直线导轨和滚珠丝杠的发展趋势
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我国滚珠丝杠副的发展趋势我国开始研制及使用滚珠丝杠的时间都比外国的要晚,我们在在50年代末期才开始研制用于程控机床、数控机床的滚珠丝杠副。
40多年来,由于滚珠丝杠副具有高效率、高精度、高刚度等特点,被广泛应用于机械、航天、航空、核工业等领域。
现在,滚珠丝杠副已成为机械传动与定位的首选部件。
万基精密传动科技有限公司是一家丝杆制造技术相对成熟的企业,他们的精密滚珠丝杠无论是质量,还是精密度都是国内丝杠行业中的佼佼者。
目前我国滚珠丝杠副的发展主要在以下几方面。
1 滚珠丝杠副的种类由于滚珠丝杠副的使用不断普及,使用领域不断扩大,对滚珠丝杠副的要求也越来越多,普通规格的滚珠丝杠副已远远满足不了使用要求,如航天航空领域、小型精密测试装置、电子仪器以及半导体装置等基本上都需要公称直径d0≤12mm,导程Ph=0.5~2.5 mm的微型滚珠丝杠副。
日本NSK公司已开发出公称直径d0=4mm,导程Ph=0.5mm的世界最小导程微型滚珠丝杠副。
半导体插件装置、小型机器人等需要微型大导程滚珠丝杠副,以满足高速驱动要求。
随着机械产品向高速、高效、自动化方向发展,工业机器人、数控锻压机械、加工中心以及机电一体化自动机械等,其进给驱动速度不断提高,大导程滚珠丝杠副的出现,满足了高速化的要求。
日本NSK公司已开发出公称直径×导程为:15mm×40mm、16mm×50mm、20mm×60mm、25mm×80mm超大导程滚珠丝杠副,快速进给速度达180m/min。
现国内外文献上对滚珠丝杠副还没有统一的分类,但各国一般是按以下原则进行分类的,普通滚珠丝杠副一般指公称直径d0=16~100mm,导程Ph=4~20mm,螺旋升角φ<9°。
微型滚珠丝杠副指公称直径d0≤12mm的滚珠丝杠副。
对于导程Ph≤3mm 的滚珠丝杠副称为微型小导程滚珠丝杠副,螺旋升角φ>9°的滚珠丝杠副称为微型大导程滚珠丝杠副。
滑轨行业发展现状及未来趋势分析滑轨是一种常见的机械元件,用于实现物体平稳移动。
它广泛应用于工业、建筑、家具、医疗设备等领域。
随着经济全球化和科技进步的推动,滑轨行业正处于快速发展的阶段。
本文将对滑轨行业的现状进行分析,并探讨其未来的发展趋势。
目前,滑轨行业正朝着智能化、高效化和绿色化的方向发展。
一方面,随着工业自动化的不断普及,对高性能滑轨的需求不断增长。
传统的手动滑轨逐渐被智能滑轨替代,能够通过传感器和控制器进行远程监控和操作。
这种智能化的滑轨能够提高工作效率、降低人力成本,并且提供更高的精度和稳定性。
另一方面,滑轨行业也在不断追求更环保的解决方案。
随着环境保护意识的增强,对可再生资源的利用和废弃物的处理要求越来越高。
许多滑轨制造商开始采用环保材料和生产工艺,以减少对环境的不良影响。
此外,更注重滑轨的能耗和效能,通过减少滑轨的摩擦和能量损失,以达到更高的能源利用效率。
滑轨行业在全球范围内呈现出快速发展的趋势。
亚太地区是全球滑轨市场的最大消费者,其经济增长和工业化进程推动了滑轨需求的增加。
同时,新兴市场的兴起也为滑轨行业带来了新的机遇。
例如,拉丁美洲和非洲市场的规模潜力巨大,尚未充分开发。
这些地区对于滑轨行业来说,既是巨大的市场,同时也带来了发展机会。
未来,滑轨行业将继续迎来新的发展机遇。
一方面,随着新兴技术的不断涌现,滑轨行业将面临更多领域的应用。
例如,智能家居、无人驾驶、机器人等新兴领域对于高精度滑轨的需求将不断增加。
另一方面,随着全球制造业的迅速发展,尤其是高端制造业的兴起,对滑轨的要求将越来越高。
滑轨不仅需要更高的精度和可靠性,还需要具备更高的承载能力和耐磨性。
然而,滑轨行业也面临一些挑战。
首先,市场竞争激烈,滑轨供应商众多。
这就要求企业要不断提升技术水平和产品质量,才能在竞争中立于不败之地。
其次,成本控制是滑轨行业的难题。
原材料价格的波动、劳动力成本的上升等因素都会对滑轨的生产成本产生影响。
数控未来发展趋势随着科技的不断进步,数控技术在制造业领域发挥着越来越重要的作用。
数控技术的未来发展趋势有以下几个方面:一、智能化发展随着人工智能和大数据技术的快速发展,数控技术也将朝着智能化方向发展。
未来的数控系统将能够自主学习和优化加工过程,根据不同零件的特点和加工需求,自动调整工艺参数,提高生产效率和产品质量。
人机交互界面也将更加友好和智能化,不再需要复杂的编程操作,普通工人也能够轻松操作数控设备。
二、柔性化制造传统的数控设备通常是针对特定产品的加工需求进行设计和制造,不具备制造多种不同产品的能力。
未来的数控设备将更加柔性化,能够根据需求进行快速调整和转换,实现多品种、小批量的生产。
这将大大提高生产线的灵活性和响应能力,满足客户个性化需求,提高企业竞争力。
三、集成化发展未来的数控设备将趋向于集成化发展,通过不同设备的连接和协作,实现整个生产线的无缝连接。
这将形成一个数字化工厂,通过数据传输和共享,实现生产过程的可视化和追溯。
同时,数控设备还将与企业的ERP和MES等管理系统进行集成,实现生产计划和执行的无缝对接,提高生产效率和管理水平。
四、绿色化制造随着环境保护意识的增强,未来的数控设备将更加注重环保和节能。
通过优化工艺参数和切削条件,减少能源消耗和废料产生;采用环保材料和加工工艺,减少对环境的污染;同时,数控设备的自动化和智能化特性,也将减少人为操作误差,提高资源利用效率。
五、虚拟化与网络化未来的数控技术将与虚拟现实和云计算等技术相结合,实现虚拟化制造。
通过虚拟仿真和数字化建模,可以在计算机上预先模拟产品制造的全过程,以找出潜在问题和改进方案,减少实际制造中的不确定性和风险。
同时,数控设备也将通过互联网实现远程监控和调整,实现远程操作和维护。
总之,未来的数控技术将朝着智能化、柔性化、集成化、绿色化和虚拟化方向发展。
这将为制造业带来巨大的变革和发展机遇,提高生产力和竞争力。
同时,也需要加强相关技术的研发和培训,培养更多的数控专业人才,以应对未来的挑战。
2024年滑轨市场发展现状引言滑轨作为一种重要的机械配件,在现代工业生产中扮演着重要的角色。
滑轨的市场需求与供应情况会直接影响到各行各业的生产效率和产品质量。
本文将对滑轨市场的发展现状进行分析,希望能够对相关从业人员和企业决策者提供一定的参考。
滑轨市场规模及需求情况滑轨市场的规模主要由行业需求和消费者需求两部分构成。
行业需求滑轨在许多行业中都有广泛的应用,如家具制造业、电子设备制造业、机械设备制造业等。
其中,家具制造业是滑轨的主要应用领域之一,随着人们生活水平的提高和家居品味的变迁,对高质量、高性能的滑轨需求也在逐年增长。
消费者需求滑轨的消费者需求主要体现在家居领域,如抽屉、柜子、橱柜等家具。
消费者对于滑轨的要求也随着品质要求的提高而逐渐增加。
如今的消费者更加注重滑轨的耐用性、静音性以及顺滑性等特性。
滑轨市场供应情况滑轨市场的供应情况主要受到生产技术、材料质量以及制造工艺等因素的影响。
生产技术滑轨的生产技术不断创新,新材料的应用以及生产工艺的改进,使得滑轨的质量和性能得到不断提升。
例如,一些企业采用了高精度加工设备和先进的表面处理技术,使得滑轨的使用寿命大大增加。
材料质量滑轨的材料质量对其性能和寿命有重要影响。
目前,滑轨主要采用钢材、铝合金以及塑料材料等。
而高质量的合金材料具有较好的耐磨性和强度,因此被广泛应用于滑轨的制造中。
制造工艺滑轨的制造工艺也在不断改进,以提高生产效率和产品质量。
一些企业引入自动化生产线和智能制造技术,提高了生产过程的精度和稳定性。
滑轨市场现状分析滑轨市场目前呈现出以下几个趋势:1. 高性能滑轨需求增加随着现代生产技术的发展,对滑轨的性能要求越来越高。
消费者对于滑轨使用寿命、操控手感等方面的要求也在不断提升,这促使滑轨制造商不断创新,提供更具竞争力的滑轨产品。
2. 绿色环保滑轨受青睐随着绿色环保意识的提高,消费者对于滑轨材料的选择更加注重环保因素。
因此,采用环保材料制造的滑轨在市场上受到越来越多的关注。
滚动功能部件南京理工大学教授 冯虎田行业发展症结据不完全统计,2011年市场正常年份,以功能部件行业中产业化规模最大的滚动功能部件为例,总产值超亿元企业有5家。
大多数生产滚珠丝杠单一产品企业,年生产能力在5 000万元以下,而且大部分小企业缺乏技术研发能力和检测设备。
滚动功能部件产业是在发展数控机床的急迫需求下催生出来的,这些企业技术创新能力不强,拥有自主知识产权和专利技术项目少。
滚动功能部件产业相对分散,目前国内30多家滚珠丝杠和滚动直线导轨制造企业产值不足6亿元,无论是与我国2010年金切机床总产值1 306.0亿元和成形机床总产值407.5亿作者介绍:冯虎田,1965年2月生,工学博士,南京理工大学机械工程学院教授,博导。
国家科技重大专项“高档数控机床滚动功能部件共性技术研发”课题组长,国家科技重大专项“高档数控机床与基础制造装备”总体组滚动功能部件责任专家,滚动功能部件技术研发与检测中心主任。
中国机床工具工业协会滚动功能部件分会理事,江苏省系统工程学会可靠性专业委员会秘书长。
获省科技进步二等奖3项,市科技进步二等奖2项,国防科工委优秀软件奖2项,省科技进步三等奖1项,国防科学技术三等奖1项,申请与授权发明专利29件,专著2部,教材1部,发表相关研究论文100余篇。
近十多年来我国滚动功能部件产业有较快发展,但与当今世界先进工业国家水平相比,依然差距明显,行业长期积累深层次矛盾日益凸显。
特别在2012年滚动功能部件行业形势非常严峻:合同逐月急剧下滑、货款回收困难、企业盈利下降,职工停工降薪。
产量特别大的、低档次、小型数控车床、铣床、线切割机、雕刻机、木工机械等行业,为其配套的滚珠丝杠副、滚动直线导轨副生产企业,大多订单下滑30%以上,个别企业达到80%以上,形势岌岌可危。
发展症结一:专家篇元相比,还是与中国台湾上银(HIWIN )一家企业2010年近100亿元的年产值相比,产业规模都很小,产业链严重失调。
行星滚柱丝杠的发展史可以追溯到20世纪70年代,其起源与滚珠丝杠密切相关。
滚珠丝杠作为直线运动系统的重要组成部分,经历了从单一滚珠循环方式到多种循环方式的演变。
在此过程中,人们发现滚珠丝杠存在一些局限性,如负载能力、刚度和速度等方面的不足。
为了解决这些问题,研究人员开始探索新的设计和制造技术,从而发展出了行星滚柱丝杠。
行星滚柱丝杠的设计原理是将滚柱设计成类似行星的结构,使其在螺母内循环并同时与螺杆的螺旋槽接触。
这种设计使得行星滚柱丝杠具有更高的负载能力、刚度和速度性能,以及更好的抗冲击和振动性能。
此外,行星滚柱丝杠还具有结构紧凑、传动效率高、使用寿命长等优点。
经过多年的发展,行星滚柱丝杠已经在众多领域得到广泛应用,如数控机床、工业机器人、自动化设备、航空航天、医疗器械等。
随着科技的进步和市场需求的变化,行星滚柱丝杠的设计和制造技术也在不断改进和创新,以满足更高性能和更广泛的应用需求。
直线导轨与滚珠丝杠的比较差异发布时间:2010-7-131845年英国人就已经发明直线电动机当时的直线电动机气隙过大导致效率很低,无法应用.上世纪70年代科尔摩根也搞出过只是成本太高效率低下限制其发展。
20世纪90年代直线电机开始应用于机械制造业现在世界一些技术先进的加工中心厂家在其高速机床上应用知名企业例如DMG、Ex-cell-0. IngersolK CINCI ATI、GROB、MATEC、MAZAK、FANUC、SODICK都在最近使用直线电机的高速高精加工中心。
HIWIN做为世界线性产品的领导者,在滚珠丝杠和线性滑轨取得成功后也于近几年自行研发和生产了直线电机,并在高速高精领域取得不错的业绩。
下面主要参考HIWIN公司的先进的高速静音式丝.杠SUPER S系列HIWIN的直线电机在几个主要特性上做一些比较,为相关业者提供一个参考。
1.速度PK:速度方面直线导轨相当大的优势直线电机速度:300米/分钟加速度:10g滚珠丝杠:120米/分钟加速度:1. 5g 从速度上和加速度的对比直线导轨具有大的优势,而直线电机在成功解决发热问题后速度还会进一步提高,而“旋转伺服电机+滚珠丝杠”在速度上却受到限制很难再提高较多。
从动态响应上因为运动惯量和间隙以及机构复杂性等问题直线电机也占有优势。
速度控制上直线电机因其响应快,调速范围更宽,可以实现启动瞬间达到最高转速, 高速运行时又能迅速停止。
调速范围可达到1: 10000c 2.能耗PK:能耗方面直线电机在提供同样转矩时是“旋转伺服电机+滚珠丝杠” 大致一倍以上,“旋转伺服电机+滚珠丝杠”属于节能、增力型传动部件,直线电机可靠性受控制系统稳定性影响,对周边的影响很大必须采取有效隔磁与防护措施,隔断强磁场对滚动导轨的影响和对铁屑磁尘的吸附。
通过以下这个例子更容易使大家了解直线电机和“旋转伺服电机+滚珠丝杠”的一些特点:日本某公司超高速龙门式加工中心。
X、Y轴采用直线电动机驱动V=120m/mino该公司为何不应用“旋转伺服电机+滚珠丝杠(IIIWIN SUPER S系列)因为SUPERS从DN值已经历了从传统丝杠7万到15万再到22万提速进程,但由于由于存在纯机械传动的软肋,其线速度、加速度、行程范围的增加总是有限的。
直线导轨和滚珠丝杠的发展趋势
我国滚动功能部件行业生产不集中、产品品种单一、含金量偏低、尚无一个在国际上有影响力的知名品牌,已成为国产数控机床发展的瓶颈。
因此,加快实现我国滚动功能部
件产业化很有必要。
滚动功能部件产品包括:滚珠丝杠副、滚动直线导轨副、滚珠花键、滚珠导套、直线运
动部件、坐标工作台、自锁器等。
它们以"滚动"为特征,具有高效省能、精密定位、精密
导向、对CNC指令反应快速以及传动的高速性、同步性、可逆性等功能,是数控机床和机电一体化产品不可替代的关键配套件,也是符合21世纪生态、环保理念的重要基础零部件。
它们产品虽小,却集成了精密零部件制造的许多关键技术。
由于它们的标准化、系列化、通用化程度很高,又有广阔的市场,十分有利于组织专业化大批量生产。
行业现状
目前我国滚动功能部件生产企业有50家(不含台湾省),研究院所、高校共3家,企
业附属研究机构3个。
生产滚珠丝杠的企业有48家,年产值可达6.5亿元,生产滚动直线导轨的企业有6家(其中4家同时生产滚珠丝杠),年产值可达1.5亿元。
在50家企业中,生产规模大、工艺装备较齐全、产量大、品种多的企业有6家,其余绝大部分企业规模小、产量不高、产品品种单一。
国产滚动功能部件在装备制造业中已应用于多个领域:上至"风云二号"卫星、导弹制导系统、太空舱空间传动装置、雷达装置、空港设备,下至各类数控机床、IT产业、冶金设备、铁道车辆、核电站、塑料机械、医疗器械等。
从全球范围看,我国滚动功能部件产业虽然是制造厂商最多的国家,但生产不集中、分
布不合理、总产量和产值不高,除少数重点骨干企业的部分产品达到或接近国外水平外,
多数企业只能生产中低档产品,且品种单一、含金量偏低,至今尚无一个在国际上有影响
力的知名品牌,尚无一家上市公司。
我国滚动功能部件产业与国外的主要差距是:专业生产水平不高;信息化管理滞后;产
业化进程缓慢;个性化服务跟不上。
从产品总体水平看,我们处于发达国家名牌产品之下,发展中国家之上的中偏上水平,中低档产品与国外同类产品差距较小或基本持平,但生产
效率却远远低于国外。
而高性能、高档次的产品(高速、高精度、特高精度、低噪音等)
与NSK、THK、Rexroth等知名企业有明显差距,成为制约国产高档数控机床发展的瓶颈。
国外发展趋势
国外滚动功能部件产业的总体水平和产品发展走势有以下特点:
生产规模大,信息化管理水平高,以大规模集约化制造的成本和速度,提供全方位满足用户个性化需要的众多系列产品。
滚珠丝杠、直线导轨的现状及技术动向
中国作为世界上最大的机床消费国,制造业已经发展成为一个支柱产业。
由于汽车工业的发展,对机床的速度和效率都提出了新的更高的要求。
据了解,目前中国机床的数控化率
发展很快。
日本机床的数控化率从开始的40%提高到目前90%的水平,大约花了15年的
时间,从中国现在发展的速度来看,如要达到目前日本的水平,估计不需要花费这么多的
时间,提高数控机床功能零部件的性能和质量已经成为中国机床工业发展的当务之急。
为实现其高性能,中国生产的机床在驱动上使用高精度滚珠丝杠的比率有了很大的提高。
目前机床采用的滚珠丝杠,有价格较低的国产的,也有精度较高的日本和欧洲等进口产品。
使用进口产品往往是在那些对加工速度、精度、寿命及稳定性方面有较高要求的机床。
随着机床速度的提高,导轨的使用也由滑动向滚动转化。
在中国,由于机床速度较低及制造成本上的原因,滑动导轨的使用还占大多数,但使用滚珠导轨和滚柱导轨的机床数量
在急速上升。
由于滚动导轨具有高速、长寿命、可加预压、安装方便等方面的优点,随着
对机床性能及数控化要求的提高,滚动导轨使用比率的提高是必然的趋势。
(1996年到2002年JIMT展会加工中心的移动速度左竖轴展出的台数,横轴机床移动速度)要提高
机床的生产效率,就要提高机床的速度。
从1996年到2002年在日本国际机床展上展出的加工中心的速度统计数据,Y轴是台数,X轴是快进速度。
在日本,机床的进给速度每年都在刷新,明显呈高速化趋势。
例如,速度为60m/min的机床,每年都在增加,这些机床都大量使用NSK的产品。
在中国,已
开始生产速度为60m/min的加工中心,由此,对高速滚珠丝杠和直线导轨的需求也会有
快速的增加。
NSK从1916年开始开发制造轴承,已经具有90年生产轴承和45年生产滚珠丝杠的历史。
最近几年,NSK还开发出了高速静音滚珠丝杠,高负荷滚子直线导轨,这将对中国发
展高性能机床提供有力的支持。
轴承制造技术是NSK的强项,以此滚动技术为基础,不断
开发生产滚珠丝杠、直线导轨、主轴单元以及几乎使用于机床各个部分的所有滚动部件。
在上个世纪80年代,在日本国内机床业数控化的进程中,NSK的精密轴承和精密滚珠丝
杠担当了一个非常重要的角色。
在CCMT2006上NSK将展出一些先进的产品。
在几年前,日本国内就开始生产速度超过100m/min的机床。
为满足其高速的需求,NSK开发了DN值达22万(DN=轴径x转数),静音、且带有新的润滑结构、新循环方
式的BSS系列高速滚珠丝杠。
机床的高速化,高加减速度的要求,使得滚珠丝杠的负载不断增加。
为了满足高速的要求,一般来讲可选用大的导程滚珠丝杠,但是,选用大导程的滚珠丝杠会引起负荷能力不足、刚性不足的问题。
NSK所开发的新BSS系列高速滚珠丝杠具有低噪音,低震动的特征。
由
于采用了新的循环方式,其DN值也就是轴径和转数的乘积可达到22万,比现有的产品
提高1倍。
而且,噪音可降低5到7个分贝。
另外,由于不带钢球循环管,与现有同类产
品相比较,螺母的外径可以减小15%~30%。
根据需要,还可加上高防尘密封盖及免维护
的自动润滑元件K1。
并有中导程和大导程许多规格,其产品得到了日本许多大型机床厂家
的好评。
RA系列
20多年来,NSK主要致力于开发直线球导轨。
在刚性方面,由于采用了FEN解析技术进行优化设计,使得其内部变形达到最小,对
于滑块来讲,其开口部的变形就小,从而确保了其达到最优化的刚性。
最近几年,中国的汽车行业发展势头迅猛。
到2010年,中国国内的汽车年产量预计可达1000万台之多。
汽车行业的发展又带动了其他行业的发展,其中注塑机的需求亦大幅度得到增长。
注塑机的需求,不但在汽车行业,在中国作为支柱产业的IT、半导体行业亦有大量的需求,并且对其产品提出了高精度、高性能、高效率的要求。
注塑机专用丝杠――HTF系列就是应这种需求发展起来的。
目前,在中国国内生产的注塑机基本上是液压式的。
最近几年,电动式注塑机在日本得到了急速的发展。
电动式注塑机与液压式注塑机在结构上的主要区别在于驱动方式,电动式注塑机不是以液压来驱动而是以伺服电机、滚珠丝杠来驱动的。
到目前为止,在日本国内,电动式注塑机已占到注塑机总量的75%。
根据本公司的调查资料,电动式对于液压式的比率在逐年增加,电动式注塑机最大已做到了1000t。
液压式注塑机向电动式注塑机转化,主要需要进行改造的部分是注塑部分和合模部分,其它还包括注塑嘴定位部、脱模部。
其中注塑和合模部分要求很高的负荷承受能力,特别是注塑部分的滚珠丝杠,需把粘度较高的塑性材料以高速射出,并加以保持,以20~150mm的行程,以100~250mm/sec的比较慢的速度,在高负荷的状态下,反复运动。
所以对于注塑部分的滚珠丝杠,要求能在小行程下运动并具有良好的承受高负荷的能力是滚珠丝杠在设计上必须注意的。
由于注塑机的电动化,就对滚珠丝杠的承载能力提出了要求,为满电动式注塑机的高负荷要求,NSK开发了处于世界领先水平的注塑机专用丝杠――HTF系列滚珠丝杠,目前在日本的电动式注塑机的市场占有率达80%。
HTF系列大负荷滚珠丝杠的外形。
机床业与其他行业一样,必须关注环保的问题,因此,在润滑油的使用、废油处理等方面有一定的限制。
为此,NSK开发了可长期免维护的自动润滑元件K1,可使用在轴承、滚珠丝杠和直线导轨上,并承诺可运行5年或1万km免维护。
NSK在世界各地设有4所技术研究中心(日本、美国、欧洲、中国),技术研究中心担负着产品开发研究所需的评价试验、寿命试验和产品品质的验证等的任务,具有世界一流的技术力量。
技术研究中心对产品开发的研究成果,对生产的指导和产品品质的管理起到了很大的作用,使得NSK的产品得到了客户的充分信赖。
NSK以持有世界第一的滚珠丝杠市场占有率而自豪,轴承的市场占有率在日本国内为第一,世界为第三,直线导轨的市场占有率为世界第三。
滚珠丝杠在速度、精度等的主要技术参数上,在行业中处于最高水平,走在世界机床及产业水平的前端。