Напрямні ковзання та кочення.

Направляючі станин забезпечують заданий рух робочих органів з інструментом або заготовкою відносно інших вузлів верстата. По виду руху розрізняють направляючі для прямолінійного руху і для обертального.

Напрямні верстатів з ПК повинні мати високу зносостійкість, необхідну жорсткість і невелику силу тертя, щоб забезпечити точність переміщення і стабільність положення вузлів, а також стійке положення і демпфування коливань вузлів за відсутності самогальмування в приводних механізмах. Зменшення сили тертя в напрямних дозволяє понизити розузгодження в стежачій системі, пов'язане з деформаціями в елементах приводу під дією сил тертя, зменшити зону нечутливості і погрішність позиціонування вузла.

По виду тертя у верстатах застосовують напрямні з тертям ковзання і з тертям кочення, комбіновані, гідростатичні і аеростатичні напрямні. Вибір виду напрямних залежить від умов роботи робочого органу верстата, типу і розмірів верстата. Основні профілі напрямних показані на рис. 10.

Напрямні для прямолінійного руху - це опори призматичної, прямокутної або циліндрової форми.

Розрізняють напрямні з силовим замиканням (рис. 10, а) і без силового замикання (рис. 10, б). Охоплювані напрямні (рис. 10, г-и) застосовують при малих швидкостях переміщення, оскільки на них погано утримується змащувальний матеріал, але вони прості у виготовленні і на них не затримується стружка. Охоплюючи напрямні (рис. 10, г, д, е, ж) більш придатні для високих швидкостей ковзання, оскільки добре утримують змащувальний матеріал, проте їх потрібно захищати від стружки і бруду. Переміщатися може як охоплювана, так і охоплююча деталь.

Такі, що охвачують

Такі, яких охвачують

Рис. 10

Плоскі прямокутні напрямні (рис. 10, а) мають найпростішу форму. Робочий орган 3 спирається на поверхні 1 і 2 напрямних станини 6. Планки 5 і 7 обмежують його переміщення у вертикальному напрямі. Для регулюванні зазора в горизонтальній площині використовують планку або клин 4. Плоскі направляючі застосовують для станини агрегатних, важких токарних і продольно-фрезерних верстатів, а також для поперечини, стійки, консолей.

У верстатах часто використовують комбіновані напрямні, коли одна з них виконана, наприклад, плоскої, а друга - призматичної (рис. 10, б); або одна - плоска, а друга виконана у вигляді половини «ластівчиного хвоста» (рис. 10, в), при цьому зазор регулюють клином 4.

Комбіновані напрямні з тертям кочення і ковзання (рис. 10, к) застосовують в сучасних верстатах з ЧПК.

Комбіновані напрямні з тертям кочення і ковзання додатково містять підшипники кочення 8 і застосовуються майже у всіх групах верстатів опір руху в комбінованих напрямних в 10-15 разів нижчий, ніж в напрямних ковзання чавун-чавун.

Призматичні напрямні коритоподібні або опуклі (рис. 10, д) мають переваги перед плоскими, оскільки вони виключають появу зазора при зношуванні, а коритоподібні (рис. 10, г), крім того, добре утримують змащувальний матеріал. Вони часто використовуються для переміщення столів продольно-строгальних і шліфувальних верстатів.

Напрямні типа ластівчина хвоста (рис. 10, е) широко застосовують в приводах верстатів, вони відрізняються компактністю і простотою регулювання за допомогою клину 1. Ці напрямні служать для переміщення кареток супортів, столів консольно-фрезерних верстатів і інших робочих органів.

Круглі напрямні (рис. 10, ж) мають форму циліндрової поверхні і використовуються для вертикального переміщення шпиндельних гільз свердлувальних і фрезерних верстатів, супортів токарних автоматів, промислових роботів і штанг автооператорів багатогранні замкнуті напрямні (рис.10, з, и) застосовують для переміщення повзунів, що мають невеликий поперечний перетин при невеликій довжині ходу.

Напрямні з тертям кочення (мал. 11) все ширше застосовують у верстатах з ПК, в яких для переміщення вузлів верстата використовують тіла кочення - кульки і ролики. Напрямні кочення подібно напрямним ковзання можуть бути відкритими (рис. 11, а) і закритими (рис. 11, б).

Для спрямовуючих прямолінійного руху з великою довжиною ходу рухомих вузлів при швидкостях руху до 10 м/хв застосовують роликові опори кочення типу РОД (рис. 11, в). Опора 1 являє собою жорстку точну напрямну 2, навкруги якої обкочуються тіла кочення 5 (ролики) по замкнутій траєкторії. Робочий орган верстата 3 перміщується по роликам 5. Від випадіння ролики утримуються обоймами і пружинами 4. Опори кріпляться на вузлі верстата гвинтами і штифтами. Шорсткість робочих поверхонь напрямних, по яким переміщаються ролики опор, не нижча Rа = 0,32 мкм, твердість НRС 58-62 (приведений коефіцієнт тертя 0,002-0,004).

Рис. 11

Напрямні ковзання відливають,заодно із станиною або виконують накладними у вигляді планок або призм, що прикріплюються гвинтами до литих деталей верстата. Напрямні у вигляді накладних планок виготовляють з вуглецевих сталей 15 і 20, а також з легованих сталей 40Х і ШХI5. У важких верстатах напрямні виготовляють з текстоліта або антіфрикційних сплавів (бронза, бабіт).

Змазування напрямних проводять при повільних переміщеннях салазок для запобігання стрибкам слід застосовувати індустріальні масла з присадками.