日本精工株式會(huì )社（以下簡(jiǎn)稱(chēng)NSK）通過(guò)運用獨有的解析技術(shù)，精確分析滾珠絲杠內部鋼球與溝槽的接觸狀態(tài)，對內部結構進(jìn)行最優(yōu)化設計，成功開(kāi)發(fā)了低摩擦滾珠絲杠“MT-Frix?”*¹"。新產(chǎn)品與以往產(chǎn)品尺寸相同，在同等剛性*²條件下可降低動(dòng)摩擦力矩*³。由此大幅減少發(fā)熱，在保持機床高定位精度的同時(shí)節能減排，相比以往可將因動(dòng)摩擦力矩產(chǎn)生的CO?排放量最大降低50%。

該產(chǎn)品將于2025年4月21日～4月26日在北京 “第十九屆中國國際機床展覽會(huì )（CIMT2025）”上展出。產(chǎn)品計劃于2025年4月開(kāi)始接受訂單，預計到2027年，可實(shí)現5億日元的年銷(xiāo)售額。

1) 通過(guò)運用NSK獨有的解析技術(shù)，對鋼球與溝槽的接觸狀態(tài)分析，開(kāi)發(fā)最優(yōu)內部結構

2) 采用最優(yōu)內部結構，在保持與以往產(chǎn)品相同尺寸、同等剛性（抗形變能力）情況下，降低動(dòng)摩擦力矩并大幅減少發(fā)熱

3) 與以往產(chǎn)品相比，在維持高定位精度的同時(shí)，因動(dòng)摩擦力矩產(chǎn)生的CO?排放量最大可降低50%

開(kāi)發(fā)背景

滾珠絲杠安裝在機床的直線(xiàn)驅動(dòng)部位，負責加工工具和工件的定位。近年來(lái)，在機械加工高精度化和脫碳發(fā)展的背景下，對滾珠絲杠高定位精度和節能化的需求日益增長(cháng)。

滾珠絲杠在驅動(dòng)時(shí)因動(dòng)摩擦力矩而發(fā)熱，絲杠軸熱膨脹會(huì )造成定位精度降低。為了防止這一情況，有的機床會(huì )采用強制冷卻（通過(guò)附屬裝置冷卻）的設計。不過(guò)，加裝冷卻裝置又會(huì )帶來(lái)能源的額外消耗。因此，要同時(shí)實(shí)現高精度和節能，就必須降低動(dòng)摩擦力矩。

但是，在以往的技術(shù)中，剛性會(huì )隨動(dòng)摩擦力矩的降低而減弱，螺母更易發(fā)生形變，導致加工精度降低。因此，需要在維持剛性的同時(shí)，探尋降低動(dòng)摩擦力矩的技術(shù)。

本次開(kāi)發(fā)品的技術(shù)

運用NSK獨有的解析技術(shù)，分析鋼球和溝槽的接觸狀態(tài)，開(kāi)發(fā)出最優(yōu)的內部結構

??滾珠絲杠的尺寸不變，維持剛性的同時(shí)降低動(dòng)摩擦力矩

開(kāi)發(fā)品的優(yōu)點(diǎn)

保持與以往產(chǎn)品尺寸相同，降低了動(dòng)摩擦力矩和發(fā)熱。

1) 降低動(dòng)摩擦力矩：剛性與以往產(chǎn)品保持同等，動(dòng)摩擦力矩最大降低50%??

2) 降低發(fā)熱：通過(guò)降低動(dòng)摩擦力矩，滾珠絲杠驅動(dòng)時(shí)的發(fā)熱量（溫升值）與以往產(chǎn)品相比最大降低40%??

對機床的影響

1) 保持高定位精度：與以往產(chǎn)品相比，通過(guò)減少發(fā)熱，軸的伸長(cháng)量最大降低40%，從而減少定位精度下降。

2) 節能：相對于以往產(chǎn)品，動(dòng)摩擦力矩產(chǎn)生的CO?排放量最大減少50%?。

估算條件：

1)滾珠絲杠規格：軸徑φ40mm、導程10mm、全長(cháng)1400mm

2)使用時(shí)長(cháng)：5年

3)平均轉速：400min-1

4)電力CO₂排放系數：0.4641kg-CO2/kWh（使用時(shí)適用）

*1 “MT-Frix?”：詞源是MT（Machine Tools（機床）的首字母）+Frix（源于Friction）。意思是“適用機床行業(yè)具有最佳摩擦特性的滾珠絲杠”。

*2 剛性：指抵抗外部載荷引起形變的能力。

*3 動(dòng)摩擦力矩：滾珠絲杠旋轉時(shí)由摩擦產(chǎn)生的力矩。

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