機(jī)床用直線導(dǎo)軌

伴隨著機(jī)床高速化的進(jìn)程，對(duì)高速性對(duì)應(yīng)能力較高的直線導(dǎo)軌的采用也正在逐漸增加。
NSK以以下機(jī)床用直線導(dǎo)軌的特點(diǎn)為目標(biāo)，進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開發(fā)。

• 1） 通過適當(dāng)預(yù)緊提高剛度，各方向平衡性好
• 2） 有適當(dāng)?shù)哪Σ良八p性
• 3） 運(yùn)行平直度等，高精度
• 4） 長(zhǎng)壽命、高可靠性，耐沖擊性

1. NSK直線導(dǎo)軌「LY系列」

作為機(jī)床用直線導(dǎo)軌，NSK從1980年代開始為市場(chǎng)提供LY系列。LY系列，有著4列的哥特式溝槽，通過設(shè)定預(yù)緊，產(chǎn)生中心偏移量，使鋼球和溝槽4點(diǎn)接觸。因此，通過4列溝槽承載能夠通過適當(dāng)?shù)念A(yù)緊獲得高剛度。另外，接觸角為45度，上下左右各個(gè)方向平衡性好，對(duì)各方向的切削力有同等的高剛度。
如圖1所示，為德國(guó)機(jī)床協(xié)會(huì)（VDW）委托アーヘン工科大學(xué)對(duì)各公司的導(dǎo)軌剛度測(cè)量結(jié)果的摘錄內(nèi)容。圖中只顯示了使用鋼球的導(dǎo)軌，可知NSK的LY系列導(dǎo)軌比其他公司的導(dǎo)軌剛度都要高。

LY系列通過4點(diǎn)接觸，產(chǎn)生適當(dāng)?shù)哪Σ亮?。這個(gè)摩擦力會(huì)增大衰減性，即使不影響滑動(dòng)導(dǎo)軌，也比2點(diǎn)接觸的產(chǎn)品的衰減性明顯要高。圖3所示的是 在圖2所示的鉆攻評(píng)價(jià)裝置上進(jìn)行的評(píng)價(jià)結(jié)果。

2. 機(jī)床用直線導(dǎo)軌「LY系列」

如上所述，LY系列根據(jù)「4點(diǎn)接觸結(jié)構(gòu)」獲得高剛度的同時(shí)，通過適度的摩擦提高衰減性，是適合機(jī)床使用的直線導(dǎo)軌。
然而，最近，以加工中心為代表的機(jī)床，隨著高速化和高精度化的推進(jìn)，出現(xiàn)了搬送速度在60m/min的設(shè)備。設(shè)備的高速化必然伴隨著高加減速，因此對(duì)引導(dǎo)系統(tǒng)的載荷就增加了。同時(shí)，針對(duì)高精度化的要求，也就要求設(shè)備有更高的剛度，進(jìn)而要求直線導(dǎo)軌也要有高剛度。
從以上背景開始，以LY系列為基礎(chǔ)，以獲得更高性能為目標(biāo)，開發(fā)出了「 LA系列」直線導(dǎo)軌。
以下是其基本理念。

• 1. 導(dǎo)軌兩側(cè)各配置有3列溝槽，剛度和負(fù)載容量均是LY系列的1.4～1.5 。
• 2. 4點(diǎn)接觸和2點(diǎn)接觸平衡組合配置，摩擦只有LY系列的50～60%。
• 3. 安裝尺寸和現(xiàn)在市場(chǎng)上大多數(shù)正在使用的導(dǎo)軌相同，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。
• 4. 以技術(shù)發(fā)展和積累為背景，增加了若干改善。

LA系列和LY系列的斷面形狀如圖4所示和LY系列。LA系列和LY系列的安裝尺寸相同，配置著一側(cè)3對(duì)共計(jì)6列的溝槽。鋼球直徑與LY系列一樣，都采用哥特式溝槽，能夠確保對(duì)溝槽的位置進(jìn)行高精度測(cè)量以及高精度加工。通過這些溝槽的組合，形成適當(dāng)?shù)哪Σ亮?，?shí)現(xiàn)高剛度和高負(fù)載容量。還有，通過與LY系列接觸角同為45°，有一個(gè)平衡的結(jié)構(gòu)，無論對(duì)哪個(gè)方向都有幾乎相等的負(fù)載容量。表1顯示的是LA系列和LY系列有代表性的型號(hào)的特性比較。

另外，圖5所示為L(zhǎng)A系列的剛度和動(dòng)摩擦力的測(cè)量數(shù)據(jù)。從這些數(shù)據(jù)可以看出，LA系列與LY系列相比，摩擦力約為其60%，卻獲得了其1.4～1.5倍的剛度。

以上基本功能提高的同時(shí)，進(jìn)行了若干的改善。其中一個(gè)就是密封性能的提高。導(dǎo)軌的斷面形狀能夠盡可能使密封圈很容易地緊貼溝槽，再加上對(duì)密封圈本身的形狀進(jìn)行進(jìn)一步改良，外部的異物更難侵入?；瑝K內(nèi)的自潤(rùn)滑單元 「NSK K1」也可作為選配件選用，與上述密封型的提高的同時(shí)，使免維護(hù)對(duì)應(yīng)成為可能。
現(xiàn)在LA系列根據(jù)機(jī)床大多數(shù)使用的型號(hào)的優(yōu)先順序，對(duì)LA系列的尺寸和滑塊的種類進(jìn)行系列化，預(yù)緊以Z3（中預(yù)緊）和Z4（重預(yù)緊）2種類型進(jìn)行對(duì)應(yīng)，如表2所示。