高速精密滾珠絲杠技術(shù)研究的背景和意義
高端數(shù)控機(jī)床是國(guó)家綜合競(jìng)爭(zhēng)力的重要標(biāo)志和體現(xiàn)，是國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的重要戰(zhàn)略材料。加快高端數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，就像發(fā)展兩彈一星和載人航天對(duì)國(guó)家的戰(zhàn)略作用一樣，是保障國(guó)防建設(shè)和前沿產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，是進(jìn)入制造業(yè)強(qiáng)國(guó)、提高國(guó)際地位的關(guān)鍵，具有全球和戰(zhàn)略意義。隨著數(shù)控機(jī)床在高新技術(shù)和國(guó)防軍工領(lǐng)域（如航空航天、船舶）、軌道交通、核工業(yè)、重大基礎(chǔ)設(shè)備制造和國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)如騎車制造業(yè)、 IT 制造業(yè)和模具制造業(yè)的應(yīng)用日益擴(kuò)大，相應(yīng)的國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床正在向大型、精密、高速、復(fù)合方向快速發(fā)展，一批高精度、大型國(guó)產(chǎn)專用設(shè)備，如數(shù)控龍門銑削、數(shù)控落地平臺(tái)、大型五面體加工中心等，迫切需要高性能、大規(guī)模生產(chǎn)的功能部件作為支撐。
Emo Hannover 2007 年國(guó)際機(jī)床展表明，數(shù)控機(jī)床在國(guó)際市場(chǎng)的快速發(fā)展帶來了滾動(dòng)功能部件制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，新的應(yīng)用領(lǐng)域也對(duì)傳統(tǒng)滾動(dòng)功能部件提出了新的技術(shù)挑戰(zhàn)。
自 20 世紀(jì) 80 年代以來，國(guó)際市場(chǎng)上的滾動(dòng)功能部件一直在日本 THK、NSK、IKO、德國(guó)的 STAR、INA。90年代年后，臺(tái)灣重要的制造商 HIWIN、ABBA、AMT、PMI 公司和韓國(guó) SBC 工廠也在全球市場(chǎng)嶄露頭角。這些公司在滾動(dòng)功能部件的研發(fā)方面處于領(lǐng)先地位。
日本 NSK THK 和德國(guó) Rexroth 公司先后開發(fā)的第一代精密高速滾珠絲杠副產(chǎn)品，其整體水平如下：dn 值 13~15 萬、速度 70~100m/Min，加速度 1~1.5g，精度在 3 級(jí)以上：最近世界又出現(xiàn)了 dn 值 20 萬、速度 200m/Min、加速度 1.5~2.5g 第二代超高速靜音滾珠絲杠副產(chǎn)品。
目前，南京工藝設(shè)備制造有限公司、漢江機(jī)床有限公司、濟(jì)寧博特精密機(jī)械有限公司、廣東高科技凱特有限公司是國(guó)內(nèi)滾珠絲杠副制造商。從產(chǎn)品整體水平來看，在發(fā)達(dá)國(guó)家名牌產(chǎn)品下，在發(fā)展中國(guó)家以上，部分產(chǎn)品達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平。高性能、高檔產(chǎn)品 NSK、THK 知名企業(yè)存在差距，成為制約國(guó)內(nèi)高檔數(shù)控機(jī)床發(fā)展的瓶頸。
2006 年 6 月，國(guó)家正式發(fā)布了《國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020 年）》與政策背景相對(duì)應(yīng)的是中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，國(guó)際資本、國(guó)際制造業(yè)和造船業(yè)正在向中國(guó)轉(zhuǎn)移，中國(guó)即將成為全球制造業(yè)的新集群基地；數(shù)控機(jī)床在高科技和國(guó)防軍事領(lǐng)域（如航空航天、船舶）、軌道交通、核工業(yè)、重大基礎(chǔ)設(shè)備制造等領(lǐng)域的應(yīng)用日益擴(kuò)大，數(shù)控機(jī)床正朝著大型、高精度、高速、復(fù)合方向發(fā)展，迫切需要高速精密滾珠絲杠配套。
滾珠絲杠副作為數(shù)控機(jī)床驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行單元，對(duì)保證和提高整個(gè)數(shù)控機(jī)床的加工精度、工作效率和綜合性能起著至關(guān)重要的作用。為此，中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)副會(huì)長(zhǎng)楊學(xué)彤指出，功能部件的地位越來越重要。一是數(shù)控機(jī)床的發(fā)展越來越基于功能部件的發(fā)展；二是現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的功能、水平和性能特點(diǎn)得到了保證。
由于滾動(dòng)功能部件產(chǎn)品是數(shù)控機(jī)床伺服進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的重要執(zhí)行單元，不僅具有微米精度指標(biāo)，而且具有優(yōu)異的動(dòng)態(tài)性能。因此在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、材料選用、截形精度控制、硬度層、金相組織控制產(chǎn)品檢測(cè)技術(shù)上集成了精密零部件制造的許多關(guān)鍵技術(shù)。
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