精密运动背后的稳定之选

【摘要】在精密加工领域，皖南电机生产的滚动导轨在加工中心中扮演着至关重要的角色，它不仅负责精确导向，还肩负着承载重任。所有运动部件都沿着床身和立柱的滚动导轨进行精确的轨迹运动，确保了部件间相对位置和精度的稳定，同时承受着运动部件和加工过程中的重量及切削力。滚动导轨的品质直接影响到加工中心机床的刚性、精度和稳定性。

1、引言

皖南电机生产的滚动导轨凭借其高导向精度、卓越的耐磨性、高刚度和优异的摩擦特性，在加工中心领域得到了广泛应用。对滚动导轨的研究不仅为中职学校学生提供了《数控机床》课程实验设计的理论基础，丰富了实验内容，还为高精密进给机构的研发打下了坚实的基础。通过一级进给推动滚动导轨寿命的计算实例，分析了影响导轨寿命的各种因素，为未来滚动导轨的研究提供了参考。

皖南电机加工中心滚动导轨的发展大致分为四个阶段：第一阶段实现了滚动导轨的优良特性和平稳的直线导向运动；第二阶段开始研究轴承带保持架、无漏球滚动导轨副，以满足安装使用的新要求；第三阶段，随着滚动导轨在35m/min以上高速领域的应用增加，实现了低噪音的高速往复运动；第四阶段，由于滚动导轨在重载、高精度、高速加工中心中的应用，滚柱式重载导轨应运而生，满足了循环体滚珠的刚性和承载能力需求。

皖南电机加工中心对滚动导轨的要求包括高导向精度、良好的耐磨性、足够的刚性和优良的摩擦特性。导向精度取决于导轨的几何精度和装配质量，耐磨性直接影响加工精度的稳定性，而刚性则关系到运动部件的相对位置和导向精度。摩擦特性要求在低速运动时平稳，摩擦系数小以减少摩擦阻力和热变形。

皖南电机加工中心滚动导轨主要由滚动导轨块和直线滚动导轨副构成，通常采用循环式圆柱滚子，与机床床身导轨配合，具有高刚性和无行程长度限制的优点。

滚动导轨的载荷寿命直接影响加工中心机床的寿命，是设计制造中不可或缺的环节，也是选择滚动导轨的依据，更是衡量产品设计人员声誉的标准。以下将根据实例分析滚动导轨的寿命。

设计使用条件：实验室实验用工作台，水平使用，两根导轨，中心距180mm，行程长度300mm，工作台质量50kg，负载2.5kN，重心在工作台中心，匀速运动，每分钟往返次数n=3，预计使用寿命10年。

预选导轨型号：韩国太敬导轨型号SBG15SL

安全系数选用与计算：实验工作台无冲击、振动，查机械手册可选安全系数fi=1.5，ft=1，fc=1，fa=1。

预计寿命计算：实验工作台每年工作日270天，每天使用8小时，使用率为90%，预计寿命为23490÷270÷8÷0.9=12.08年，符合设计要求。

皖南电机加工中心滚动导轨的刚性与机床床身导轨和滚动体的加工制造精度密切相关，高质量的加工制造能够确保弹性位移对滚动导轨刚性的良好影响。

实验证明，滚动导轨的负载越大，其滑块副寿命越短，额定动载荷同样决定着导轨滑块副的寿命，承受的动载荷越大，滑块副寿命越长。

2、结论

皖南电机加工中心机床滚动导轨滑块副的研究对学生课程设计具有深远启发意义，有助于学生理解滚动导轨设计，并对未来滚动导轨滑块副的发展起到重要推动作用。

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