滾珠絲杠、直線(xiàn)導軌的現狀及技(jì )術動向

要提高機床的生産(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(guó)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(xīn)，明顯呈高速化趨勢。例如，速度為(wèi)60m/min的機床，每年都在增加，這些機床都大量使用(yòng)NSK的産(chǎn)品。在中(zhōng)國(guó)，已開始生産(chǎn)速度為(wèi)60m/min的加工(gōng)中(zhōng)心，由此，對高速滾珠絲杠和直線(xiàn)導軌的需求也會有(yǒu)快速的增加。
NSK從1916年開始開發制造軸承，已經具(jù)有(yǒu)90年生産(chǎn)軸承和45年生産(chǎn)滾珠絲杠的曆史。最近幾年，NSK還開發出了高速靜音滾珠絲杠，高負荷滾子直線(xiàn)導軌，這将對中(zhōng)國(guó)發展高性能(néng)機床提供有(yǒu)力的支持。軸承制造技(jì )術是NSK的強項，以此滾動技(jì )術為(wèi)基礎， 不斷開發生産(chǎn)滾珠絲杠、直線(xiàn)導軌、主軸單元以及幾乎使用(yòng)于機床各個部分(fēn)的所有(yǒu)滾動部件。在上個世紀80年代，在日本國(guó)内機床業數控化的進程中(zhōng)，NSK的精(jīng)密軸承和精(jīng)密滾珠絲杠擔當了一個非常重要的角色。
在幾年前，日本國(guó)内就開始生産(chǎn)速度超過100m/min的機床。為(wèi)滿足其高速的需求，NSK開發了DN值達22萬（DN=軸徑ｘ轉數），靜音、且帶有(yǒu)新(xīn)的潤滑結構、新(xīn)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。為(wèi)了滿足高速的要求,一般來講可(kě)選用(yòng)大的導程滾珠絲杠，但是，選用(yòng)大導程的滾珠絲杠會引起負荷能(néng)力不足、剛性不足的問題。NSK所開發的新(xīn)BSS系列高速滾珠絲杠(  圖2)，具(jù)有(yǒu)低噪音，低震動的特征。由于采用(yòng)了新(xīn)的循環方式，其DN值也就是軸徑和轉數的乘積可(kě)達到22萬，比現有(yǒu)的産(chǎn)品提高1倍。而且，噪音可(kě)降低5到7個分(fēn)貝。另外，由于不帶鋼球循環管，與現有(yǒu)同類産(chǎn)品相比較，螺母的外徑可(kě)以減小(xiǎo)15%～30%。根據需要，還可(kě)加上高防塵密封蓋及免維護的自動潤滑元件K1。并有(yǒu)中(zhōng)導程和大導程許多(duō)規格，其産(chǎn)品得到了日本許多(duō)大型機床廠家的好評。
20多(duō)年來，NSK主要緻力于開發直線(xiàn)球導軌。從2003年開始生産(chǎn)銷售直線(xiàn)滾子導軌RA系列産(chǎn)品,其産(chǎn)品在負荷、剛性、運動性能(néng)等方面都優于目前其他(tā)生産(chǎn)商(shāng)的同類産(chǎn)品。
在剛性方面，由于采用(yòng)了FEN解析技(jì )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(guó)的汽車(chē)行業發展勢頭迅猛。到2010年，中(zhōng)國(guó)國(guó)内的汽車(chē)年産(chǎn)量預計可(kě)達1000萬台之多(duō)。汽車(chē)行業的發展又(yòu)帶動了其他(tā)行業的發展，其中(zhōng)注塑機的需求亦大幅度得到增長(cháng)。注塑機的需求，不但在汽車(chē)行業，在中(zhōng)國(guó)作(zuò)為(wèi)支柱産(chǎn)業的IT、半導體(tǐ)行業亦有(yǒu)大量的需求，并且對其産(chǎn)品提出了高精(jīng)度、高性能(néng)、高效率的要求。注塑機專用(yòng)絲杠――HTF系列就是應這種需求發展起來的.
目前，在中(zhōng)國(guó)國(guó)内生産(chǎn)的注塑機基本上是液壓式的。最近幾年，電(diàn)動式注塑機在日本得到了急速的發展。電(diàn)動式注塑機與液壓式注塑機在結構上的主要區(qū)别在于驅動方式，電(diàn)動式注塑機不是以液壓來驅動而是以伺服電(diàn)機、滾珠絲杠來驅動的。到目前為(wèi)止，在日本國(guó)内，電(diàn)動式注塑機已占到注塑機總量的75%。根據本公(gōng)司的調查資料，電(diàn)動式對于液壓式的比率在逐年增加，電(diàn)動式注塑機最大已做到了1000t。
液壓式注塑機向電(diàn)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(hěn)高的負荷承受能(néng)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的比較慢的速度，在高負荷的狀态下，反複運動。所以對于注塑部分(fēn)的滾珠絲杠，要求能(néng)在小(xiǎo)行程下運動并具(jù)有(yǒu)良好的承受高負荷的能(néng)力是滾珠絲杠在設計上必須注意的。
由于注塑機的電(diàn)動化，就對滾珠絲杠的承載能(néng)力提出了要求，為(wèi)滿電(diàn)動式注塑機的高負荷要求，NSK開發了處于世界領先水平的注塑機專用(yòng)絲杠――HTF系列滾珠絲杠，目前在日本的電(diàn)動式注塑機的市場占有(yǒu)率達80%。HTF系列大負荷滾珠絲杠的外形。
機床業與其他(tā)行業一樣，必須關注環保的問題，因此，在潤滑油的使用(yòng)、廢油處理(lǐ)等方面有(yǒu)一定的限制。為(wèi)此，NSK開發了可(kě)長(cháng)期免維護的自動潤滑元件K1 ，可(kě)使用(yòng)在軸承、滾珠絲杠和直線(xiàn)導軌上，并承諾可(kě)運行5年或1萬km免維護。一個裝(zhuāng)有(yǒu)K1和不裝(zhuāng)有(yǒu)K1的導軌的實際使用(yòng)比較例子，其用(yòng)途是用(yòng)在汽車(chē)焊接生産(chǎn)線(xiàn)上的機器人,使用(yòng)環境非常惡劣。原來未使用(yòng)K1時，不滿一年就會因潤滑不良而發生鋼球阻塞等故障。由照片亦可(kě)看到鋼球及導軌有(yǒu)生鏽的情況。用(yòng)了K1，使用(yòng)一年後進行分(fēn)解觀察，鋼球和滾道磨損很(hěn)少，亦沒有(yǒu)發生生鏽的情況，使用(yòng)情況良好。NSK在世界各地設有(yǒu)4所技(jì )術研究中(zhōng)心（日本、美國(guó)、歐洲、中(zhōng)國(guó)），技(jì )術研究中(zhōng)心擔負着産(chǎn)品開發研究所需的評價試驗、壽命試驗和産(chǎn)品品質(zhì)的驗證等的任務(wù)，具(jù)有(yǒu)世界一流的技(jì )術力量。技(jì )術研究中(zhōng)心對産(chǎn)品開發的研究成果，對生産(chǎn)的指導和産(chǎn)品品質(zhì)的管理(lǐ)起到了很(hěn)大的作(zuò)用(yòng)，使得NSK的産(chǎn)品得到了客戶的充分(fēn)信賴。

NSK以持有(yǒu)世界第一的滾珠絲杠市場占有(yǒu)率而自豪，軸承的市場占有(yǒu)率在日本國(guó)内為(wèi)第一，世界為(wèi)第三，直線(xiàn)導軌的市場占有(yǒu)率為(wèi)世界第三。滾珠絲杠在速度、精(jīng)度等的主要技(jì )術參數上，在行業中(zhōng)處于最高水平，走在世界機床及産(chǎn)業水平的前端。

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