為實(shí)現(xiàn)其高性能,中國(guó)生產(chǎn)的機(jī)床在驅(qū)動(dòng)上使用高精度滾珠絲杠的比率有了很大的提高。目前機(jī)床采用的滾珠絲杠,有價(jià)格較低的國(guó)產(chǎn)的,也有精度較高的日本和歐洲等進(jìn)口產(chǎn)品。使用進(jìn)口產(chǎn)品往往是在那些對(duì)加工速度、精度、壽命及穩(wěn)定性方面有較高要求的機(jī)床。
隨著機(jī)床速度的提高,導(dǎo)軌的使用也由滑動(dòng)向滾動(dòng)轉(zhuǎn)化。在中國(guó),由于機(jī)床速度較低及制造成本上的原因,滑動(dòng)導(dǎo)軌的使用還占大多數(shù),但使用滾珠導(dǎo)軌和滾柱導(dǎo)軌的機(jī)床數(shù)量在急速上升。由于滾動(dòng)導(dǎo)軌具有高速、長(zhǎng)壽命、可加預(yù)壓、安裝方便等方面的優(yōu)點(diǎn),隨著對(duì)機(jī)床性能及數(shù)控化要求的提高,滾動(dòng)導(dǎo)軌使用比率的提高是必然的趨勢(shì)。
圖1 1996年到2002年JIMT展會(huì)加工中心的移動(dòng)速度 左豎軸 展出的臺(tái)數(shù),橫軸機(jī)床移動(dòng)速度
要提高機(jī)床的生產(chǎn)效率,就要提高機(jī)床的速度。 圖1所示的是從1996年到2002年在日本國(guó)際機(jī)床展上展出的加工中心的速度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),Y軸是臺(tái)數(shù),X軸是快進(jìn)速度。在日本,機(jī)床的進(jìn)給速度每年都在刷新,明顯呈高速化趨勢(shì)。例如,速度為60m/min的機(jī)床,每年都在增加,這些機(jī)床都大量使用NSK的產(chǎn)品。在中國(guó),已開(kāi)始生產(chǎn)速度為60m/min的加工中心,由此,對(duì)高速滾珠絲杠和直線導(dǎo)軌的需求也會(huì)有快速的增加。
NSK從1916年開(kāi)始開(kāi)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(kāi)發(fā)出了高速靜音滾珠絲杠,高負(fù)荷滾子直線導(dǎo)軌,這將對(duì)中國(guó)發(fā)展高性能機(jī)床提供有力的支持。軸承制造技術(shù)是NSK的強(qiáng)項(xiàng),以此滾動(dòng)技術(shù)為基礎(chǔ), 不斷開(kāi)發(fā)生產(chǎn)滾珠絲杠、直線導(dǎo)軌、主軸單元以及幾乎使用于機(jī)床各個(gè)部分的所有滾動(dòng)部件。在上個(gè)世紀(jì)80年代,在日本國(guó)內(nèi)機(jī)床業(yè)數(shù)控化的進(jìn)程中,NSK的精密軸承和精密滾珠絲杠擔(dān)當(dāng)了一個(gè)非常重要的角色。
在CCMT2006上NSK將展出一些先進(jìn)的產(chǎn)品。
在幾年前,日本國(guó)內(nèi)就開(kāi)始生產(chǎn)速度超過(guò)100m/min的機(jī)床。為滿足其高速的需求,NSK開(kāi)發(fā)了DN值達(dá)22萬(wàn)(DN=軸徑x轉(zhuǎn)數(shù)),靜音、且?guī)в行碌臐?rùn)滑結(jié)構(gòu)、新循環(huán)方式的BSS系列高速滾珠絲杠。
機(jī)床的高速化,高加減速度的要求,使得滾珠絲杠的負(fù)載不斷增加。為了滿足高速的要求,一般來(lái)講可選用大的導(dǎo)程滾珠絲杠,但是,選用大導(dǎo)程的滾珠絲杠會(huì)引起負(fù)荷能力不足、剛性不足的問(wèn)題。NSK所開(kāi)發(fā)的新BSS系列高速滾珠絲杠(圖2),具有低噪音,低震動(dòng)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(dá)到22萬(wàn),比現(xiàn)有的產(chǎn)品提高1倍。而且,噪音可降低5到7個(gè)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(hù)的自動(dòng)潤(rùn)滑元件K1。并有中導(dǎo)程和大導(dǎo)程許多規(guī)格,其產(chǎn)品得到了日本許多大型機(jī)床廠家的好評(píng)。
RA系列
20多年來(lái),NSK主要致力于開(kāi)發(fā)直線球?qū)к?。?003年開(kāi)始生產(chǎn)銷售直線滾子導(dǎo)軌RA系列產(chǎn)品(圖3 ),其產(chǎn)品在負(fù)荷、剛性、運(yùn)動(dòng)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(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),使得其內(nèi)部變形達(dá)到最小,對(duì)于滑塊來(lái)講,其開(kāi)口部的變形就小,從而確保了其達(dá)到最優(yōu)化的剛性。
最近幾年,中國(guó)的汽車行業(yè)發(fā)展勢(shì)頭迅猛。到2010年,中國(guó)國(guó)內(nèi)的汽車年產(chǎn)量預(yù)計(jì)可達(dá)1000萬(wàn)臺(tái)之多。汽車行業(yè)的發(fā)展又帶動(dòng)了其他行業(yè)的發(fā)展,其中注塑機(jī)的需求亦大幅度得到增長(zhǎng)。注塑機(jī)的需求,不但在汽車行業(yè),在中國(guó)作為支柱產(chǎn)業(yè)的IT、半導(dǎo)體行業(yè)亦有大量的需求,并且對(duì)其產(chǎn)品提出了高精度、高性能、高效率的要求。注塑機(jī)專用絲杠――HTF系列就是應(yīng)這種需求發(fā)展起來(lái)的。
目前,在中國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的注塑機(jī)基本上是液壓式的。最近幾年,電動(dòng)式注塑機(jī)在日本得到了急速的發(fā)展。電動(dòng)式注塑機(jī)與液壓式注塑機(jī)在結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別在于驅(qū)動(dòng)方式,電動(dòng)式注塑機(jī)不是以液壓來(lái)驅(qū)動(dòng)而是以伺服電機(jī)、滾珠絲杠來(lái)驅(qū)動(dòng)的。到目前為止,在日本國(guó)內(nèi),電動(dòng)式注塑機(jī)已占到注塑機(jī)總量的75%。根據(jù)本公司的調(diào)查資料,電動(dòng)式對(duì)于液壓式的比率在逐年增加,電動(dòng)式注塑機(jī)最大已做到了1000t。
液壓式注塑機(jī)向電動(dòng)式注塑機(jī)轉(zhuǎn)化,主要需要進(jìn)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(fù)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(fù)荷的狀態(tài)下,反復(fù)運(yùn)動(dòng)。所以對(duì)于注塑部分的滾珠絲杠,要求能在小行程下運(yùn)動(dòng)并具有良好的承受高負(fù)荷的能力是滾珠絲杠在設(shè)計(jì)上必須注意的。
由于注塑機(jī)的電動(dòng)化,就對(duì)滾珠絲杠的承載能力提出了要求,為滿電動(dòng)式注塑機(jī)的高負(fù)荷要求,NSK開(kāi)發(fā)了處于世界領(lǐng)先水平的注塑機(jī)專用絲杠――HTF系列滾珠絲杠,目前在日本的電動(dòng)式注塑機(jī)的市場(chǎng)占有率達(dá)80%。HTF系列大負(fù)荷滾珠絲杠的外形。
機(jī)床業(yè)與其他行業(yè)一樣,必須關(guān)注環(huán)保的問(wèn)題,因此,在潤(rùn)滑油的使用、廢油處理等方<