第一節(jié) 產(chǎn)品定義、性能及應(yīng)用特點(diǎn)
一、滾動(dòng)直線導(dǎo)軌定義
滾動(dòng)直線導(dǎo)軌是由導(dǎo)軌、滑塊、鋼球、返向器、保持架、密封端蓋及擋板等組成。當(dāng)導(dǎo)軌與滑塊作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),鋼球就沿著導(dǎo)軌上的經(jīng)過(guò)淬硬和精密磨削加工而成的四條滾道滾動(dòng),在滑塊端部鋼球又通過(guò)返向裝置(返向器)進(jìn)入返向孔后再進(jìn)入滾道,鋼球就這樣周而復(fù)始地進(jìn)行滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。返向器兩端裝有防塵密封端蓋,可有效地防止灰塵、屑末進(jìn)入滑塊內(nèi)部。
直線滾動(dòng)導(dǎo)軌是在滑塊與導(dǎo)軌之間放入適當(dāng)?shù)匿撉?,使滑塊與導(dǎo)軌之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦,降低二者之間的運(yùn)動(dòng)摩擦阻力,從而獲得:動(dòng)、靜摩擦力之差很小,隨動(dòng)性極好,即驅(qū)動(dòng)信號(hào)與機(jī)械動(dòng)作滯后的時(shí)間間隔極短,有益于提高數(shù)控系統(tǒng)的呼應(yīng)速度和靈敏度。驅(qū)動(dòng)功率大幅度下降,只相當(dāng)于普通機(jī)械的十分之一。與V型十字叉滾子導(dǎo)軌相比,摩擦阻力可下降約40倍。適應(yīng)高速直線運(yùn)動(dòng),其瞬時(shí)速度比滑塊導(dǎo)軌提高約10倍。能實(shí)現(xiàn)高定位精度和重復(fù)定位精度。
二、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌性能及應(yīng)用特點(diǎn)
1、能實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙運(yùn)動(dòng),提高機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)剛度。
2、成對(duì)使用導(dǎo)軌副時(shí),具有“誤差均化效應(yīng)”,從而降低基礎(chǔ)件(導(dǎo)軌安裝面)的加工精度要求,降低基礎(chǔ)件的機(jī)械制造成本與難度。
3、導(dǎo)軌副滾道截面采用合理化值的圓弧溝槽,接觸應(yīng)力小,承載能力及剛度比平面鋼球點(diǎn)接觸時(shí)大提高,滾動(dòng)摩擦力比雙圓弧滾道有明顯降低。
4、采用表面硬化處理,使導(dǎo)軌具有良好可校性,心部保持良好的機(jī)械性能。
5、簡(jiǎn)化了機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造。
第二節(jié) 發(fā)展歷程
滾動(dòng)直線導(dǎo)軌屬于滾動(dòng)功能部件,我國(guó)滾動(dòng)功能部件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起步于20世紀(jì)的“大躍進(jìn)”年代,是伴隨我國(guó)精密機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展而逐漸成長(zhǎng)起來(lái)的一個(gè)新興產(chǎn)業(yè),在48年的發(fā)展歷程中,經(jīng)歷了三個(gè)階段,誕生了三類企業(yè)。進(jìn)入21世紀(jì)后,又邁入了市場(chǎng)國(guó)際化、制造產(chǎn)業(yè)化、機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的新時(shí)期。
1、試制、開(kāi)發(fā)起步階段(1959~1972)
根據(jù)我國(guó)早期數(shù)控機(jī)床發(fā)展的需求,北京機(jī)床 研究 所、南京工藝裝備廠、清華大學(xué)等單位在“大躍進(jìn)”年代試制出我國(guó)第一套滾珠絲杠副。隨后南京工藝裝備廠于1964年組建了我國(guó)第一個(gè)滾珠絲杠車間,為數(shù)不多的幾個(gè)單位開(kāi)始小批生產(chǎn),到70年代初,全國(guó)滾珠絲杠副的總產(chǎn)量?jī)H幾千套。這個(gè)階段的特點(diǎn)是產(chǎn)品是仿制的,無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),工藝落后,缺乏控制質(zhì)量的檢測(cè)手段。
2、成長(zhǎng)階段(1973~1986)
在原機(jī)械部機(jī)床局的直接指導(dǎo)下,1973年誕生了第一個(gè)尺寸系列和質(zhì)量?jī)?nèi)控標(biāo)準(zhǔn),1982年我國(guó)加入了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織下屬滾珠絲杠工作組(ISO/TC39/WG7),同年第一批新標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)世,使產(chǎn)品由小批生產(chǎn)步入系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化批量生產(chǎn)。在國(guó)家改革開(kāi)放政策的指引下,通過(guò)派出去(機(jī)械部1979年派出我國(guó)第一個(gè)赴日本NSK公司實(shí)習(xí)考察組)、請(qǐng)進(jìn)來(lái)(先后邀請(qǐng)日本、美國(guó)、德國(guó)的專家來(lái)華技術(shù)交流),學(xué)習(xí)和借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù),并引進(jìn)了一批關(guān)鍵設(shè)備,促進(jìn)了企業(yè)產(chǎn)品升級(jí)換代和工藝水平的提高。在北京機(jī)床 研究 所的組織下開(kāi)展了與ISO標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)口活動(dòng),并及時(shí)跟蹤國(guó)外技術(shù)發(fā)展動(dòng)向。1983年召開(kāi)了“全國(guó)滾珠絲杠攻關(guān)協(xié)調(diào)會(huì)”。之后,北京機(jī)床 研究 所、華東工程學(xué)院等單位產(chǎn)學(xué)研結(jié)合完成了滾珠絲杠副摩擦特性、傳動(dòng)效率、剛度、Coa、Ca、壽命的初步 研究 ,還研制成功反向器新結(jié)構(gòu)新曲線、第一代滾珠絲杠副的測(cè)量?jī)x器(包括:導(dǎo)程、行程、力矩的動(dòng)態(tài)測(cè)量),攻下了一批“七五”、“八五”攻關(guān)項(xiàng)目。國(guó)家大力支持重點(diǎn)企業(yè)的發(fā)展,南京工藝裝備廠和漢江機(jī)床廠、山東濟(jì)寧絲杠廠等單位加大技改力度,在擴(kuò)大產(chǎn)量的同時(shí),開(kāi)發(fā)出滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副、滾珠花鍵、坐標(biāo)工作臺(tái)新產(chǎn)品。這個(gè)產(chǎn)業(yè)的科研單位和制造企業(yè)擴(kuò)大到20多家,年生產(chǎn)能力在10萬(wàn)套以上,初步形成了一個(gè)小 行業(yè) 。
這個(gè)階段的特點(diǎn)是:?jiǎn)挝恢g的技術(shù)和信息無(wú)私交流,真誠(chéng)合作,是 行業(yè) 凝聚力最強(qiáng)的時(shí)期,是計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代的第一個(gè)發(fā)展高潮。
3、快速壯大階段(1987~1999)
滾動(dòng)功能部件協(xié)會(huì)先于中國(guó)機(jī)床工具協(xié)會(huì)于1987年成立,1990年全國(guó)機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)又在主機(jī)之外率先增設(shè)了滾動(dòng)功能部件標(biāo)準(zhǔn)化分會(huì)。這標(biāo)志著這個(gè)產(chǎn)業(yè)逐步走向成熟和快速發(fā)展。“八五”期間國(guó)家將滾珠絲杠和滾動(dòng)直線導(dǎo)軌列為重點(diǎn)振興的“特定基礎(chǔ)件產(chǎn)品”并加大了對(duì)重點(diǎn)骨干企業(yè)的支持,引進(jìn)一批先進(jìn)的工藝裝備使制造技術(shù)水平得到提高。在標(biāo)委會(huì)的組織下,制定了一批與國(guó)際接軌的標(biāo)準(zhǔn),1993年出臺(tái)了第一套滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的標(biāo)準(zhǔn);1998年出臺(tái)了第一套與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO3408-1~3接軌的滾珠絲杠副國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T17587.1~3)。在貫標(biāo)中誕生的一批大型專用檢測(cè)儀器(例如:JCS-014B、JCS-040、HJY028等),使專業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量得到提高。1994年廣東新會(huì)凱特公司的成立使我國(guó)滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的專業(yè)生產(chǎn)又向高起點(diǎn)邁出了一大步。華中理工大學(xué)在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的基礎(chǔ)理論、設(shè)計(jì)計(jì)算、性能試驗(yàn)等方面做了大量工作,對(duì)提高產(chǎn)品性能、質(zhì)量,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)揮重要作用。在這之前已有4家企業(yè)投資技改上馬生產(chǎn)這個(gè)產(chǎn)品。這個(gè)階段全國(guó)生產(chǎn)滾動(dòng)功能部件的企業(yè)迅速增加到40家以上,產(chǎn)量每年以大于25%的速度增長(zhǎng),全國(guó)的生產(chǎn)能力達(dá)25萬(wàn)套/年以上。滾動(dòng)功能部件協(xié)會(huì)成立后,對(duì)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展發(fā)揮了重要作用。一方面,在制定發(fā)展 規(guī)劃 、推動(dòng)貫標(biāo)、市場(chǎng)價(jià)格、組織參展、技術(shù)交流、企業(yè)關(guān)心的共性問(wèn)題等做了大量工作;但另一方面卻對(duì)推動(dòng)企業(yè)聯(lián)合,抑制重復(fù)投資、盲目上馬顯得無(wú)力和無(wú)奈。這是在我國(guó)由計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)軌時(shí)期滾動(dòng)功能部件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第二個(gè)高潮。
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