直線導(dǎo)軌安裝底座幾種尺寸標(biāo)注方法的比較與分析

江洪全

摘 要：直線導(dǎo)軌廣泛應(yīng)用于各種類型的數(shù)控機(jī)床以及精密機(jī)床中，特別是在半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域，由于其具有較好的運動穩(wěn)定性、較好的精度保持性、磨損小、較高的運動靈敏度以及較高的定位精度，并且其壽命較長。該文分析了直線導(dǎo)軌安裝底座結(jié)構(gòu)簡圖，并對安裝底座幾種尺寸標(biāo)注方法的比較與分析進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：直線導(dǎo)軌；安裝底座；尺寸標(biāo)注

中圖分類號：TH161 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

直線導(dǎo)軌是否能將其特性充分地發(fā)揮出來，這與安裝基座的加工質(zhì)量有很大關(guān)系，然而零件的加工質(zhì)量又與零件中的關(guān)鍵尺寸標(biāo)記的方法有很大的關(guān)系。該文總結(jié)了2種常用的尺寸標(biāo)注方法，并對各種標(biāo)記方法的優(yōu)缺點進(jìn)行了比較和分析。希望這些對于大多數(shù)機(jī)械設(shè)計師具有一定的參考意義。

1 直線導(dǎo)軌安裝底座結(jié)構(gòu)簡圖

如圖1所示，就是最常見的直線導(dǎo)軌安裝基座的結(jié)構(gòu)簡圖。通常情況下，直線導(dǎo)軌的使用都是成對的。每個導(dǎo)軌的底表面放置在導(dǎo)軌安裝基座的A和B側(cè)，每個軌道的橫向參考表面鄰接軌道安裝基座的橫向定位表面C和D，用螺釘將直線導(dǎo)軌固定到導(dǎo)軌安裝底座上。需要對A、B、C以及D面進(jìn)行一定的加工，從而使每個平面的平整度都達(dá)到相關(guān)要求的標(biāo)準(zhǔn)。要想安全、可靠地對直線導(dǎo)軌進(jìn)行安裝，其基座的相應(yīng)結(jié)構(gòu)尺寸必須符合以下要求：

第一，尺寸d必須滿足上下幅度在0.1 mm內(nèi)的尺寸公差控制。由于尺寸d，對2個線性引導(dǎo)件的位置進(jìn)行確定。如果尺寸公差太大，則由于誤差的累積，可能無法安裝連接在導(dǎo)軌滑塊上的部件；第二，d2和d3的尺寸公差控制在上下幅度0.1 mm之間。由于導(dǎo)軌的側(cè)向參考面必須在安裝過程中抵靠平面C和D放置，因此確保了2個導(dǎo)軌的平行度，并且確保導(dǎo)軌的安裝更可靠以及可以對橫向載荷具有一定的承載性。另外，即使直線導(dǎo)軌上的螺釘安裝與其孔之間存在間隙，但考慮到C面與D面的平行度以及縱向上導(dǎo)軌座上螺紋孔的誤差影響，其尺寸公差控制在上下振幅的0.1 mm范圍內(nèi)，不然就會出現(xiàn)導(dǎo)軌可能無法緊密貼合在C面和D面上，因為螺紋孔距離C面和D面太遠(yuǎn)，當(dāng)然，也存在由于太近而無法安裝的現(xiàn)象。

2 幾種尺寸標(biāo)注方法的分析與比較

下面我們對導(dǎo)軌安裝底座中幾個關(guān)鍵尺寸的2種常見尺寸標(biāo)注方法進(jìn)行分析，并對各種尺寸標(biāo)注方法的優(yōu)缺點進(jìn)行比較。

2.1 第一種常見的尺寸標(biāo)注方法

如圖2所示，該標(biāo)記方法標(biāo)記2個螺紋孔的中心距離為B1，導(dǎo)軌安裝基座與一端的螺紋孔的橫向定位基準(zhǔn)面之間的距離B2，一端的螺紋孔與導(dǎo)軌安裝的橫向定位基準(zhǔn)面之間的距離為B3。因為這些尺寸間接保證了另一端螺紋孔對導(dǎo)軌安裝基座的橫向定位基準(zhǔn)面的尺寸公差，所以需要根據(jù)尺寸鏈來對這些尺寸進(jìn)行計算，并合理分配尺寸公差以確保距離橫向定位面公差上下幅度控制0.1 mm以內(nèi)。

這一標(biāo)注方法的優(yōu)點是，在加工螺紋孔時可以同時加工螺紋孔，并且尺寸公差保證在要求的范圍內(nèi)。它可以在零件加工過程中，降低對刀具進(jìn)行調(diào)整的時間，也可以在一定的程度上降低技術(shù)人員的工作強(qiáng)度；而這一方法的缺點則是它需要對每個待處理部件進(jìn)行工具設(shè)定處理，并且每個部件環(huán)的尺寸公差精度高于第一種類型的尺寸公差精度，該方法要求很高，所以這一標(biāo)記方法僅適用于少量零件的生產(chǎn)。

2.2 第二種常見的尺寸標(biāo)注方法

如圖3所示。這一標(biāo)記方法基于導(dǎo)軌安裝基座上A表面的尺寸以及導(dǎo)軌安裝基座的橫向定位參考平面與A表面之間的距離E1，以及兩者的橫向定位參考平面之間的距離，軌道安裝基座有標(biāo)記為E2，從左端螺紋孔到A側(cè)的距離E3和2個螺紋孔的中心距離E4。在這一標(biāo)記方法下，2個導(dǎo)軌安裝基座的橫向定位參考平面之間的尺寸公差可以直接由尺寸E確定，但左右螺紋孔與2個導(dǎo)軌安裝的橫向定位參考平面之間的距離基地。這是由這些尺寸間接保證的，因此有必要計算這些尺寸的尺寸鏈并合理分配尺寸公差，以確保兩端螺紋孔與2個導(dǎo)軌安裝基座的橫向定位基準(zhǔn)之間的距離控制在上下幅度0.1 mm之間。另外，我們通過尺寸鏈中的閉環(huán)來分析從右端螺紋孔到導(dǎo)軌安裝基座的橫向定位基準(zhǔn)面的距離。

在對這一標(biāo)記方法進(jìn)行使用時，其優(yōu)點在于，可以僅在處理期間基于A表面執(zhí)行定位和夾緊。只對刀具位置進(jìn)行一次調(diào)整，就可以加工批量零件，所以，這種方法適合對零件進(jìn)行大批量的生產(chǎn)，另外，這一方法不需要較高的技術(shù)水平；然而，其缺點就是構(gòu)成環(huán)的數(shù)量較多，每個構(gòu)件環(huán)的公差精度相對較高，并且在進(jìn)行底座定位時需要用一些其他的夾具進(jìn)行輔助。

3 結(jié)論

綜上所述，由于直線導(dǎo)軌的各種優(yōu)勢，使其廣泛用于各類數(shù)控機(jī)床以及精密機(jī)床，特別是在半導(dǎo)體設(shè)備的領(lǐng)域當(dāng)中。該文對以上2種尺寸標(biāo)記方法進(jìn)行了簡要的分析，對于第一種方法來說，可以在對零件加工的過程中，降低對刀具進(jìn)行調(diào)整的時間，也可以在一定的程度上降低技術(shù)人員的工作強(qiáng)度，但是，它需要對每個待處理部件進(jìn)行工具設(shè)定處理，并且每個部件環(huán)的尺寸公差精度高于第一種類型的尺寸公差精度，該方法要求很高，所以只適用于少量零件的生產(chǎn)；第二種方法，與前2種相比，既不需要較高的技術(shù)水平，也不用增加調(diào)整刀具的時間，所以，這一方法適合發(fā)批量零部件的生產(chǎn)。廣大機(jī)械設(shè)計工作者可以根據(jù)所設(shè)計零件的加工數(shù)量，靈活地選用尺寸標(biāo)注方法。

參考文獻(xiàn)

[1]黎金琴.數(shù)控維修大賽的機(jī)械部件安裝與調(diào)整工藝[J].湖北科技學(xué)院學(xué)報，2016，36（12）：93-95.

[2]杜坤.滾動直線導(dǎo)軌副滑塊幾何/型面精度檢測方法及裝置研發(fā)[D].江蘇：南京理工大學(xué)，2017.

[3]劉志云.滾動直線導(dǎo)軌副的設(shè)計安裝技巧[J].金屬加工（冷加工），2016（20）：39-42.

[4]鐘洋.滾動直線導(dǎo)軌副精度保持性基礎(chǔ)理論研究與試驗臺設(shè)計[D].江蘇：南京理工大學(xué)，2014.

[5]周保安.精密滾動直線導(dǎo)軌副綜合性能測試臺的設(shè)計與研究[D].江蘇：南京理工大學(xué)，2014.