床采用(yòng)矩形滑動導軌還是直線導軌-有(yǒu)人(rén)說這是新老學派之争,或者嚴格講這是用(yòng)戶喜好問題。不管怎樣，機床和(hé)支承件(jiàn)造業(yè)中多數人(rén)贊同用(yòng)途是決定性因素。
現在，涉足機床領域的(de)人(rén)都(dōu)了解矩形滑動與直線導軌之間的(de)區别。現實情況是，每當提到(dào)矩形滑動導軌，人(rén)們會(huì)聯想到(dào)大(dà)型機床－那種剛性良好，用(yòng)一把刀(dāo)緩慢(màn)地(dì)在大(dà)尺寸工(gōng)件(jiàn)上(shàng)作深切削的(de)機床；另一方面，直線導軌暗(àn)示的(de)是高(gāo)速、負載較輕的(de)機床。但(dàn)不論對那種導軌來說，考慮的(de)著(zhe)眼點是相(xiàng)同的(de)，那就是速度、剛性和(hé)負載。
美(měi)國GIDDINGS & LEWS公司用(yòng)過各種導軌系統-從傳統的(de)矩形滑動導軌和(hé)滾子鏈、到(dào)直線導軌與液體靜壓導軌。決定采 用(yòng)哪種系統往往是一大(dà)難題，對G & L公司的(de)專家們來說也(yě)是如(rú)此。
生産經理(lǐ)KEN CAMPSHURE說：“根據經驗，研究指定用(yòng)途，工(gōng)程師(shī)們會(huì)提出這樣一些問題,如(rú)機床将承受的(de)是何種負載,要求的(de)阻尼值是多少(shǎo), 以及要求的(de)移動速度是多少(shǎo)之類。”一台特定機床甚至可(kě)能(néng)需要多種導軌也(yě)許更有(yǒu)利，如(rú)果對速度更加關注，則可(kě)以考慮直線導軌。G & L認爲導軌系統無所謂對錯,{TodayHot}隻要它與用(yòng)途相(xiàng)适應就好。”
按該公司的(de)看法，如(rú)果機床發生沖撞，直線導軌可(kě)能(néng)更容易受到(dào)損壞。這時在導軌系統滾珠或滾子内能(néng)發生表面下的(de)破碎，最終使導軌無法使 用(yòng)。而滑動導軌有(yǒu)助于減少(shǎo)此類損壞，因爲它們接觸面積大(dà)。短形滑動導軌一旦損壞，其修複 難度也(yě)大(dà)。
與矩形滑動導軌爲達到(dào)精密匹配需磨削頂闆與底面要求相(xiàng)比，直線導軌裝配時需做的(de)表面準備工(gōng)作較少(shǎo)。
CAMPSHURE 認爲：“直線導軌不是一種萬能(néng)解決方案，但(dàn)對速度而言它是一個(gè)不錯的(de)方案，機床制(zhì)造者都(dōu)圍繞著(zhe)移動速度來推動，不過，較大(dà)型機床可(kě)能(néng)要求更堅固的(de)系統。”
另一方面，結實的(de)摩擦支承系統，象矩形滑動導軌,可(kě)能(néng)存在爬行(xíng)問題,這會(huì)影響園弧插補。爲 了加工(gōng)一個(gè)圓，機床的(de)坐标軸沿某一方向移動, 緩慢(màn)降速,再沿相(xiàng)反方向進給。在這種方向改變過程中有(yǒu)一速度零點。
THOMSON工(gōng)業(yè)公司的(de)SCOTT SCHULER認爲，短形滑動導軌系統會(huì)産生靜、動摩擦系數之間的(de)差别。在用(yòng)鋼球檢棒測試中這表現爲“突然停頓”，或加工(gōng)精度的(de)降低。SCHULER補充 說：“滾動接觸支承，對大(dà)多數零件(jiàn)都(dōu)能(néng)消除這種現象。”他(tā)提到(dào)每次滑動接觸支承矩形滑動導軌移動時，就會(huì)有(yǒu)靡磨損。随著(zhe)時間的(de)推移，機床性能(néng)發生變化，精度開(kāi)始降低。采用(yòng)滾動接觸支承（直線導軌），磨損明(míng)顯減小(xiǎo)。事實上(shàng)，滾動接觸支承制(zhì)造商能(néng)精确決定一個(gè)支承能(néng)特續多長時間不出現明(míng)顯磨損。
直線系統的(de)導軌，與矩形滑動導軌及其滑動件(jiàn)的(de)較大(dà)面積比較，相(xiàng)對較小(xiǎo)。MORI SEIKI公司的(de)JOHNMEDONALD解釋說，“最小(xiǎo)的(de)接觸面積，極大(dà)地(dì)降低了摩擦，從而使響應更迅速，快移速度更高(gāo)。”

速度

當然，速度是影響導軌選擇的(de)一個(gè)關鍵因素。這也(yě)就是一些制(zhì)造商之所以緻力于完善矩形滑動導軌和(hé)直線系統兩者速度的(de)原因。
例如(rú)，TOYODA公司的(de)50号錐孔的(de)矩形滑動導軌的(de)機床，包括FA630卧式加工(gōng)中心，速度象某些直線導軌機床一樣快，TOYODA公司現在使用(yòng)RULON，一種具有(yǒu)爬行(xíng)可(kě)能(néng)性最小(xiǎo)的(de)更緻密的(de)材料來代替TURCITE，作爲矩形滑動導軌的(de)配合面。
爲進一步降低表面阻力，TOYODA使用(yòng)一種粘度更高(gāo)的(de)導軌潤滑油，構成3 U M厚的(de)油膜，隻是以前用(yòng)的(de)油膜 厚度的(de)一半。這種由脈沖計(jì)量并有(yǒu)壓力存在的(de)潤滑油膜運行(xíng)到(dào)導軌全長，而且隻在快速送進運動時才供油。加速到(dào)最大(dà)的(de)移動速度幾乎是立刻完成的(de)，實際上(shàng)不存在爬行(xíng)，而且引起變形的(de)熱(rè)量會(huì)很快{HotTag}消散。
借助薄油膜和(hé)RULON的(de)組合，FA630的(de)快移速度達到(dào)30M/MIN;其矩形滑動導軌提供的(de)全長定位精度爲＋－0.003MM,在所有(yǒu)軸行(xíng)程上(shàng)的(de)重複定位精度均爲＋－0.002MM。
G & L公司采取了另一條途徑,它使用(yòng)了可(kě)現場(chǎng)更換的(de)在淬硬磨削的(de)鋼導軌上(shàng)運行(xíng)的(de)循環流滾子支承,獲得了比短形滑動導軌更好的(de)性能(néng)。這些導軌較寬且分(fēn)開(kāi)較遠，以便在X軸全部行(xíng)程上(shàng)支承滑座與立柱，同時提供比正常矩形滑動導軌更高(gāo)的(de)移動速度。一個(gè)例子是ORION卧式加工(gōng)中心，快速移動達到(dào) 25M/MIN。
但(dàn)即使做了諸如(rú)此類的(de)改進，矩形滑動導軌仍存在局限性。例如(rú)，G & L公司制(zhì)造了一台快速移動達到(dào)75M/MIN的(de)機床.公司技術(shù)副總載RAAB認爲因受相(xiàng)關熱(rè)源的(de)影響,采用(yòng)矩形滑動導軌是無法達到(dào)這種速度的(de)。
當然，直線導軌，如(rú)同矩形滑動導軌一樣，也(yě)能(néng)移動得比它們通常的(de)速度更快。例如(rú)，伊利諾州SCHAUMBURG的(de)THK美(měi)國公司，使用(yòng)滾珠保持器(qì)，就可(kě)勉強獲得高(gāo)于SHS LM導軌系統的(de)速度。THK的(de)JOHNWILSON報告說，根據負載，速度最高(gāo)可(kě)達約5M/S。他(tā)解釋說，在循環 式直線導軌的(de)滑架内，滾珠沿著(zhe)滾道移向滑道，然後到(dào)達曲線回珠區。這種内通道引導鋼珠到(dào)達另一曲線回珠區并返回到(dào)滾道。在THK系統内，（圖3），各個(gè)滾珠都(dōu)置于彈性材料的(de)滾珠保持器(qì)或分(fēn)離(lí)器(qì)内。保持器(qì)使滾珠保持均勻分(fēn)布狀态通過承載區，回珠區和(hé)曲線區。這種安排避免了滾珠相(xiàng)互間的(de)接觸，減小(xiǎo)了磨擦，并提供了潤滑油槽。所有(yǒu)這些都(dōu)有(yǒu)助于提高(gāo)系統的(de)速度。
按照(zhào)同樣的(de)方法，馬薩諸塞州B E D F O R D的(de)SCHNEEBERGER的(de)MONORAIL BM機床（圖4）配有(yǒu)整體式滑架體，并帶有(yǒu)直接向裏注塑成形的(de)塑性循環通道。這就減小(xiǎo)了零件(jiàn)的(de)數量和(hé)滾珠循環中的(de)變換次數,從而使滾珠移動平穩以達到(dào)高(gāo)精度和(hé)高(gāo)速度.此系統安裝在梯形的(de)導軌上(shàng),這種形狀在剛性方面優化了滑架橫截面。
ENSHU（遠州）美(měi)國公司的(de)PETER NAGEL評論說，“采用(yòng)滾珠支承直線導軌，加速與減速都(dōu)很快。多數機床都(dōu)有(yǒu)較高(gāo)的(de)快移速度，但(dàn)在短距離(lí)移動時，走過的(de)距離(lí)不足以達到(dào)預期速度。”具有(yǒu)低爬行(xíng)性能(néng)的(de)直線導軌能(néng)使機床在短距離(lí)内迅速提高(gāo)速度。“然而，不隻是導軌，其它機床要素，象工(gōng)作台質量，工(gōng)件(jiàn)重量，伺服裝置尺寸和(hé)響應能(néng)力，都(dōu)對機床速度有(yǒu)影響。

鋼性與負載
在直線導軌機床剛出現時，采用(yòng)現有(yǒu)的(de)負前角硬質合金(jīn)刀(dāo)具會(huì)産生強烈的(de)固有(yǒu)振動，它不能(néng)很好地(dì)與未成熟的(de)設計(jì)互爲補充。NAGEL認爲，這曾是一個(gè)不幸，但(dàn)新機床的(de)成本低于矩形滑動導軌機床，所以這也(yě)不全是不幸。
NAGEL補充解釋，”現在，改進了刀(dāo)具和(hé)精細導軌的(de)組合有(yǒu)助于生産出不僅花費較少(shǎo)，速度高(gāo)于前者，而且剛性更好。當今的(de)刀(dāo)具切削都(dōu)帶有(yǒu)剪切或剝離(lí)的(de)作用(yòng), 所以不會(huì)有(yǒu)強烈沖撞發生。再加直線導軌做得又(yòu)低又(yòu)寬，并且爲了穩定選擇了最佳布局。”
HAAS自動設備公司總裁GENG HAAS認爲，直線導軌在其鋼性方面曾受到(dào)不公正的(de)批評。他(tā)說：“今天機械加工(gōng)的(de)99％，切削功率不到(dào)29.4KW。如(rú)果一個(gè)車(chē)間要進行(xíng)這種類型切削，那矩形滑動導軌可(kě)能(néng)顯現出優勢，但(dàn)根據我公司在機床上(shàng)的(de)實踐經驗，對特别重型的(de)切削，直線導軌能(néng)做得跟矩形滑，動導軌一樣好。”
THK對與直線導軌塊有(yǒu)聯系的(de)剛性問題，提出了有(yǒu)意義的(de)解決辦法：在軌道上(shàng) 有(yǒu)一段圓弧,它以接近匹配的(de)半徑容納滾珠.代替一個(gè)滾珠在平直軌道表面上(shàng)單點接觸, 使多個(gè)滾珠表面與軌道接觸,形成直列接觸。該公司做法的(de)不同之處是使支撐面對面排列，所以不管加在這個(gè)導軌塊上(shàng)的(de)負載來自哪個(gè)方向，總是有(yǒu)2個(gè)接觸點。
在一個(gè)滑架内4排滾珠之中，在任何給定時間隻有(yǒu)兩排接觸軌道，保證有(yǒu)負載時另兩排不被卡住。承 載的(de)兩排有(yǒu)輕微變形，從而填充了更多的(de)滾道空間。這有(yǒu)助于阻尼振動。
THK的(de)Wilson說，增加剛性的(de)另一方法，是在系統内使用(yòng)更多的(de)滑架塊－代替 有(yǒu)4個(gè)導軌塊的(de)兩條軌道，系統可(kě)以用(yòng)6個(gè)導軌塊和(hé)兩條導軌運行(xíng)。但(dàn)，更常見的(de)增加剛性的(de)做法是調整滑架内滾珠直徑的(de)尺寸，即所謂的(de)預負載的(de)方法。
爲了預負載，支撐制(zhì)造商磨削滑架和(hé)軌道以在兩者之間建立一個(gè)特殊的(de)尺寸的(de)空間。裝入此空間内的(de)滾珠或滾柱的(de)尺寸将決定預負載的(de)量值。使用(yòng)大(dà)于此空間的(de)滾珠或滾柱将使滾動體受到(dào)“預擠壓”或“預負載”，使它們少(shǎo)些彈性，多些剛性以頂住切削時産生的(de)力。www.ucani.net