滾珠絲杠、直線導軌的現狀及技術動向

要提高機床的生(shēng)産效率，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(gōng)中(zhōng)心的速度統計數據，Y軸是台數，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，速度爲60m/min的機床，每年都在增加，這些機床都大(dà)量使用NSK的産品。在中(zhōng)國，已開(kāi)始生(shēng)産速度爲60m/min的加工(gōng)中(zhōng)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(kāi)始開(kāi)發制造軸承，已經具有90年生(shēng)産軸承和45年生(shēng)産滾珠絲杠的曆史。最近幾年，NSK還開(kāi)發出了高速靜音滾珠絲杠，高負荷滾子直線導軌，這将對中(zhōng)國發展高性能機床提供有力的支持。軸承制造技術是NSK的強項，以此滾動技術爲基礎， 不斷開(kāi)發生(shēng)産滾珠絲杠、直線導軌、主軸單元以及幾乎使用于機床各個部分(fēn)的所有滾動部件。在上個世紀80年代，在日本國内機床業數控化的進程中(zhōng)，NSK的精密軸承和精密滾珠絲杠擔當了一(yī)個非常重要的角色。
在幾年前，日本國内就開(kāi)始生(shēng)産速度超過100m/min的機床。爲滿足其高速的需求，NSK開(kāi)發了DN值達22萬（DN=軸徑ｘ轉數），靜音、且帶有新的潤滑結構、新循環方式的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。爲了滿足高速的要求,一(yī)般來講可選用大(dà)的導程滾珠絲杠，但是，選用大(dà)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(kāi)發的新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方式，其DN值也就是軸徑和轉數的乘積可達到22萬，比現有的産品提高1倍。而且，噪音可降低5到7個分(fēn)貝。另外(wài)，由于不帶鋼球循環管，與現有同類産品相比較，螺母的外(wài)徑可以減小(xiǎo)15%～30%。根據需要，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(zhōng)導程和大(dà)導程許多規格，其産品得到了日本許多大(dà)型機床廠家的好評。
20多年來，NSK主要緻力于開(kāi)發直線球導軌。從2003年開(kāi)始生(shēng)産銷售直線滾子導軌RA系列産品,其産品在負荷、剛性、運動性能等方面都優于目前其他生(shēng)産商(shāng)的同類産品。
在剛性方面，由于采用了FEN解析技術進行優化設計，使得其内部變形達到最小(xiǎo)，對于滑塊來講，其開(kāi)口部的變形就小(xiǎo)，從而确保了其達到最優化的剛性。
最近幾年，中(zhōng)國的汽車(chē)行業發展勢頭迅猛。到2010年，中(zhōng)國國内的汽車(chē)年産量預計可達1000萬台之多。汽車(chē)行業的發展又(yòu)帶動了其他行業的發展，其中(zhōng)注塑機的需求亦大(dà)幅度得到增長。注塑機的需求，不但在汽車(chē)行業，在中(zhōng)國作爲支柱産業的IT、半導體(tǐ)行業亦有大(dà)量的需求，并且對其産品提出了高精度、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展起來的.
目前，在中(zhōng)國國内生(shēng)産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展。電動式注塑機與液壓式注塑機在結構上的主要區别在于驅動方式，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。到目前爲止，在日本國内，電動式注塑機已占到注塑機總量的75%。根據本公司的調查資(zī)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(dà)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(fēn)是注塑部分(fēn)和合模部分(fēn)，其它還包括注塑嘴定位部、脫模部。其中(zhōng)注塑和合模部分(fēn)要求很高的負荷承受能力，特别是注塑部分(fēn)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(màn)的速度，在高負荷的狀态下(xià)，反複運動。所以對于注塑部分(fēn)的滾珠絲杠，要求能在小(xiǎo)行程下(xià)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，爲滿電動式注塑機的高負荷要求，NSK開(kāi)發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(dà)負荷滾珠絲杠的外(wài)形。
機床業與其他行業一(yī)樣，必須關注環保的問題，因此，在潤滑油的使用、廢油處理等方面有一(yī)定的限制。爲此，NSK開(kāi)發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(yī)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(chē)焊接生(shēng)産線上的機器人,使用環境非常惡劣。原來未使用K1時，不滿一(yī)年就會因潤滑不良而發生(shēng)鋼球阻塞等故障。由照片亦可看到鋼球及導軌有生(shēng)鏽的情況。用了K1，使用一(yī)年後進行分(fēn)解觀察，鋼球和滾道磨損很少，亦沒有發生(shēng)生(shēng)鏽的情況，使用情況良好。NSK在世界各地設有4所技術研究中(zhōng)心（日本、美國、歐洲、中(zhōng)國），技術研究中(zhōng)心擔負着産品開(kāi)發研究所需的評價試驗、壽命試驗和産品品質的驗證等的任務，具有世界一(yī)流的技術力量。技術研究中(zhōng)心對産品開(kāi)發的研究成果，對生(shēng)産的指導和産品品質的管理起到了很大(dà)的作用，使得NSK的産品得到了客戶的充分(fēn)信賴。

NSK以持有世界第一(yī)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内爲第一(yī)，世界爲第三，直線導軌的市場占有率爲世界第三。滾珠絲杠在速度、精度等的主要技術參數上，在行業中(zhōng)處于最高水平，走在世界機床及産業水平的前端。

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