第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1、高速、高加減速滾動直線導(dǎo)軌副的開發(fā)
近年來數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、電子機(jī)械裝置等各種機(jī)械的進(jìn)給速度的高速化發(fā)展很快，已經(jīng)提高了2～3倍，而這些機(jī)械中使用的滾動直線導(dǎo)軌副的高速要求更高。滾動直線導(dǎo)軌副實(shí)現(xiàn)高速、高加減速的基本要求：
1）滾動體之間不接觸；
2）潤滑性能提高，并有長期維持特性；
3）整列滾動體光滑運(yùn)動；
4）沖擊力小的循環(huán)機(jī)構(gòu)。
2、滾柱式滾動直線導(dǎo)軌副技術(shù)動向
滾柱式滾動直線導(dǎo)軌副有壽命長、剛性高和噪聲小等主要特點(diǎn)。它分為O型和X型兩大類，X型為德國INA公司開發(fā)的新產(chǎn)品。
滾柱式滾動直線導(dǎo)軌副的發(fā)展動向主要是潤滑問題。定期注油是必要的，然而裝置復(fù)雜，成本高。為此，日本Memuson公司獨(dú)立開發(fā)了毛細(xì)管狀的潤滑體安裝在滑塊體內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)5年或2萬km的行程而不需維護(hù)。而日本THK公司研制的QZ潤滑器包含具有纖維網(wǎng)及密封件的油池，也使導(dǎo)軌副的潤滑達(dá)到長期免維護(hù)的技術(shù)要求。
3、帶磁柵測量系統(tǒng)的滾動直線導(dǎo)軌副
Schneeberger公司開發(fā)了名為“monorail”的滾動直線導(dǎo)軌副，它把直線運(yùn)動的導(dǎo)向功能與磁柵—數(shù)顯的位移檢測功能合二為一。磁化鋼帶粘貼在導(dǎo)軌的側(cè)面，而拾取信號的磁頭則與導(dǎo)軌副的滑塊固定并與之同步運(yùn)動。磁柵測量系統(tǒng)的最小分辨率為0.001，精度為0.005，最高移動速度為3m/min。導(dǎo)軌最長可以達(dá)3000mm，每50mm設(shè)一個參考點(diǎn)。
4、微型導(dǎo)軌副的開發(fā)
針對醫(yī)療、半導(dǎo)體制造及計(jì)量裝置，THK公司開發(fā)了導(dǎo)軌寬度分別為1mm、2mm、4mm等3個型號（長度100mm）標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，具有以下特點(diǎn)：
1）超小型：LM導(dǎo)軌副系列中斷面尺寸最小的、可靠性高的超微型產(chǎn)品。它滿足設(shè)備重量輕、省空間的要求；
2）低滾動阻力；
3）能承受所有方向的載荷；
4）出色的耐腐蝕性：LM導(dǎo)軌及滾珠均使用馬氏體不銹鋼，耐腐蝕性出色，最適合使用于醫(yī)療器械及清潔車間中。
第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點(diǎn)或流程
1、滾動直線導(dǎo)軌設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式
滾珠導(dǎo)軌為V-平截面的滾珠導(dǎo)軌、雙V形截面的滾珠導(dǎo)軌和圓形截面滾珠導(dǎo)軌。由于滾珠和導(dǎo)軌面是點(diǎn)接觸，故運(yùn)動輕便，但剛度低，承載能力小。常用于運(yùn)動件重量、載荷不大的場合。
滾柱（滾針）導(dǎo)軌-滾柱導(dǎo)軌中的滾柱與導(dǎo)軌面是線接觸，故它的承載能力和剛度比滾珠導(dǎo)軌大，耐磨性較好，靈活性稍差。滾柱對導(dǎo)軌的不平度較敏感，容易產(chǎn)生側(cè)向偏移和滑動，而使導(dǎo)軌的阻力增加，磨損加快，精度降低。滾柱的直徑越大，對導(dǎo)軌的不平度越為敏感。當(dāng)結(jié)構(gòu)尺寸受限制時，可采用直徑較小的滾柱，這種導(dǎo)軌稱為滾針導(dǎo)軌。滾柱導(dǎo)軌支承為標(biāo)準(zhǔn)部件，具有安裝、潤滑簡單，調(diào)整防護(hù)容易等優(yōu)點(diǎn)。由于滾柱在封閉的滾道內(nèi)滾動，故可用于行程很大的導(dǎo)軌上。滾柱導(dǎo)軌可采用標(biāo)準(zhǔn)的滾動軸承，裝在偏心軸上，以便于調(diào)整。其偏心量一般取0.2-0.5毫米。
2、滾動直線導(dǎo)軌設(shè)計(jì)的一般問題
1）結(jié)構(gòu)形式的選擇：滾動導(dǎo)軌按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分為開式和閉式兩種。開式滾動導(dǎo)軌用于外加載荷作用在兩條導(dǎo)軌中間，依靠運(yùn)動件本身重量即可保持導(dǎo)軌良好接觸的場合。閉式導(dǎo)軌則相反。
滾珠導(dǎo)軌的靈活性最好，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，但承載能力小，剛度低，常用于精度要求高、運(yùn)動靈活、輕載的場合。滾柱（針）導(dǎo)軌剛度大，承載能力強(qiáng)，但對位置精度要求高。滾動導(dǎo)軌采用標(biāo)準(zhǔn)滾動軸承，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，潤滑方便。宜用于中等精度的場合。為了增加滾動導(dǎo)軌的承載能力，可施預(yù)加載荷。這時剛度大，且沒有間隙，精度相應(yīng)提高，但阻尼比無預(yù)加載荷時大，制造復(fù)雜，成本高。故多用于精密導(dǎo)軌。
2）選擇長度：一般應(yīng)在滿足導(dǎo)軌運(yùn)動行程的前提下，盡可能使導(dǎo)軌的長度短一些。為防止?jié)L動體在行程的極端位置時脫落，運(yùn)動件的長度應(yīng)為L=l+2a+Smax/2，式中L-運(yùn)動件或承導(dǎo)件的長度，計(jì)算時取較短者的長度（毫米）；l-支承點(diǎn)的距離（毫米）；a-在極端位置時的余量；采用循環(huán)式的滾動導(dǎo)軌支承時，運(yùn)動件的行程長度不受限制。
滾動體尺寸和數(shù)目：滾動體直徑大，承載能力大，摩擦阻力小。對于滾珠導(dǎo)軌，滾珠直徑增大，剛度增高（滾柱導(dǎo)軌的剛度與滾柱直徑無關(guān)）。因此，如果不受結(jié)構(gòu)的限制，應(yīng)有限選用尺寸較大的滾動體。
滾針導(dǎo)軌的摩擦阻力較大，且滾針可能產(chǎn)生滑動。所以盡可能不采用滾針導(dǎo)軌（特別是滾針直徑小于4毫米時）。
當(dāng)滾動體的數(shù)目增加時，導(dǎo)軌的承載能力和剛度也增加。但滾動體的數(shù)目不宜太多，過多會增加載荷在滾動體上分布的不均勻性，剛度反而下降。若滾動體數(shù)目太少，制造誤差將會顯著地影響運(yùn)動件的導(dǎo)向精度。一般在一個滾動帶歸上，滾動體的數(shù)目最少為12個。運(yùn)動部件的重量，使?jié)L柱單位長度上的載荷q≥4公斤/厘米時；對于滾珠導(dǎo)軌，在每個滾珠上的載荷為p≥3（d）1/2公斤時，（d為滾珠直徑，毫米），載荷的分布比較均勻。
在滾柱導(dǎo)軌中，增加滾柱的長度，可減小接觸應(yīng)力和增大剛度，但載荷分布的不均勻性也增大。對于鋼制摸削導(dǎo)軌，滾柱導(dǎo)軌和直徑之比l/d<1.5，對于鑄鐵導(dǎo)軌，l/d可增大些（滾柱直徑一般不小于6毫米，滾針直徑不小于4毫米）。
3）滾動導(dǎo)軌剛度及預(yù)緊方法：
（1）用于測試的工作臺往復(fù)移動時，工作臺壓在兩端滾動體上的壓力會發(fā)生變化，受力大的滾動體變形大，受力小的滾動體變形小。此外，滾動體支承工作臺，若工作臺剛度差，則在自重和載荷作用下產(chǎn)生彈性變形，會使工作臺下凹（有時還可能出現(xiàn)波浪形），影響導(dǎo)軌的精度。
為減小導(dǎo)軌變形，提高剛度，除合理選擇滾動體的形狀、尺寸、數(shù)量和適當(dāng)增加工作臺的厚度外，常用預(yù)加載荷的辦法來提高導(dǎo)軌的剛度。燕尾形滾動導(dǎo)軌，用移動導(dǎo)軌板獲得并控制預(yù)加載荷。
隨著過盈量的增加，導(dǎo)軌的剛度開始急劇增加，達(dá)到一定程度后，再增加過盈量，剛度不會顯著提高。牽引力隨著過盈量增加而增大，但在一定限度內(nèi)變化不大，過盈量超過一定值后，則急劇增加。因此，合理的過盈量應(yīng)使導(dǎo)軌剛度較好而牽引力不大。
4）技術(shù)要求：導(dǎo)軌的質(zhì)量取決于它的制造精度和安裝精度，設(shè)計(jì)時應(yīng)根據(jù)使用要求，制定出滾動導(dǎo)軌的若干技術(shù)條件，下列項(xiàng)目和數(shù)據(jù)可供參考：兩導(dǎo)軌面間的不平度一般為3微米；導(dǎo)軌不直度一般為10-15微米，精密的小于10微米。
滾動體的直徑差，對于一般的導(dǎo)軌，全部滾動體的直徑差不大于2微米，每組滾動體的直徑差不大于1微米；對于精密導(dǎo)軌，全部滾動體的直徑差不大于1微米，每組滾動體的直徑差不大于0.5微米；滾柱的錐度在滾柱長度范圍內(nèi)，大小端直徑差小于0.5-1微米；表面光潔度通常應(yīng)刮研；在25×25厘米2內(nèi)，其接觸斑點(diǎn)為20-25個點(diǎn)，精密的取上限，一般的取下限。
第三節(jié) 國內(nèi)外技術(shù)未來發(fā)展趨勢 分析
科學(xué)技術(shù)是推動功能部件產(chǎn)業(yè)化的動力。根據(jù)高速、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保的發(fā)展方向，需要重點(diǎn)發(fā)展的技術(shù)包括：
1、與直線電機(jī)配套的高速、高剛度、低噪聲精密滾動直線導(dǎo)軌副。
2、用于重型數(shù)控機(jī)床的高精度、高剛度滾柱直線導(dǎo)軌副。
3、開發(fā)滾動直線導(dǎo)軌綠色產(chǎn)品。
4、滿足尺寸穩(wěn)定性、可靠性、易成型性和生產(chǎn)效率要求的新材料及熱工工藝及其裝備的開發(fā)。
5、滾珠返向裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)及一次成型制造技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。
6、提高滾道廓形精度的相關(guān)技術(shù)。
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