值得一提的是,“滾動直線導軌副”這個概念是中國滾動功能部件行業協會確定統稱的名詞術語,目前市面上的叫法很多,例如直線導引系統、線性軸承、直線 導軌、線軌……2004年6月1日,ISO(國際標準化組織)頒布了《ISO14728-1滾動軸承—直線滾動軸承—額定動載荷和額定壽命》及 《ISO14728-2滾動軸承—直線滾動軸承—額定靜載荷》兩個標準,可見,在ISO標準中,“直線滾動軸承”是作為“滾動直線導軌副”的國際化代名 詞。不難理解,我們可以把“滾動直線導軌副”想象成一個直徑無限大的軸承,導軌相當于軸承外圈,滑塊相當于軸承內圈,中間是可以無限循環的滾動體(可以是 滾珠,也可以是滾柱)。從這個意義上講,“滾動直線導軌”是“滾動軸承”原理的延續和發展,是它的派生產品。
創新精品服務中國制造
思凱特精密機械有限公司的SKT-RA型滾動直線導軌副自2008年投放市場以來,得到了市場和廣大客戶的認可,這更激發了我們不斷探索和發展的動力,在產品的結構更新和性能優化上做了一些大膽嘗試。
我們將“SKT-RA型滾動直線導軌副”結構與“DF型正面組合角接觸球軸承應用”作比照,顯然,這種力學結構,承載面的幾何形狀呈“X”型,力的作 用點跨距a較小,安裝誤差引起的內部負荷較小,因此自動調心能力增強,具備一定的誤差吸收能力。如果用戶安裝面的直線度誤差、平面度誤差或者配對導軌副的 平行度誤差超出一定范圍,可以通過滾珠的彈性變形或壓力角改變,將誤差吸收在導軌副內部,確保整個導軌系統的順暢和安全運行,當導軌系統受到橫向負荷F或 者旋轉力矩M時,這種結構能夠體現出很高的適應性。所以,像“運送裝置”之類的應用場合,并不需要高剛性、高精度的安裝基礎,這種“DF”型滾動直線導軌 副能夠充分發揮出“高靈變、自適應”的結構特色。
在后續的客戶跟蹤和市場調研中,SKT根據市場反饋情況,比如“木工機械和玻璃機械”領域的客戶提出了“高防塵、耐腐蝕”的要求,在“數控機床”領域 的客戶提出了“高剛性、抗扭擺”的要求,結合市場需求,SKT審時度勢并結合自身特色,成功研發了SKT-RB型滾動直線導軌副,新產品規格覆蓋15、 20、25、30、35系列。
我們將“SKT-RB型滾動直線導軌副”結構與“DB型背面組合角接觸球軸承應用”作比照,顯然,這種力學結構,承載面的幾何形狀呈“△”型,力的作 用點跨距b較大,安裝誤差引起的內部負荷較大,因此自動調心能力削弱,但支承剛性提高,可以獲得較高的力矩剛性。當導軌系統受到橫向負荷F或者旋轉力矩M 時,這種“DB”型滾動直線導軌副就能發揮出“高剛性、抗扭擺”的結構特色。誠然,這種結構對工藝裝備的精度制造能力及用戶安裝面誤差提出了更高的要求。
DF型和DB型滾動直線導軌副都有一個共同特點:滾道承力夾角為90°。因此,在導軌副上下左右四方向上的承載能力是一樣的,稱之為“四方向等載荷型”。
提升工藝加快企業發展
(1)“滑塊滾道型腔冷拉成型技術”新突破:根據國家“十二五規劃”、“綠色制造,節能減排”的精神,SKT在成熟使用滑塊冷拉型材兩年以來,通過與 供應商的不斷探索與努力,在2011年6月15日“滑塊滾道型腔冷拉成型技術”成功突破,這項技術的應用,解決了滑塊淬火前所有型腔面加工一次性在原材料 廠家全部完成的問題,使得生產廠家不再進行繁瑣的型腔面銑削加工,既提高了材料利用率、又降低了生產成本,還避免了銑削時的油霧污染。如今,35型以下規 格(含35)的滑塊滾道型腔冷拉型材已在SKT批量應用,在縮短滑塊加工周期、提升生產效率上發揮了出色作用。
(2)“導軌密封鋼帶滾壓成型技術”新突破:在RB型滾動直線導軌副結構中,SKT增強了整個系統的密封性能,特別在“導軌”上增設了“密封鋼帶”, 有效避免了導軌安裝孔中的粉塵削粒堆積,并增強滑塊密封系統的刮削性能。在RB型新產品的研制過程中,首先制約我們的是密封鋼帶的成型技術,通過和協作方 的多次探討都沒有好的解決辦法,又迫于市場的急切需求下,SKT經過近三個月的不懈努力,依靠自身力量于2012年1月11日成功研發出了鋼帶滾壓設備, 一舉攻克了這個制約我們發展的難題,并加工出了符合設計要求的合格產品。
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我國滾動功能部件行業生產不集中、產品品種單一、含金量偏低、尚無一個在國際上有影響力的知名品牌,已成為國產數控機床發展的瓶頸。因此,加快實現我國滾動功能部件產業化很有必要。
滾
動功能部件產品包括:滾珠絲杠副、滾動直線導軌副、滾珠花鍵、滾珠導套、直線運動部件、坐標工作臺、自鎖器等。它們以"滾動"為特征,具有高效省能、精密
定位、精密導向、對CNC指令反應快速以及傳動的高速性、同步性、可逆性等功能,是數控機床和機電一體化產品不可替代的關鍵配套件,也是符合21世紀生
態、環保理念的重要基礎零部件。它們產品雖小,卻集成了精密零部件制造的許多關鍵技術。由于它們的標準化、系列化、通用化程度很高,又有廣闊的市場,十分
有利于組織專業化大批量生產。
行業現狀
目前我國滾動功能部件生產企業有50家(不含臺灣省),研究院所、高校共3
家,企業附屬研究機構3個。生產滾珠絲杠的企業有48家,年產值可達6.5億元,生產滾動直線導軌的企業有6家(其中4家同時生產滾珠絲杠),年產值可達
1.5億元。在50家企業中,生產規模大、工藝裝備較齊全、產量大、品種多的企業有6家,其余絕大部分企業規模小、產量不高、產品品種單一。
國產滾動功能部件在裝備制造業中已應用于多個領域:上至"風云二號"衛星、導彈制導系統、太空艙空間傳動裝置、雷達裝置、空港設備,下至各類數控機床、IT產業、冶金設備、鐵道車輛、核電站、塑料機械、醫療器械等。
從
全球范圍看,我國滾動功能部件產業雖然是制造廠商最多的國家,但生產不集中、分布不合理、總產量和產值不高,除少數重點骨干企業的部分產品達到或接近國外
水平外,多數企業只能生產中低檔產品,且品種單一、含金量偏低,至今尚無一個在國際上有影響力的知名品牌,尚無一家上市公司。
我國滾動
功能部件產業與國外的主要差距是:專業生產水平不高;信息化管理滯后;產業化進程緩慢;個性化服務跟不上。從產品總體水平看,我們處于發達國家名牌產品之
下,發展中國家之上的中偏上水平,中低檔產品與國外同類產品差距較小或基本持平,但生產效率卻遠遠低于國外。而高性能、高檔次的產品(高速、高精度、特高
精度、低噪音等)與NSK、THK、Rexroth等知名企業有明顯差距,成為制約國產高檔數控機床發展的瓶頸。
國外發展趨勢
國外滾動功能部件產業的總體水平和產品發展走勢有以下特點:
---生產規模大,信息化管理水平高,以大規模集約化制造的成本和速度,提供全方位滿足用戶個性化需要的眾多系列產品。
---企業資本雄厚,產業化的速度快。
---產品原創力強,新產品研發速度快,對市場需求反應十分靈敏,每年都推出一批具有時代氣息的自主知識產權的新品,并迅速申請專利。
---工藝水平高、裝備數控化率高、生產效率高、產品質量穩定。
---擁有先進的檢測儀器和產品性能試驗設備,為批量生產的產品和新產品的研發提供品質保證,用檢測數據和性能對比曲線取信用戶。
---不但能向用戶提供所需硬件商品,還可為用戶提供解決方案的軟件服務。
近
幾年來,國外一些知名企業都緊跟時代發展的潮流和主機發展的方向,滾動功能部件產品向高速、精密、重載、復合化、智能化、環保化方向發展。目前市場流行的
新產品有:空心強冷,線速度80~120m/min,高速精密滾珠絲杠副;螺母主驅動高速直線驅動裝置;智能型滾柱直線導軌副,配置阻尼滑座的高剛度、重
載滾柱直線導軌副;滾珠絲杠、滾珠花鍵、滾動直線導軌一體化的傳動裝置;對滾珠絲杠和螺母同時實施強冷的低溫高速滾珠絲杠副;自潤式、免維修綠色滾動功能
部件產品等。
我國需要重點發展的技術
科學技術是推動功能部件產業化的動力。當前滾動功能部件產業面臨兩大急需解決的
問題:其一是迅速研制出高性能、高檔次的產品,以滿足國產高檔數控機床產業化的需求。其二是迅速提升制造技術水平,從革新工藝入手,提高批量生產的產品質
量和生產效率,縮短制造周期,在此基礎上推出一批有競爭力的名牌產品。圍繞這兩大問題,實現產業化的關鍵是加大技術投入和資金投入。根據高速、精密、復
合、智能、環保的發展方向,需要重點發展的技術包括:
在滾動功能部件的新產品開發方面:
---批量生產精密高速滾珠絲杠副的制造技術和裝備。
---與直線電機配套的高速、高剛度、低噪聲精密滾動直線導軌副。
---根據主機的需要研發智能化、復合化、機電一體化的高性能滾動功能部件產品。
---用于重型數控機床的高精度、高剛度滾柱直線導軌副。
---開發滾動功能部件綠色產品。
在提升制造工藝水平方面:
---滿足尺寸穩定性、可靠性、易成型性和生產效率要求的新材料及熱工工藝及其裝備的開發。
---滾珠絲杠精密冷軋技術及裝備的國產化,P3級以下的滾珠絲杠全面推廣冷軋工藝。
---引進并消化吸收"CNC精密旋風硬銑削"技術,裝備國產化使P3級以下以旋風銑手段部分取代螺紋磨削。
---滾珠返向裝置的優化設計及一次成型制造技術的產業化。
---提高滾道廓形精度的相關技術。
綜上所述,我國滾動功能部件產業在發展規模上、經營理念上、企業管理上都與國外同行業存在較明顯的差距,這種差距已嚴重阻礙了裝備制造業的發展,對振興民族工業十分不利。
希望國家能重點扶持1~2家骨干企業,使之盡快形成集科、工、貿一體的經營制造基地。制造基地要走專業化生產道路,以專業化促進規模化;引進先進技術,并在此基礎上做好自主創新工作;建立行業的技術中心,制造高效實用、可靠的生產滾動功能部件的專用裝備和檢測儀器。