矩形滑動導軌與直線導軌的比較
　　機床采用矩形滑動導軌還是直線導軌-有人說這是新老學派之爭,或者嚴格講這是用戶喜好問題。不管怎樣，機床和支承件造業(yè)中多數(shù)人贊同用途是決定性因素。
　　
　　現(xiàn)在涉足機床領域的人都了解矩形滑動與直線導軌之間的區(qū)別?，F(xiàn)實情況是，每當提到矩形滑動導軌，人們會聯(lián)想到大型機床－那種剛性良好，用一把刀緩慢地在大尺寸工件上作深切削的機床；另一方面，直線導軌暗示的是高速、負載較輕的機床。但不論對那種導軌來說，考慮的著眼點是相同的，那就是速度、剛性和負載。
　　
　　美國GIDDINGS&LEWS公司用過各種導軌系統(tǒng)-從傳統(tǒng)的矩形滑動導軌和滾子鏈、到直線導軌與液體靜壓導軌。決定采用哪種系統(tǒng)往往是一大難題，對G&L公司的專家們來說也是如此。
　　
　　生產(chǎn)經(jīng)理KENCAMPSHURE說：“根據(jù)經(jīng)驗，研究指定用途，工程師們會提出這樣一些問題,如機床將承受的是何種負載,要求的阻尼值是多少,以及要求的移動速度是多少之類?！币慌_特定機床甚至可能需要多種導軌也許更有利，如果對速度更加關注，則可以考慮直線導軌。G&L認為導軌系統(tǒng)無所謂對錯,只要它與用途相適應就好?！?BR>　　
　　按該公司的看法，如果機床發(fā)生沖撞，直線導軌可能更容易受到損壞。這時在導軌系統(tǒng)滾珠或滾子內(nèi)能發(fā)生表面下的破碎，終使導軌無法使用。而滑動導軌有助于減少此類損壞，因為它們接觸面積大。短形滑動導軌一旦損壞，其修復難度也大。
　　
　　與矩形滑動導軌為達到精密匹配需磨削頂板與底面要求相比，直線導軌裝配時需做的表面準備工作較少。CAMPSHURE認為：“直線導軌不是一種解決方案，但對速度而言它是一個不錯的方案，機床制造者都圍繞著移動速度來推動，不過，較大型機床可能要求更堅固的系統(tǒng)。”
　　
　　另一方面，結(jié)實的摩擦支承系統(tǒng)，象矩形滑動導軌,可能存在爬行問題,這會影響園弧插補。為了加工一個圓，機床的坐標軸沿某一方向移動,緩慢降速,再沿相反方向進給。在這種方向改變過程中有一速度零點。
　　
　　THOMSON工業(yè)公司的SCOTTSCHULER認為，短形滑動導軌系統(tǒng)會產(chǎn)生靜、動摩擦系數(shù)之間的差別。在用鋼球檢棒測試中這表現(xiàn)為“突然停頓”，或加工精度的降低。SCHULER補充說：“滾動接觸支承，對大多數(shù)零件都能消除這種現(xiàn)象?！彼岬矫看位瑒咏佑|支承矩形滑動導軌移動時，就會有靡磨損。隨著時間的推移，機床性能發(fā)生變化，精度開始降低。采用滾動接觸支承（直線導軌），磨損明顯減小。事實上，滾動接觸支承制造商能決定一個支承能特續(xù)多長時間不出現(xiàn)明顯磨損。
　　
　　直線系統(tǒng)的導軌，與矩形滑動導軌及其滑動件的較大面積比較，相對較小。MORISEIKI公司的JOHNMEDONALD解釋說，“小的接觸面積，極大地降低了摩擦，從而使響應更迅速，快移速度更高?！?BR>　　
　　速度
　　
　　當然，速度是影響導軌選擇的一個關鍵因素。這也就是一些制造商之所以致力于完善矩形滑動導軌和直線系統(tǒng)兩者速度的原因。
　　
　　例如，TOYODA公司的50號錐孔的矩形滑動導軌的機床，包括FA630臥式加工中心，速度象某些直線導軌機床一樣快，TOYODA公司現(xiàn)在使用RULON，一種具有爬行可能性小的更致密的材料來代替TURCITE，作為矩形滑動導軌的配合面。
　　
　　為進一步降低表面阻力，TOYODA使用一種粘度更高的導軌潤滑油，構(gòu)成3UM厚的油膜，只是以前用的油膜厚度的一半。這種由脈沖計量并有壓力存在的潤滑油膜運行到導軌全長，而且只在快速送進運動時才供油。加速到大的移動速度幾乎是立刻完成的，實際上不存在爬行，而且引起變形的熱量會很快消散。
　　
　　借助薄油膜和RULON的組合，F(xiàn)A630的快移速度達到30M/MIN;其矩形滑動導軌提供的全長定位精度為＋－0.003MM,在所有軸行程上的重復定位精度均為＋－0.002MM。
　　
　　G&L公司采取了另一條途徑,它使用了可現(xiàn)場更換的在淬硬磨削的鋼導軌上運行的循環(huán)流滾子支承,獲得了比短形滑動導軌更好的性能。這些導軌較寬且分開較遠，以便在X軸全部行程上支承滑座與立柱，同時提供比正常矩形滑動導軌更高的移動速度。一個例子是ORION臥式加工中心，快速移動達到25M/MIN。
　　
　　但即使做了諸如此類的改進，矩形滑動導軌仍存在局限性。例如，G&L公司制造了一臺快速移動達到75M/MIN的機床.公司技術(shù)副總載RAAB認為因受相關熱源的影響,采用矩形滑動導軌是無法達到這種速度的。
　　
　　當然，直線導軌，如同矩形滑動導軌一樣，也能移動得比它們通常的速度更快。例如，伊利諾州SCHAUMBURG的THK美國公司，使用滾珠保持器，就可勉強獲得高于SHSLM導軌系統(tǒng)的速度。THK的JOHNWILSON報告說，根據(jù)負載，速度可達約5M/S。他解釋說，在循環(huán)式直線導軌的滑架內(nèi)，滾珠沿著滾道移向滑道，然后到達曲線回珠區(qū)。這種內(nèi)通道引導鋼珠到達另一曲線回珠區(qū)并返回到滾道。在THK系統(tǒng)內(nèi)，各個滾珠都置于彈性材料的滾珠保持器或分離器內(nèi)。保持器使?jié)L珠保持均勻分布狀態(tài)通過承載區(qū)，回珠區(qū)和曲線區(qū)。這種安排避免了滾珠相互間的接觸，減小了磨擦，并提供了潤滑油槽。所有這些都有助于提高系統(tǒng)的速度。
　　
　　按照同樣的方法，馬薩諸塞州BEDFORD的SCHNEEBERGER的MONORAILBM機床配有整體式滑架體，并帶有直接向里注塑成形的塑性循環(huán)通道。這就減小了零件的數(shù)量和滾珠循環(huán)中的變換次數(shù),從而使?jié)L珠移動平穩(wěn)以達到高精度和高速度.此系統(tǒng)安裝在梯形的導軌上,這種形狀在剛性方面優(yōu)化了滑架橫截面。
　　
　　ENSHU（遠州）美國公司的PETERNAGEL評論說，“采用滾珠支承直線導軌，加速與減速都很快。多數(shù)機床都有較高的快移速度，但在短距離移動時，走過的距離不足以達到預期速度?！本哂械团佬行阅艿闹本€導軌能使機床在短距離內(nèi)迅速提高速度?！叭欢恢皇菍к?，其它機床要素，象工作臺質(zhì)量，工件重量，伺服裝置尺寸和響應能力，都對機床速度有影響。
　　
　　鋼性與負載
　　
　　在直線導軌機床剛出現(xiàn)時，采用現(xiàn)有的負前角硬質(zhì)合金刀具會產(chǎn)生強烈的固有振動，它不能很好地與未成熟的設計互為補充。NAGEL認為，這曾是一個不幸，但新機床的成本低于矩形滑動導軌機床，所以這也不全是不幸。
　　
　　NAGEL補充解釋，”現(xiàn)在，改進了刀具和精細導軌的組合有助于生產(chǎn)出不僅花費較少，速度高于前者，而且剛性更好。當今的刀具切削都帶有剪切或剝離的作用,所以不會有強烈沖撞發(fā)生。再加直線導軌做得又低又寬，并且為了穩(wěn)定選擇了佳布局。”
　　
　　HAAS自動設備公司總裁GENGHAAS認為，直線導軌在其鋼性方面曾受到不公正的批評。他說：“機械加工的99％，切削功率不到29.4KW。如果一個車間要進行這種類型切削，那矩形滑動導軌可能顯現(xiàn)出優(yōu)勢，但根據(jù)我公司在機床上的實踐經(jīng)驗，對特別重型的切削，直線導軌能做得跟矩形滑，動導軌一樣好?！?BR>　　
　　THK對與直線導軌塊有聯(lián)系的剛性問題，提出了有意義的解決辦法：在軌道上有一段圓弧,它以接近匹配的半徑容納滾珠.代替一個滾珠在平直軌道表面上單點接觸,使多個滾珠表面與軌道接觸,形成直列接觸。該公司做法的不同之處是使支撐面對面排列，所以不管加在這個導軌塊上的負載來自哪個方向，總是有2個接觸點。
　　
　　在一個滑架內(nèi)4排滾珠之中，在任何給定時間只有兩排接觸軌道，保證有負載時另兩排不被卡住。承載的兩排有輕微變形，從而填充了更多的滾道空間。這有助于阻尼振動。
　　
　　THK的Wilson說，增加剛性的另一方法，是在系統(tǒng)內(nèi)使用更多的滑架塊－代替有4個導軌塊的兩條軌道，系統(tǒng)可以用6個導軌塊和兩條導軌運行。但，更常見的增加剛性的做法是調(diào)整滑架內(nèi)滾珠直徑的尺寸，即所謂的預負載的方法。
　　
　　為了預負載，支撐制造商磨削滑架和軌道以在兩者之間建立一個特殊的尺寸的空間。裝入此空間內(nèi)的滾珠或滾柱的尺寸將決定預負載的量值。使用大于此空間的滾珠或滾柱將使?jié)L動體受到“預擠壓”或“預負載”，使它們少些彈性，多些剛性以頂住切削時產(chǎn)生的力。

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