В металлорежущих станках применяют направляющие скольжения, направляющие качения и комбинированные. Направляющие скольжения могут быть с полужидкостной, жидкостной и газовой смазкой. При полужидкостной смазке суммируется сила взаимодействия контактирующих поверхностей деталей и сила вязкого сопротивления смазочного материала, не разделяющего полностью эти поверхности. Если смазочный материал разделяет поверхности полностью, то возникает жидкостная смазка, что имеет место в гидростатических и гидродинамических направляющих. Направляющие качения различают по виду тел качения на шариковые и роликовые.
Все типы направляющих согласно классификации имеют свои достоинства и недостатки, что и определяет их целесообразную область применения. Часто делают комбинированные направляющие, используя достоинства разных типов и достигая тем самым суммарного эффекта.
В зависимости от траектории движения подвижного узла различают прямолинейные и круговые направляющие. Их делят также на горизонтальные, вертикальные и наклонные. По форме поперечного сечения наиболее распространены прямоугольные (плоские), треугольные (призматические), трапециевидные (типа ласточкина хвоста) и круглые направляющие. Часто используют сочетание различных форм, когда одна из направляющих выполнена прямоугольной, а другая треугольной или в виде половины трапециевидной формы. Каждую из форм можно применять в виде охватывающих и охватываемых направляющих. Охватываемые направляющие плохо удерживают смазочный материал, а охватывающие удерживают его хорошо, но нуждаются в надежной защите от загрязнений.
Прямоугольные направляющие отличаются технологичностью изготовления и простотой контроля геометрической точности. Их все чаще применяют в станках с программным управлением, так как они отличаются простотой и надежностью регулировки зазоров и способны воспринимать большие нагрузки. Треугольные направляющие обладают свойством автоматического выбора зазоров под действием собственного веса, но угловое расположение рабочих граней усложняет их изготовление и контроль. Трапециевидные направляющие отличаются компактностью конструкции, но сложны в изготовлении и контроле. Регулирование зазора у них относительно простое, но не обеспечивает высокой точности сопряжений. Круглые направляющие применяют редко. В охватываемом варианте они не обеспечивают большой жесткости из-за прогиба скалок (штанг), закрепленных на концах, поэтому применяют их в основном при малой длине хода. В охватывающем варианте у цилиндрических направляющих сложно изготовить полукруглые пазы.
Конструктивное оформление
Сечения направляющих трения скольжения нормализованы (рис. 1). Соотношения размеров сечений зависят от высоты направляющих (см. рис. 11, Станины станков по металлу). Отношение длины подвижной детали к общей ширине (ширина направляющих и расстояние между ними) должно быть в пределах 1,5-2. Длину неподвижных направляющих принимают такой, чтобы не было провисания подвижной детали.
Накладные направляющие крепят к базовой детали по всей их длине. При креплении винтами шаг между ними, во избежание искривления и коробления, должен быть не больше двукратной высоты накладной планки. При механическом креплении или приклеивании накладных направляющих необходимо предусматривать фиксацию их в поперечном направлении различными центрирующими выступами, поверхностями, фасками.

Рис. 1. Размеры сечений направляющих, мм
Расчет направляющих
Расчет направляющих трения скольжения ведут исходя из обеспечения необходимой износостойкости и жесткости. Для обеспечения износостойкости ограничивают допустимые давления на рабочих гранях направляющих, а требования к жесткости лимитируют допустимые контактные перемещения.
Если собственная жесткость сопряженных базовых деталей существенно больше контактной жесткости направляющих, то давления на рабочих поверхностях определяют приближенным методом. При этом пренебрегают собственными деформациями деталей и рассматривают относительный поворот и смещение деталей как твердых тел вследствие деформаций поверхностных слоев. К таким деталям относят суппорты токарных, карусельных, зубофрезерных и других станков, консоли и шпиндельные головки фрезерных станков, стойки, короткие столы и т. п.
В противном случае, т. е. когда собственная жесткость базовых деталей соизмерима с контактной жесткостью направляющих, расчет производят с использованием теории балок и плит на упругом основании. К этой группе деталей относят ползуны карусельных и долбежных станков, суппорта и длинные столы фрезерных, продольно-строгальных станков и т. д.
Рекомендуемые максимальные давления на направляющих при малых скоростях равны 2,5-3 МПа; при больших скоростях - не более 1,0-1,2 МПа. Средние давления должны быть вдвое меньше максимальных. В прецизионных и тяжелых станках средние давления не превышают 0,1-0,2 МПа.
Расчет контактных перемещений в направляющих смешанного трения определяют на основе допущения о том, что они прямо пропорциональны давлениям.
Контактные перемещения на направляющих входят составной частью в общее упругое перемещение всей несущей системы и определяют точность обработки.
Жидкостную смазку между направляющими можно обеспечить либо за счет гидродинамического эффекта, либо подачей смазочного материала между трущимися поверхностями под давлением. Достоинство жидкостной смазки в том, что отсутствует изнашивание направляющих, обеспечиваются высокие демпфирующие свойства и плавность движения.