近年來，隨著數控機床和精密加工的發展，對機床導向系統的要求越來越高，它是決定機床加工精度、工作效率和使用壽命的重要因素。許多設備都選用國內外專業工藝裝備廠生產的機床功能部件——直線滾動導軌作為導向支承。由于直線滾動導軌使用淬硬的導軌和預緊(無間隙)的滾珠或滾柱滑塊作為接觸副，所以具有摩擦系數小、承載能力大、剛性好、使用壽命長的特點，可達到很高的進給速度和定位精度。 但滾動導軌與傳統的平面滑動導軌相比較，因其滾動接觸面是點或線，減振性能相對要差一些。有的導軌制造商曾采用對滾動導向系統增加預載荷的方法來改善減振性能，然而實際試驗表明這種方法效果不明顯。 增加預載荷只是改變了共振頻率，而對減振沒有多大改善。相反，由于增加滾動導向系統的預載荷，加大了滾動元件的變形，從而增大導向機構位移阻力，使接觸面磨損加快，勢必影響導向元件的工作壽命。有效的減振方法可通過附加減振元件的方法來實現。我們這次在產學研合作項目——“SHZ1044雙主軸立式車削中心”研制過程中，采取了兩種形式的滾動導軌減振措施，取得良好效果。 1 直線滾動導軌加裝阻尼滑座 “SHZ1044雙主軸立式車削中心”的一個車頭采用內裝主軸電動機，倒置布局。倒置車頭工作時，車頭主軸高速旋轉并在水平方向(X)和垂直方向(Z)上運動，容易產生振動。為此，我們選用了帶有阻尼滑座的滾柱導向機構(圖1)作為X向導軌。 阻尼滑座包括一個鋼結構主體，其內表面用專門的噴涂工藝噴涂了一種滑動支承材料，制造時與相配合的導軌配磨加工，使這層滑動支承材料與所對應的導軌表面均形成0.03mm 的間隙，見圖1b。阻尼滑座與導軌表面不直接接觸，中間留有一定的間隙，間隙中充滿潤滑油，這層油膜能起到一個擠壓油膜減振器作用，可達到良好的減振效果。由于這層0.03mm 的油膜很薄，可以產生毛細作用，所以耗油很少，工作時，只需象滾動滑塊一樣定時在滑座的注油孔中滴入潤滑油即可。這種減振型滾動導向系統既保持了原有直線滾動導軌運行輕捷快速的特點，又具有滑動導軌減振性能好的優點。 擠壓膜減振原理如圖2所示，其減振因數d為 很明顯寬度b是減振的主要因數，在設計時要考慮此因數；另外增加長度l理論上也可得到好的減振效果，然后實際上隨著長度增加會遇到一個減振的“飽和點”，超過此點，減振性能將不再增加。 阻尼滑座可與相應的滾動滑塊配套定制，安裝也十分方便，安裝時將滑座調整至兩側間隙相同，然后擰緊螺栓即可。 目前這種阻尼滑座僅配套于直線滾柱導向系統，而在滾珠滑塊的導向系統上未見到應用，原因是滾珠接觸的導軌面是曲面，對應滑塊偶件之間的這層0.03mm的間隙難以加工，擠壓油膜容易流失。 2 滾動靴附加減振塊 對于由矩形鋼導軌與滾柱滾動靴組成的直線滾動導軌副，可在其工作平面上附加減振塊。這類減振塊也稱為減振滑靴或阻尼靴，由專業軸承廠或機床功能部件廠出品，在一些進口機床上使用不少，安裝后取得很好的減振性能。其應用舉例見圖3。 減振塊設在導向機構之中，并覆蓋盡可能大的面積，其表面與鋼導軌之間同樣留有間隙，以形成擠壓油膜。這種減振塊其實是一種不直接接觸的平面滑動導軌，可以自行設計制造。我們在“SHZ1044雙主軸立式車削中心”的倒置車頭縱向導軌(Z)上設計了此減振塊。減振塊可采用鋼或鑄鐵作基體，加工后在其配合表面貼上導軌軟帶(我們采用了TURCITE軟帶材料)，然后與所對應的導軌配作(磨削或刮削)，使兩表面間形成0.03mm間隙，并鉆出油孔，Z后安裝在兩個滾柱滑動靴之間，即組成具有減振功能的滾動導向機構，如圖3所示。 使用阻尼滑座或阻尼滑靴的另一個效果是改善了撞擊安全性能，抑制了撞擊產生的塑性變形，減少機構損壞。 3 減振導向機構的應用 上述兩種導軌減振方法在“SHZ1044雙主軸立式車削中心”上應用，證明效果良好。水平方向(X)導軌選配的是德國INA軸承公司生產的RUDS阻尼滑座；倒置車頭垂直方向(Z)導軌則采用自行設計制造的貼塑阻尼滑靴。自制阻尼滑靴的成本低于進口阻尼滑靴費用，而且阻尼滑靴的長度可根據導向機構尺寸任意設定，經濟可行。 帶有阻尼滑座或阻尼滑靴的減振滾動導向系統目前在我國機床上很少應用，一個重要原因是國內沒有專業廠與之配套。我們希望通過本文介紹，國內能有此類滾動減振元件的制造生產，并在國產設備上推廣使用，為我國機床制造業躋身世界先進行列作出貢獻。(上海理工大學 徐增豪 胡克廷 上海重型機床廠 沈利 王善徒)