滾珠絲杠、直線導軌的現(xiàn)狀及技術(shù)動向

要提高機床的生產(chǎn)效率，就要提高機床的速度。 圖1所示的是從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(shù)是NSK的強項，以此滾動技術(shù)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(nèi)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。
在幾年前，日本國內(nèi)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(zhuǎn)數(shù)），靜音、且?guī)в行碌臐櫥Y(jié)構(gòu)、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(  圖2)，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(zhuǎn)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。
20多年來，NSK主要致力于開發(fā)直線球?qū)к墶?003年開始生產(chǎn)銷售直線滾子導軌RA系列產(chǎn)品,其產(chǎn)品在負荷、剛性、運動性能等方面都優(yōu)于目前其他生產(chǎn)商的同類產(chǎn)品。
在剛性方面，由于采用了FEN解析技術(shù)進行優(yōu)化設計，使得其內(nèi)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(nèi)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(nèi)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(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別在于驅(qū)動方式，電動式注塑機不是以液壓來驅(qū)動而是以伺服電機、滾珠絲杠來驅(qū)動的。到目前為止，在日本國內(nèi)，電動式注塑機已占到注塑機總量的75%。根據(jù)本公司的調(diào)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(zhuǎn)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(guān)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。一個裝有K1和不裝有K1的導軌的實際使用比較例子，其用途是用在汽車焊接生產(chǎn)線上的機器人,使用環(huán)境非常惡劣。原來未使用K1時，不滿一年就會因潤滑不良而發(fā)生鋼球阻塞等故障。由照片亦可看到鋼球及導軌有生銹的情況。用了K1，使用一年后進行分解觀察，鋼球和滾道磨損很少，亦沒有發(fā)生生銹的情況，使用情況良好。NSK在世界各地設有4所技術(shù)研究中心（日本、美國、歐洲、中國），技術(shù)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(zhì)的驗證等的任務，具有世界一流的技術(shù)力量。技術(shù)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(zhì)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(nèi)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(shù)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。

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