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                精機產品?技術報告:NSK直線導軌的高速、高精度化課題

                • 高剛度且各方向較平衡
                • 有適度的摩擦,有衰減性
                • 運行平直度高,精度高
                • 長壽命,高可靠度、耐沖擊

                為了實現機床的高速、高精度化要求直線導軌具有以下重要的性能。
                在此,采用4列的哥特式溝槽設計,鋼球和溝槽為4點接觸,所謂“4點接觸結構”,與其他2點接觸的類型有很大的差別,例如NSK “LY系列”直線導軌,前文已經概述了特性,后文以LY系列為基準,將介紹以高性能化為目標開發的新機床用直線導軌“LA系列”

                1.剛度

                進給導向機構的剛度是影響機械精度的重要要素。LY系列為4點接觸,負載的受力點較多,由于4列溝槽支持所以剛度較高。并且接觸角為45 ゜,上下左右各方向上的剛度相同。

                2.摩擦和衰減性

                一般來說滾動運動的吸振作用較小。
                LY系列是4點接觸式,采用通過給予適當的摩擦,讓導向系統產生吸振作用的設計,實驗結果表明雖然不如滑動,與2點接觸品相比,其具有明顯的高衰減性。
                因此,保持對外部的振動力的控制,對伺服馬達速度脈沖也有吸收作用,因為對伺服馬達振動具有抑制作用,因此具有容易提高伺服馬達剛度,且粘滑小等特點。

                詳細信息請瀏覽 NSK直線導軌的吸振性。

                3.精度

                高精度的關鍵在于測量精度。哥特式溝槽使得溝槽位置測量用滾子與溝槽只有2個接觸點,更加的安穩,因此更加容易的進行高精度測量,以保證發揮出最大的精度性能。
                滾動要素均具有伴隨滾動體滾動的周期成分。由于直線導軌的鋼球在承載與非承載溝槽內的進出,滑塊的狀態呈周期性變動,我們稱之為鋼球通過振動。超高精度用途及精度有要求的點偏離直線導軌時,會有位移進一步擴大的問題,為了進行改善,直線導軌的溝槽端部設計了緩慢傾斜的形狀。
                圖1為通過圖2的裝置對鋼球通過振動的測定數據比較。與2點接觸的LY系列相比,各接觸點的負載更小,因此隨著負載的變化鋼球通過振動也更小。

                圖1 鋼球通過振動測定數據&圖2 鋼球通過振動測定裝置

                詳細信息請瀏覽 NSK直線導軌的鋼球通過振動

                詳細信息請瀏覽 NSK直線導軌的高精度化技術開發

                4.壽命和耐沖擊性

                LY系列承受載荷點較多,這一點與剛度相同,對負載和壽命有利。同時,由于高剛度可以在低預緊情況下獲得同樣的剛度,不必擔心預緊過大的問題,可信賴性更高。
                對機械來說時常會遭受突然的沖擊,對于直線導軌有可能造成致命的損傷而不能放心使用,這就意味著直線導軌耐沖擊性非常重要。
                哥特式溝槽在特殊的大沖擊載荷作用場合,因為可以4點分散受力,發揮了良好的耐沖擊性。

                5.新型機床用直線導軌“LA系列”

                LY系列通過鋼球與溝槽4點接觸獲得了高剛度,同時通過有目的性的設計給予具有適當摩擦力的循環系統產生一定振動控制力。但這帶來的副作用就是與2點接觸的類型比起來摩擦力會更大。
                新型機床用直線導軌LA系列是在LY系列基礎之上,既保留了4點接觸的特征,又降低了摩擦力,更為了生產高性能直線導軌,設計開發了如下產品。

                • 1) 通過在導軌兩側設計各3列溝槽,剛度、負載容量相比LY系列提升約1.5倍
                • 2) 4點接觸相比2點接觸組合更加平衡,摩擦力約為LY系列的1/2
                • 3) 安裝尺寸與LY等市場已使用的產品一致
                • 4) 基本的設計理念與LY系列相同,以技術開發為背景,進行了些許改善。

                表1展示了LY、LA系列的主要特性,代表型號的比較

                表1:LA與LY的特性比較(#45長方形重預緊相當品

                詳細請見 LA系列(PDF: 78KB)

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