提高模具加工效率的重要角色——滚珠丝杠及直线导轨

 天津罗升企业有限公司　（天津　300060）张建中

　　摘　要：介绍了提高模具加工效率的几种方式，分析了滚珠丝杠及直线导轨在模具加工设备上的重要作用，并介绍了HIWIN滚珠丝杠及直线导轨的种类和性能特点。

　　关键词：滚珠丝杠；直线导轨；HIWIN；模具加工

　　近年来，我国正成为世界制造业的重要基地。作为国民经济的基础工业之一的模具工业将直面竞争的线，模具的制造技术也将在其发展中占有越来越重要的地位。我国模具工业在改革开放之后，开始逐步采用CAD/CAE/CAM技术，目前模具加工设备采用高新数控系统已成为一种趋势。为了保证加工质量、提高加工效率、改进制造流程，现在的模具制造设备多为多坐标数控加工设备、高速铣削加工设备、数控线切割设备、数控电火花设备等。

　　为了提高加工速度和生产效率，模具加工业从工序组合和单个工序入手进行调整改进，改进工序组合使工序流程既合理又缩短整个加工节拍，提高进给和加工速度来提高单个工序的加工效率，现在常见的提高模具加工效率的方式主要有如下几种：

　　（1）高速加工。

　　近年来发展起来的“高速加工”对模具制造业产生了重要的影响。“高速加工”是由非常小的切削量和较大的进给率来实现的，通常高主轴转速能使刀具获得足够的切屑抗力。通常，经过高速粗加工后的工件表面精度已经很接近于要求的水平，因而可废除半精加工工序。

　　在精加工的过程中，通过增大进给率可避免由于切削量的减小而造成的节拍延长，而且高速加工使工件获得了光滑的表面，从而使后续的抛光或磨削工序的废除或减少，也有利于保护已加工表面。

　　（2）超硬铣削。

　　用充分硬化的材料加工模具的型腔是模具加工业发展的另一个重要趋势。这对锻模尤其有价值，因为与其它模具相比，锻模往往需要更高的硬度。粗加工和精加工是在一台机床上连续完成的J在粗加工过程中，高主轴转速及小的刀具半径所进行的轻度切削形成了足够的转矩，可以用来加工硬度高达64HRC的金属材料；在精加工过程中，较小的步进距保证工件能够获得极佳的表面光洁度。

　　（3）电火花加工（EDM）。

　　电火花加工以其加工模具型腔的卓越能力而著称。只要是模具生产厂家至少都有一台电火花加工设备。在过去的几年中，电火花加工技术发展迅速，其在模具加工业中的作用和地位更加突出。

　　与前几年相比，无论是冲压放电加工还是有线放电加工，其加工速度和效率的提高均非常显著。为实现无人照管连续操作，放电加工系统具有工件自动化换位和电极转变功能的机器人操作系统。使得钳工和抛光工艺时间大大缩短甚至废除，使得多型腔模具加工效率得到大幅提高。

　　提高模具加工精度和效率，机床的传动系统起着非常关键的作用，而高科技的传动部件——滚珠丝杠和滑动导轨，则扮演至关重要的角色，在高精度、高进给、高负荷的加工系统中，没有精良的丝杠和导轨就无法完成高效加工的使命。

　　Z近几年，模具加工设备中配置滚珠丝杠和直线导轨已成为主流。滚珠丝杠包括螺杆、螺帽、循环系统及钢珠，在模具机床和精密机械上Z常使用，其主要功能是将旋转运动转换为线性运动，或将扭矩转换为往返作用力，具有高精度、高速度、可逆性等特点；直线导轨是一种滚动导引，由钢珠在滑块与滑轨之间作无限滚动循环，负载平台能沿着滑轨轻易地以高精度做线性运动，与传统的滑动导轨相比较，因滚动导轨的摩擦系数可降至原来的1/50，由于起动的摩擦力大大减少，相对的无效运动较少，故能轻易的做到μm级进给和定位，在加上滑块与滑轨间的束制单元设计，使得线性导轨可同时承受上下左右等各方向的负荷，这些特点，传统导轨都无法与之相比，再配合滚珠丝杠，则发挥的效力更是无比寻常。

　　目前国内市场销售的滚珠丝杠和直线导轨有许多品牌，其中天津罗升企业有限公司总经销的世界知名品牌HIWIN滚珠丝杠和直线导轨，其品质和性价比均卓越超群，引人注目。

　　HIWIN的制造厂商——上银科技股份有限公司成立于1975年，Z初是在德国建立了滚珠丝杠设计制造工厂，供应欧洲市场，因其高品质而销路很好，从此上银开始向世界市场进军。在1981年，上银在台湾建厂，开始开发亚洲市场，从一个工厂现扩展到3个工厂来满足亚洲不断增长的市场需要。上银公司为了开发更优良的产品，在1989年成立股份有限公司，通过吸引资金来建设Z新Z先进的滚珠丝杠和导轨生产线，其设计开发、制造物流均达到了世界领先水平，通过遍布全球的销售网络，提供给全世界的制造业Z优良的产品。

　　在国内采用HIWIN产品的模具设备制造厂商有很多家，其中被称为模具制造业领头军的北京阿奇夏米尔工业电子有限公司，是一家中瑞（士）合资专业生产精密数控电火花机床的高新技术企业；另一家在雕刻机行业表现出众的北京精雕科技有限公司，是研制和生产精雕CNC雕刻系统的专业厂家。随着我国模具制造业的蓬勃发展，滚珠丝杠和直线导轨将越来越多地应用于精密模具加工设备中，其发展前景将无限光明。

　　表1和表2列出了上银产品种类和主要性能，供读者参考。

来源：《模具制造》2005年第3期