Направляющие, по которым перемещаются подвижные узлы станков, машин, механизмов, измерительных приборов, роботов и других устройств, являются одним из основных элементов конструкции и в значительной мере определяют их возможности и технический уровень [1].
В статье рассмотрены направляющие, используемые в металлорежущих станках.
Направляющие станин предназначены для установки на них подвижных и неподвижных базовых узлов станка.
Основным требованием к направляющим являются обеспечение точности устанавливаемых на них и двигающихся по ним подвижных узлов: столов, кареток, салазок и т. п. [1–3].
Точность движения достигается соблюдением точности геометрических параметров направляющих, их твердостью и ограничением зазоров в стыках между направляющими подвижных узлов и направляющими станин.
В современных станках с ЧПУ применяют направляющие скольжения, качения и комбинированные в зависимости от конструкции и назначения станков.
Рассмотрим основные типы направляющих:
• направляющие скольжения с различными режимами трения (граничного, смешанного, гидродинамического, гидростатического, аэростатического);
• направляющие качения с различными типами тел качения (в основном шарики и ролики), видами кинематики (без возврата тел качения, с возвратом тел качения) и конструктивными формами, которые будут рассмотрены.
В некоторых станках применяют комбинированные направляющие, у которых по одним граням используется скольжение, а по другим — качение [1–3].
Наиболее распространены направляющие скольжения со смешанным характером трения, при котором слой смазки не обеспечивает полного разделения трущихся поверхностей неподвижного и подвижного элементов направляющей. Это имеет место в гидродинамических, гидростатических и аэростатических направляющих.
Основными преимуществами направляющих скольжения со смешанным характером трения являются простота и компактность конструкции, высокая нагрузочная способность и жесткость, демпфирование, невысокая стоимость. Однако в современных условиях тип направляющих со смешанным трением имеет существенные недостатки — это большое трение, ограничивающее скорость перемещения узлов, износ направляющих, а также скачкообразность движения при начале двидения с места и на малых скоростях, не позволяющая осуществлять точное позиционирование узлов [1–3].