滚珠丝杠和直线导轨的现状和技术趋势

作为全球最大的机床消费国，我国车床制造业已发展成为支柱产业。由于汽车工业的发展，对机床的速度和效率提出了新的要求。据了解，日本机床数控化率从开始时的40%到目前的90%水平，大约用了15年的时间。从我国的发展速度来看，如能达到日本目前的水平，估计用不了那么多时间，提高数控机床功能部件的性能和质量已成为我国机床发展的当务之急行业。

为了实现其高性能，中国生产的机床在传动上采用高精度滚珠丝杠率大大提高。加工中心机上滚珠丝杠的直径和螺距的大小直接影响加工零件的精度。特别是在进给切削条件下，高性能加工中心均选用小直径、细螺距的单头滚珠丝杠。当然，也有一些加工中心采用粗螺距多头滚珠丝杠。这些加工中心一般采用伺服电机驱动滚珠丝杠，但如果滚珠丝杠加工中心工作时，其滚动体作螺旋运动，其自转轴方向发生改变，因而会产生陀螺运动。当运动中的陀螺力矩超过球体与滚道之间的摩擦力时，滚动体就会产生滑动，从而产生剧烈的摩擦，使丝杠的温度升高，同时振动和噪声也会增大，从而导致丝杠的磨损。导致丝杠寿命缩短，从而大大降低滚珠丝杠的传动质量。因此，一种新型的高性能滚动螺杆, 行星滚柱丝杠，是为了更好地解决上述技术问题而开发的。

随着新技术的不断发展，加工中心工作台的加速度将达到3g以上，在高进给的情况下，运动部件的惯性力会很大。所以我们在机械部分设计的时候，应尽量减少运动部件的质量和回转部件的转动惯量，进而进一步提高加工中心进给系统的刚度、灵敏度和精度。现在大部分CNC加工中心都是从德国大功率进口的直线伺服电机，它可以直接驱动表直线运动，并配有碳纤维增强塑料制成的轻型结构桌子和直线滚动导轨相匹配，使得加工中心可以实现高进给率和高精度加工。

随着机器速度的提高，使用导轨也从滑动到滚动的转变。在我国，由于机床速度和制造成本较低，滑动导轨的使用仍占大部分，但使用滚珠导轨和滚柱导轨正在迅速上升。由于滚动导轨具有转速高、寿命长、可加预压、安装方便等优点，随着机床性能和数控要求的提高，采用滚动导轨比是必然趋势。