。

树脂混凝土床身有整体结构形式、分块结构形式和框架结构形式，如图3—9l所示。

（1）整体结构形式用树脂混凝土制造出床身的整体结构，如图3－9lb所示。

其中导轨部分，可以是金属件，预先加工好，作为预埋件直接浇铸在床身上，或采用预留粤轨等部件的准确安装面，床身挠锌好之后，将这些部件粘接在机床床身上，如图3—92所示。

这种结构适用于形状不复杂的中小型机床床身。

（2）分块结构为简化浇注模具的结构和实现模块化，对于结构较复杂的大型床身构件，把它分成几个形状简单、便于浇注的部件，如图3—91c一所示。

各部分分别浇注后，再用粘接荆或其它形式联接起来。

（3）框架结构逸种结构采用金属型材焊接出床身的周边框架，在框架内浇注树脂混凝土，如图3—91a所示。

这种结构刚性好，适用于结构较简单的大中型机床床身。

四、提高支承件结构性能的措施

（一）提高支承件的静刚度和固有频率

提高支承件的静刚度和固有频率的主要方法是根据支承件受力情况合理地选择支承件的材料、截面形状和尺寸、壁厚，合理地布置肋板和肋条，以提高结构整体和局部的弯曲刚度和扭转刚度。

可以用有限元方法进行定量分析，以便在较小重量下得到较高的静刚度和固有频率；在刚度不变的前提下，减轻重量可以提高支承件的固有频率改善支承件间的接触刚度以及支承件与地基联结处的刚度。

图3—93是数控车床的床身截面图。

床身采用倾斜式空心封闭箱形结构，排屑方便，抗扭刚度高。

图3—94是加工中心床身截面图，采用三角形肋板结构，抗扭抗弯刚度均较高。

图3－87是立式加工中心立柱采用的两种结构形式。

图3－87a立柱加菱形加强肋，形状为正方形；图3－87b加X型加强肋，截面形状近似正方形。

这两种结构使得在两个方向的抗弯刚度基本相同，抗扭刚度也较高，用于受复杂空间载荷作用的机床。

图3—95是大型滚齿机立柱和床身截面示意图，采用双层壁加强肋的结构，其内腔设计成供液压油循环的通道使床身温度场一致，防止热变形；立柱设计戚双重臂加强肋的封闭式框架结构，刚度好。

（二）　提高动态特性

1．改善阻尼特性

对于铸铁支承件，铸件内砂芯不清除，或在支承件中填充型砂或混凝土等阻尼材料以起到减振作用。

如图3－96所示的车床床身、图3－97所示的镗床主轴箱，为增大阻尼，提高动态特性，将铸造砂芯封装在箱内。

对于焊接支承件，除了可以在内腔中填充混凝土减振外，还可以充分利用接合面间的摩擦阻尼来减小振动。

即两焊接件之间留有贴台而未焊死的表面，在振动过程中，两贴合面之间产生的相对摩擦起阻尼作用，使振动减小。

间断焊缝虽使静刚度有所下降，但阻尼比大为增加，使动刚度大幅度增大。

不同焊缝尺寸对构件动刚度的影响可参见表3—17。

图3－98表示了三种板状结构。

图3—98a为厚度为：

20rnm的铸铁板；图3—98b为两块厚度为10mm的钢板点焊在一起，中间构成摩擦面，其阻尼比已超过围3－98a的铸铁板；图3－98c为两块厚度为10mm的钢板，四周焊在一起，中间摩擦面构成的阻尼比大大过铸铁板。

采用合理焊缝设计得到的阻尼比可以是材料本身阻尼的10～100倍

在支承件表面采用阻尼涂层，比如在弯曲构件表面喷涂一层具有高内阻尼和较高弹性的粘弹性材料，涂层愈厚阻尼愈太。

常用于钢板焊制的支承件上。

采用阻尼涂层不改变原设计的结构和刚度，就能获得较高的阻尼比，既提高了抗振性，又提高了对噪声辐射的吸收能力。

图399为铣床悬梁，它是一个封闭的箱形铸件。

在悬梁端部空间装有四个铁块1，并填满直径为6～8mm的钢球2，再注人高粘度舶油3。

振动时，油在钢球间产生的粘性摩擦及钢球、铁块间的碰撞，可耗散振动能量，增大阻尼。

2．采用新材料制造支承件

树脂混凝土材料问世以来，由于它具有刚性高、抗振性好、热变形小、耐化学腐蚀的特点，被国外和国内广泛研究。

现在英国、美国、日本、德国、瑞士都已在实际中应用。

我国也已成功地应用于精密外圆磨床中。

实践表明，采用这种材料，可以使动刚度提高几倍。

（三）提高热稳定性

机床热变形是影响加工精度的重要因素之一，应设法减少热变形，特别是不均匀的热变形以降低热变形对精度的影响。

主要方法有：

1．控制温升

机床运转时，各种机械摩擦，电动机、液压系统都会发热。

如果能适当地加大散热面积，加设散热片，设置风扇等措施改善散热条件，迅速将热量散发到周围空气中，则机床的温升不会很高。

此外，还可以采用分离或隔绝热源方法，如把主要热源（液压油箱、变速箱、电动机）移到与机床隔离的地基上；在支承件中布置隔板来引导气流经过大件内温度较高的部件，将热量带走；在液压马达、{液压缸等热源外面加隔热罩；以减少热源热量的辐射；采用双层壁结构之间有空气层，使外壁温升较小，只能限制内壁的热胀作用。

2．采用热对称结构

所谓热对称结构是指在发生热变形时，其工件或刀具回转中心线的位置基本不变，因而减小了对加工精度的影响。

如图3—100所示的双立柱结构的加工中心或卧式坐标镗床，其主轴箱装在框式立柱内，且以左右两立柱的侧面定位。

由于两侧热变形的对称性，主轴中心线的升降轨迹不会因立柱热变形而左右倾斜，保证了定位误差。

3采用热补偿装置

采用热补偿的基本方法是在热变形的相反方向上采取措施，产生相应的反方向热变形，使两者之间影响相互抵消，减少综合热变形。

目前，国内外都已能利用计算机和检测装置进行热位移补偿。

先预测热变形规律，然后建立数学模型存人计算机中进行实时处理，进行热补偿。

现在，国外已把热变形自动补偿修正装置作为产品生产和销售。

第八节导轨设计

一、导轨的功用和应满足的基本要求

（一）　导轨的功用和分类

导轨的功用是承受载荷和导向。

它承受安装在导轨上的运动部件及工件的质量和切削力，运动部件可以沿导轨运动。

运动的导轨称为动导轨，不动的导轨称为静导轨或支承导轨。

动导轨相对于静导轨可以作直线运动或者回转运动。

导轨按结构形式可以分为开式导轨和闭式导轨。

开式导轨是指在部件自重和载荷的作用下，运动导轨和支承导轨的工作面（如图3—101a中c面和d面）始终保持接触、贴合。

其特点是结构简单，但不能承受较大颠覆力矩的作用。

闭式导轨借助于压板使导轨能承受较大的颠覆力矩作用。

例如车床床身和床鞍导轨，如图3－10lb所示。

当颠覆力矩M作用柱导轨上时，仅靠自重已不能使主导轨面e、，始终贴合，需用压板1和2形成辅助导轨面g和h，保证支承导轨与动导轨的工作面始终保持可靠的接触。

导轨副按导轨面的摩擦性质可分为滑动导轨副和滚动导轨副。

在滑动导轨副中又可分为普通滑动导轨、静压导轨和卸荷导轨等。

（二）导轨应满足的要隶

导轨应满足精度高、承载能力太、刚度好、摩擦阻力小、运动平稳、精度保持性好、寿

命长，结构简单，工艺性好，便于加工、装配、调整和维修，成本低等要求。

下面的五个要

求尤为突出：

（1）导向精度　导向精度是导轨副在空载荷或切削条件下运动时，实际运动轨迹与给定运动轨迹之间的偏差。

影响导向精度的因素很多，如导轨的几何精度和接触精度，导轨的结构型式，导轨和支承件的刚度，导孰的油膜厚度和油膜刚度，导轨和支承件的热变形等等。

直线运动导轨的几何精度一般包括导轨在竖直平面内的直线度、导轨在水平面内的直线度和导轨面之间的平行度。

具体要求可参阅国家有关机床精度检验标准。

接触精度指导轨副间摩擦面实际接触面积占理论接触面积的百分比，或用着色法检查25×25mm。

面积内的接触点数。

不同加工方法所生成导轨的表面，检查的标准是不相同的。

（2）承载能力大，刚度好　根据导轨承受载荷的性质、方向和大小，合理地选择导轨的截面形状和尺寸，使导轨具有足够的刚度，保证机床的加工精度。

（3）精度保持性好　精度保持性主要是由导轨的耐磨性决定的，常见的磨损形式有磨料（或磨粒）磨损、牯着磨损或咬焊、接触疲劳磨损等。

影响耐磨性的因素有导轨材料、载荷状况、摩擦性质、工艺方法、润滑和防护条件等。

（4）低速运动平稳　当动导轨作低速运动或微量进给时，应保证运动始终平稳，不出现爬行现象。

影响低速运动平稳性的因素有导轨的结构形式、润滑情况、导轨摩擦面的静、动摩擦系数的差值，以及传动导轨运动的传动系刚度。

（5）结构简单、工艺性好　导轨要求结构简单，易于加工。

　二、导轨的截面形状选择和导轨间隙的调整

（一）直线运动导轨的截面形状

直线运动导轨的截面形状主要有四种：

矩形、三角形、燕尾形和圆柱形，并可互相组合，每种导轨副之中还有凸、凹之分。

1．矩形导轨　（图3一102a）

上图是凸型，下图是凹型。

凸型导轨容易清除掉切屑，但不易存留润滑油，凹型导轨则相反。

矩形导轨具有承载能力大、刚度高、制造简便、检验和维修方便等优点l但存在侧向间隙，需用镶条调整，导向性差。

适用于载荷较大而导向性唼求略低的机床。

2．三角形导轨　（图3—102b）

三角形导轨面磨损时，动导轨会自动下沉，自动补偿磨损量，不会产生间隙。

三角形导轨的顶角a一般在90。

～120。

范围内变化，a角越小，导向性越好，但摩擦力也越大。

所以，小顶角用于轻载精密机械．太顶角用于大型或重型机床。

三角形导轨结构有对称式和不对称式两种。

当水平力大于垂直力，两侧压力分布不均时，采用不对称导轨。

3．燕尾形导轨　（图3—102c）

燕尾形导轨可以承受较大的颠覆力矩，导轨的高度较小，结构紧凑，间隙调整方便。

但是，刚度较差，加工检验维修都不大方便。

适用于受力小，层次多、要求间隙调整方便的部件。

4．圆柱形导轨　（图3—102d）

圆柱形导轨制造方便，工艺性好，但磨损后较难调整和补偿间距。

主要用于受轴向负荷的导轨，应用较少。

上述四种截面的导轨尺寸已经标准化了，可参看有关机床标准。

（二）　回转运动导轨的截面形状

回转运动导轨的截面形状有三种：

平面环形、锥面环形和双锥面导轨。

如图3—103a、b、c所示。

1．平面环形导轨（图3－103a）

平面环形导轨结构简单、制造方便，能承受较大的轴向力，但不能承受径向力，因而必须与主轴联合使用，由主轴来承受径向载荷。

这种导轨摩擦小，精度高，适用于由主轴定心的各种回转运动导轨的机床，如高速大载荷立式车床、齿轮机床等。

2．锥面环形导轨（图3一103b）

锥面环形导轨脒能承受轴向载荷外，还能承受一定的径向载荷，但不能承受较大的颠覆力矩。

它的导向性比平面环形导轨好，但制造较难。

3．双锥面导轨（图3—103c）

双锥面导轨能承受较大的径向力，轴向力和一定的颠覆力矩，但制造研磨均较困难。

（三）　导轨的组合形式

机床直线运动导轨通常由两条导轨组合而成，根据

不同要求，机床导轨主要有如下形式的组合：

1．双三角形导轨（图3—104a）

双三角形导轨不需要镶条调整问隙，接触刚度好，导向性和精度保持性好，但是工艺性差，加工、检验和维修不方便。

多用在精度要求较高的机床中，如丝杠车床、导轨磨床、齿轮磨床等。

2．双矩形导轨（图3—104b、c）

双矩形导轨承载能力大，制造简单，多用在普通精度机床和重型机床中，如重型车床、组合机床、升降台铣床等。

双矩形导轨的导向方式有两种：

由两条导轨的外侧导向时，叫做宽式组合，如图3104b所示；分别由一条导轨的两侧导向时，叫做窄式组合，如图3—104c所示。

机床热变