滾珠螺桿和直線導軌的現狀和技術趨勢

作為全球最大的工具機消費國，我國車床製造業已發展成為支柱產業。由於汽車工業的發展，對工具機的速度和效率提出了新的要求。據了解，日本工具機數控化率從開始時的40%到目前的90%水平，大約花了15年的時間。從我國的發展速度來看，如能達到日本目前的水平，估計用不了那麼多時間，提高數控工具機功能部件的性能和品質已成為我國機床發展的當務之急行業。

為了實現其高性能，中國生產的工具機在傳動上採用高精度滾珠螺桿率大大提高。加工中心機上滾珠螺桿的直徑和螺距的大小直接影響加工零件的精確度。特別是在進給切削條件下，高性能加工中心均選用小直徑、細螺距的單頭滾珠螺桿。當然，也有一些加工中心採用粗螺距多頭滾珠螺桿。這些加工中心一般採用伺服馬達驅動滾珠螺桿，但如果滾珠螺桿加工中心工作時，其滾動體作螺旋運動，其自轉軸方向改變，因而產生陀螺運動。當運動中的陀螺力矩超過球體與滾道之間的摩擦力時，滾動體就會產生滑動，從而產生劇烈的摩擦，使絲槓的溫度升高，同時振動和噪音也會增大，從而導致絲槓的磨損。 導致螺桿壽命縮短，從而大大降低滾珠螺桿的傳動品質。因此，一種新型的高性能滾動螺桿, 行星滾柱螺桿，是為了更好地解決上述技術問題而開發的。

隨著新技術的不斷發展，加工中心工作台的加速度將達到3g以上，在高進給的情況下，運動部件的慣性力將會很大。所以我們在機械部分設計的時候，應盡量減少運動部件的質量和迴轉部件的轉動慣量，進而進一步提高加工中心進給系統的剛度、靈敏度和精度。現在大部分CNC加工中心已經從德國高功率進口直線伺服電機，它可以直接驅動表直線運動，並配有碳纖維增強塑料製成的輕型結構桌子和直線滾動導軌相匹配，使得加工中心可以實現高進給率和高精度加工。

隨著機器速度的提高，使用導軌也從滑動到滾動的轉變。在我國，由於工具機速度和製造成本較低，滑動導軌的使用仍佔大部分，但使用滾珠導軌和滾筒導軌正在迅速上升。由於滾動導軌具有轉速高、壽命長、可加預壓、安裝方便等優點，隨著工具機性能和數控要求的提高，採用滾動導軌比是必然趨勢。