直線導軌在機床中的作用及其主要性

直線導軌在機床中的作用及其主要性

直線導軌又稱滑軌、線性導軌、線性滑軌，當運動件沿著承導件作直線運動時，承導件上的導軌起支承和導向的作用，即支承運動件和保證運動件在外力（載荷及運動件本身的重量）的作用下，沿給定的方向進行直線運動，擁有比直線軸承更高的額定負載， 同時可以承擔一定的扭矩，可在高負載的情況下實現(xiàn)高精度的直線運動.

直線導軌的移動元件和固定元件之間不用中間介質

THK直線導軌具備精細工件臺的導向技能,直線導軌的首要效果是支承和引導運動部件沿著肯定的軌道運動,這是工件臺完成直線軌道運動的根底。 因是具有良好平衡性的4條排列，能施加足夠的預壓，簡單地就能使剛性增大。另外，對裝配螺拴及LM滑塊等的強度也進行了強化設計，重負荷切削的機床中有著為數(shù)眾多的實際使用效果。

    自動調整能力

    由圓弧溝槽的正面組合（DF組合）所產(chǎn)生的自動調整能力之效果，即使給予預壓也能吸收裝置誤差，從而能得到高精度平滑穩(wěn)定的直線運動。

    遜色的耐久性

    即使有預壓或偏負荷作用，都不會出現(xiàn)球的差動滑動，從而堅持平滑的滾動運動。故具有出色的耐磨損性，能臨時間維持高精度。機床的工作部件移動時，鋼球就在支架溝槽中循環(huán)流動，把支架的磨損量分攤到各個鋼球上，從而延長直線導軌的使用壽命。為了消除支架與導軌之間的間隙，預加負載能提高導軌系統(tǒng)的穩(wěn)定性，預加負荷的獲得。導軌和支架之間裝置超尺寸的鋼球。鋼球直徑公差為±20微米，以0.5微米為增量，將鋼球篩選分類，分別裝到導軌上，預加負載的大小，取決于作用在鋼球上的作用力。如果作用在鋼球上的作用力太大，鋼球經(jīng)受預加負荷時間過長，導致支架運動阻力增大。這里就有一個平衡作用問題；為了提高系統(tǒng)的靈敏度，減少運動阻力，相應地要減少預加負荷，而為了提高運動精度和精度的堅持性，要求有足夠的預加負數(shù)，這是矛盾的兩方面。

滾珠絲杠、直線導軌的現(xiàn)狀及技術動向

 中國作為世界上最大的機床消費國，制造業(yè)已經(jīng)發(fā)展成為一個支柱產(chǎn)業(yè)。由于汽車工業(yè)的發(fā)展，對機床的速度和效率都提出了新的更高的要求。據(jù)了解，目前中國機床的數(shù)控化率發(fā)展很快。日本機床的數(shù)控化率從開始的40%提高到目前90%的水平，大約花了15年的時間，從中國現(xiàn)在發(fā)展的速度來看，如要達到目前日本的水平，估計不需要花費這么多的時間，提高數(shù)控機床功能零部件的性能和質量已經(jīng)成為中國機床工業(yè)發(fā)展的當務之急。

    為實現(xiàn)其高性能，中國生產(chǎn)的機床在驅動上使用高精度滾珠絲杠的比率有了很大的提高。目前機床采用的滾珠絲杠，有價格較低的國產(chǎn)的，也有精度較高的日本和歐洲等進口產(chǎn)品。使用進口產(chǎn)品往往是在那些對加工速度、精度、壽命及穩(wěn)定性方面有較高要求的機床。

    隨著機床速度的提高，導軌的使用也由滑動向滾動轉化。在中國，由于機床速度較低及制造成本上的原因，滑動導軌的使用還占大多數(shù)，但使用滾珠導軌和滾柱導軌的機床數(shù)量在急速上升。由于滾動導軌具有高速、長壽命、可加預壓、安裝方便等方面的優(yōu)點，隨著對機床性能及數(shù)控化要求的提高，滾動導軌使用比率的提高是必然的趨勢。（1996年到2002年JIMT展會加工中心的移動速度 左豎軸 展出的臺數(shù)，橫軸機床移動速度）要提高機床的生產(chǎn)效率，就要提高機床的速度。

    從1996年到2002年在日本國際機床展上展出的加工中心的速度統(tǒng)計數(shù)據(jù)，Y軸是臺數(shù)，X軸是快進速度。在日本，機床的進給速度每年都在刷新，明顯呈高速化趨勢。例如，速度為60m/min的機床，每年都在增加，這些機床都大量使用NSK的產(chǎn)品。在中國，已開始生產(chǎn)速度為60m/min的加工中心，由此，對高速滾珠絲杠和直線導軌的需求也會有快速的增加。

    NSK從1916年開始開發(fā)制造軸承，已經(jīng)具有90年生產(chǎn)軸承和45年生產(chǎn)滾珠絲杠的歷史。最近幾年，NSK還開發(fā)出了高速靜音滾珠絲杠，高負荷滾子直線導軌，這將對中國發(fā)展高性能機床提供有力的支持。軸承制造技術是NSK的強項，以此滾動技術為基礎，不斷開發(fā)生產(chǎn)滾珠絲杠、直線導軌、主軸單元以及幾乎使用于機床各個部分的所有滾動部件。在上個世紀80年代，在日本國內機床業(yè)數(shù)控化的進程中，NSK的精密軸承和精密滾珠絲杠擔當了一個非常重要的角色。

    在CCMT2006上NSK將展出一些先進的產(chǎn)品。

    在幾年前，日本國內就開始生產(chǎn)速度超過100m/min的機床。為滿足其高速的需求，NSK開發(fā)了DN值達22萬（DN=軸徑ｘ轉數(shù)），靜音、且?guī)в行碌臐櫥Y構、新循環(huán)方式的BSS系列高速滾珠絲杠。

    機床的高速化，高加減速度的要求，使得滾珠絲杠的負載不斷增加。為了滿足高速的要求,一般來講可選用大的導程滾珠絲杠，但是，選用大導程的滾珠絲杠會引起負荷能力不足、剛性不足的問題。NSK所開發(fā)的新BSS系列高速滾珠絲杠具有低噪音，低震動的特征。由于采用了新的循環(huán)方式，其DN值也就是軸徑和轉數(shù)的乘積可達到22萬，比現(xiàn)有的產(chǎn)品提高1倍。而且，噪音可降低5到7個分貝。另外，由于不帶鋼球循環(huán)管，與現(xiàn)有同類產(chǎn)品相比較，螺母的外徑可以減小15%～30%。根據(jù)需要，還可加上高防塵密封蓋及免維護的自動潤滑元件K1。并有中導程和大導程許多規(guī)格，其產(chǎn)品得到了日本許多大型機床廠家的好評。

    RA系列

    20多年來，NSK主要致力于開發(fā)直線球導軌。

    在剛性方面，由于采用了FEN解析技術進行優(yōu)化設計，使得其內部變形達到最小，對于滑塊來講，其開口部的變形就小，從而確保了其達到最優(yōu)化的剛性。

    最近幾年，中國的汽車行業(yè)發(fā)展勢頭迅猛。到2010年，中國國內的汽車年產(chǎn)量預計可達1000萬臺之多。汽車行業(yè)的發(fā)展又帶動了其他行業(yè)的發(fā)展，其中注塑機的需求亦大幅度得到增長。注塑機的需求，不但在汽車行業(yè)，在中國作為支柱產(chǎn)業(yè)的IT、半導體行業(yè)亦有大量的需求，并且對其產(chǎn)品提出了高精度、高性能、高效率的要求。注塑機專用絲杠――HTF系列就是應這種需求發(fā)展起來的。

    目前，在中國國內生產(chǎn)的注塑機基本上是液壓式的。最近幾年，電動式注塑機在日本得到了急速的發(fā)展。電動式注塑機與液壓式注塑機在結構上的主要區(qū)別在于驅動方式，電動式注塑機不是以液壓來驅動而是以伺服電機、滾珠絲杠來驅動的。到目前為止，在日本國內，電動式注塑機已占到注塑機總量的75%。根據(jù)本公司的調查資料，電動式對于液壓式的比率在逐年增加，電動式注塑機最大已做到了1000t。

    液壓式注塑機向電動式注塑機轉化，主要需要進行改造的部分是注塑部分和合模部分，其它還包括注塑嘴定位部、脫模部。其中注塑和合模部分要求很高的負荷承受能力，特別是注塑部分的滾珠絲杠，需把粘度較高的塑性材料以高速射出，并加以保持，以20～150mm的行程，以100～250mm/sec的比較慢的速度，在高負荷的狀態(tài)下，反復運動。所以對于注塑部分的滾珠絲杠，要求能在小行程下運動并具有良好的承受高負荷的能力是滾珠絲杠在設計上必須注意的。

    由于注塑機的電動化，就對滾珠絲杠的承載能力提出了要求，為滿電動式注塑機的高負荷要求，NSK開發(fā)了處于世界領先水平的注塑機專用絲杠――HTF系列滾珠絲杠，目前在日本的電動式注塑機的市場占有率達80%。HTF系列大負荷滾珠絲杠的外形。

    機床業(yè)與其他行業(yè)一樣，必須關注環(huán)保的問題，因此，在潤滑油的使用、廢油處理等方面有一定的限制。為此，NSK開發(fā)了可長期免維護的自動潤滑元件K1，可使用在軸承、滾珠絲杠和直線導軌上，并承諾可運行5年或1萬km免維護。

    NSK在世界各地設有4所技術研究中心（日本、美國、歐洲、中國），技術研究中心擔負著產(chǎn)品開發(fā)研究所需的評價試驗、壽命試驗和產(chǎn)品品質的驗證等的任務，具有世界一流的技術力量。技術研究中心對產(chǎn)品開發(fā)的研究成果，對生產(chǎn)的指導和產(chǎn)品品質的管理起到了很大的作用，使得NSK的產(chǎn)品得到了客戶的充分信賴。

    NSK以持有世界第一的滾珠絲杠市場占有率而自豪，軸承的市場占有率在日本國內為第一，世界為第三，直線導軌的市場占有率為世界第三。滾珠絲杠在速度、精度等的主要技術參數(shù)上，在行業(yè)中處于最高水平，走在世界機床及產(chǎn)業(yè)水平的前端。
    各種品牌的直線導軌也會隨之越來越多！