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HIWIN丝杠导轨 精准与智能的突破

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发表于 2011-8-8 21:36:28 | 显示全部楼层 |阅读模式

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HIWIN是世界知名的直线传动产品研发及制造大厂,其中尤其以直线导轨、滚珠丝杠产品为重中之重。
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  现今直线导轨、滚珠丝杠应用的最主要行业简单的划分为三大类:产业机械、电子及半导体设备和机床行业。 机床行业为丝杠最早亦是最广泛应用的行业,所以,对于滚珠丝杠和直线导轨的发展,更要适应机床行业发展的要求,这也是每一个业者追求的目标。每一个有实力的直线传动制造厂商都在发挥自己的聪明才智,来适应机床行业发展对丝杠和滑轨提出的要求。
) |$ N$ g2 i6 U2 g  
8 S: J+ L" k1 X9 c2 [4 [  以下就HIWIN如何应对机床向高速、高精、智能、复合、环保方向发展作简单介绍。' [% r' H6 }) s' i3 U
  % U; T' K8 @  K; r9 c) t! z% a
  1.高速化
" S4 e0 D; e7 T- t  
+ Z4 }7 h# J4 f; D2 j' n, V& C" @  高速化以提高效率,效率为企业的生命,由于机床对速度要求越来越高,为协助客户升级并提供创新增值服务,HIWIN专门开发出了Super-S系列高速化滚珠丝杠。HIWIN通过改良回流系统、钢珠循环路径的方式来提高可承受快速运转的能力(如图1):. j7 G4 N' |+ e4 P% b2 m8 o; b
  % \( r& x5 E) B' \3 k
  HIWIN Super-S丝杠采用全新循环系统设计,通过一系列实验证明:dn值可过200 000,如果以φ40mm、导程40mm的规格来说,转速高达5000r/min,直线速度可达200m/min,直线加速度可达2g。
) P1 X! T* B: a+ d  L/ @- d( v+ b 20074516550.jpg
3 f' t# C  q" C- h3 R; b3 ^0 b图   11 S+ |1 m0 D- M" m
  2.高精度
5 R( p& k  h; L( v& u  
# @# {7 n0 C# \% Y! X  {  HIWIN能够量产轧制丝杠、JISC6级。
" R2 v0 Q+ g. a* P& x. p& E  2 y$ w6 a- a" W9 j( v2 ?
  HIWIN研磨级滚珠丝杠可制作JISCO级(JISCO级为滚珠丝杠最高精度级别,某滚珠丝杠大国该精度产品限制对中国出口)。/ B# X, E, M3 O1 x  z5 o) ]1 K
  6 ~1 c' F7 K& C
  直线导轨业界大多按行走平行度分为C、H、P、SP、UP级,HIWIN对最高级别UP级亦能量产。4 a. ~1 I4 F% \( M) ?+ i/ t
  9 V! `5 S" @2 I: y; L  b
  以上所列高精度方面,HIWIN完全能够满足广大机床客户对高精度方面的要求,另外,HIWIN的线性电动机(LINEAR MOTOR)更能实现1μm以内的重复定位精度。" p; s) U% e9 s& X: }% O
  $ ?4 d9 Q. c" o& q
  3.智能化及复合化方面
) ?0 ?4 j. C$ w: n  " G$ T: `+ ~3 o! L! q" H- Q
  HIWIN多年致力于直线传动元件、部件及次系统的研发 (详见图2)。
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! G$ K9 B* r+ j* J9 S, B# l图   2
( ?5 |, f$ _; \% |: `  l  HIWIIN产品给广大机床用户以多层次、多方面的选择及应对机床智能化和复合化方面的需求。
2 R$ Q7 z% o2 a! _  , G/ G8 L3 X9 g) Y
  4.环保化
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  HIWIN的自润式滑轨具有节约油脂,降低污染效能(见图3)。5 T' H7 a+ B# R- p9 p- @
20074516846.jpg
9 i0 m; `7 f& I( q, F. r图   3
- m' e3 d& k9 z) j  HIWIN的Super-S系列丝杠,降噪声方面效果突出(见图4)
, j' P3 W9 i3 H  s 200745161640.jpg - c1 w7 l+ O* D% h% i8 {, S/ l
图   4
# t( Y3 h/ d3 h+ ^! m( E/ Y  R2 K  测试条件:% q/ @- L- T0 @; D- \9 u% k
  - ~8 m" f; |: d! K0 f# Z6 L
  规格:外径40mm,导程:40mm9 n9 \, o- Q4 A' }2 U9 `
  
/ m' ^$ Q; J; l2 j2 C  转速:3000r/min(dn值120 000)
% a6 u" `3 H0 I+ a$ u9 Q  
: s$ ~( |4 J$ X4 u4 V- _( u" A* C  加速度 1g) k) o5 ^4 y$ a. g2 X$ j; S, q
  
- ^2 C# d  K* _' s& R7 c0 \$ v  测试图示:测试结果见图5。
% n6 A% e# k1 Q: i2 p8 _5 G8 s& J 200745161746.jpg . X% g+ R7 `7 Z* }, n3 g1 @9 O# ]
图   52 p! }& r0 O; Y+ d9 C8 A& m+ L/ w# a
  Super-S系列丝杠噪声比普通滚珠丝杠降低5~7dB。
9 X# J$ l. t* D7 P5 c  ' \4 [. S, w5 Z  \2 e! n1 ?9 F& _$ {
  下面以汽车制造行业中广泛应用的加工中心方面谈一下HIWIN滚珠丝杠高速化应用的解决方案:
# S' h$ `* M. ^! e  
' P5 v, z0 |4 a: _  某加工中心制造大厂,生产的加工中心供应给汽车行业:主要应用在铝合金材料的加工。由于以前加工中心更多应用于磨具制造等钢材加工,对速度要求不高,选型时,按照普通形式选用HIWIN:R40-12B2-FDW-XXX-0.008(直径40mm,导程12mm,螺母为普通插管式外循环结构,精度C3级)加工中心组装完成后短时间试机各方面没有问题后,第一批样机交到客户那里。客户加工铝合金产品 ,一周左右丝杠出现问题。0 |9 Z( p+ P' h7 V; d
  
' W3 F" {1 Y6 T0 C7 ~  罗升企业技术人员陪同该加工中心厂服务人员第一时间到达现场,分析发现,丝杠回流系统冲击破损。经了解客户使用状况,该加工中心丝杠最高转速3750r/min,导程12mm,计算出实现最大直线进给速度为45m/min。该滚珠丝杠dn值达到了150 000,如此高的dn值普通滚珠丝杠的回流系统损坏实属正常。  @) k' M' s( x3 Z" L, a
  
3 E8 T) |' }5 H( X! g  经过综合考量,我们建议该加工中心厂把所有产品更换为HIWIN Super-S系列高速化滚珠丝杠,型号为:R40-12K5-FDC-XXX-0.008。在外径、导程、回流转速及精度等各方面条件都一致的情况下,按照计算该Super-S丝杠能够实现直线进给速度60m/min,完全适应了该客户的高速化要求。
; ], Z; v! ?! s# T8 c1 J; @  
; B1 ~0 c8 G" H7 K# ]  HIWIN除了努力对现有行业的应用改进及提升之外,还适应新材料科学的不断发展,发展新的丝杠、滑轨技术。例如,已经能量产RG系列高刚性滚柱式直线滑轨。也在研发滚柱式滚珠丝杠、陶瓷钢珠滚珠丝杠等,为机床行业的多元化发展提供关键零部件方面的技术储备。3 r& Y+ p4 B6 F; M0 K
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