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应用于高端机床的圆柱滚子直线导轨

近年来,为追求机床性能的进步,各大机床公司都在努力开发复合化、多轴化、小型化、高速化的产品。IKO公司研制的圆柱滚子型直线导轨已经广泛应用于高端机型,IKO公司分析了目前市场上高端机床的需求,在直线运动结构设计方面提供了很好的参考。

直线导轨面世初期,转动体采用了更轻易产品化的滚珠,但随着机械不断追求高性能,具有更优秀性能的圆柱滚子直线导轨出现了。IKO公司在20世纪80年代开始着手开发圆柱滚子直线导轨,经多次更改设计革新后,最新一代的产品已经具备了很多优秀的性能。

高负载 高刚性

图1是圆柱滚子直线导轨的结构。4列圆柱滚子循环交差配置,成X型与滑轨45°接触,能够均衡的承受各个方向的负荷。

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图1

图2是基本额定静负荷的比较。

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图2

图3是圆柱滚子直线导轨和滚珠直线导轨的刚性比较。可以看出与滚珠直线导轨相比较其负载能力要大很多,在保持负载能力和刚性不变的情况下,圆柱滚子直线导轨要比滚珠直线导轨小一尺寸。这样在满足机床的重切削能力、高切削精度要求的同时,圆柱滚子直线导轨也使设备小型化成为可能。因此,不仅在重型机床、高精度机床领域中圆柱滚子直线导轨得到了广泛应用,在电子等轻型设备行业,圆柱滚子直线导轨也有了一席之地。

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图3

对进给指令的高随动性能

圆柱滚子直线导轨基本上不发生差动滑动,所以在预压或负载时的摩擦系数也非常小,特别是运动方向转换时的良好随动性,和对微小进给的高速反应性,实现了非常高的定位精度。

图4是圆柱滚子直线导轨和滚珠直线导轨负荷时摩擦力大小变化的比较,可以看出,圆柱滚子直线导轨在负荷变化很大时,摩擦力的变化却不大。这样的特性,进步了其对数控指令的随动性,特别是在精加工,如圆弧切削加工、内面磨削加工上更是有卓越的体现。

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图4

高效化

圆柱滚子直线导轨与滚珠直线导轨相比,能够在更短的时间内抑制装置在加减速时产生的振动。   

图5是初期振幅与衰竭时间的比较图。在一些为追求高速化的加工中,驱动设备采用了直线电机,圆柱滚子直线导轨更是快速吸收了急加速、急停止时惯性力产生的振动,缩短了加工周期,进步了加工效率。

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图5

免维护

润滑是直线导轨使用中非常关键的一个环节,和轴承一样,润滑的好坏也直接影响到了导轨的使用寿命。通常脂润滑的情况下,客户在设备使用3~6个月之间,需要补充一次润滑脂,但这样会导致设备停产,即降低了生产效率,又增加了人工本钱;而假如采用油润滑,则需要设计集中供油装置和油路,增加了设计本钱,同时也造成了资源浪费。IKO通过多年的技术积累,成功的开发了润滑部件内置型自润滑系列直线导轨,
图6是这种产品的内部结构。通过这种新技术,实现了2万km或者5年不需要润滑的免维护效果。

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图6

图7是相关的测试结果。以下是该系列产品的特点:

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图7

自润滑部件含有大量润滑油,可以省掉润滑治理的繁杂工作。

区别于传统的自润滑原理,自润滑部件直接润滑转动体,没有产生过大的摩擦阻力,与传统型产品比较,节省了动力。

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图8

与润滑部件外置的传统型产品不同,其外观尺寸与普通的需要润滑产品完全一致,可以直接替换使用。

在转动体循环过程中,润滑部件只供给必要的油量,不会造成资源浪费,更有效的保护了环境。

为更好的进步机床的性能,IKO公司在2007年推出了超长型“超高精度超高刚性”滑块MX(D)L(图8)和高密封性滑块(图9),在更高层次上满足了客户对精度的要求,进步了直线导轨在恶劣使用条件下的防尘能力。


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点击次数:  更新时间:2015-02-01 08:44:09  【打印此页】  【关闭