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No.000044 滑动位置分度机构
1094
1094
使用了球头柱塞的滑动位置分度机构
选型依据
需要切实的滑动精度，因此选择直线导轨
可选规格
■微型直线导轨（标准滑块、微预压型精密级·双滑块）
| 材质 | 硬度 |
|---|---|
| 不锈钢（相当于SUS440C） | 56HRC- |
| 碳素钢（SCM等合金钢） | 58HRC- |
| 总高 | 滑轨长度 |
|---|---|
| 6 | 70-100 |
| 8 | 70-130 |
| 10 | 75-275 |
| 13 | 95-470 |
| 16 | 110-670 |
| 20 | 160-700 |
选型步骤
■微型直线导轨的选型步骤
- 确定使用条件
- （移动物体的重量、进给速度、运行模式、寿命时间）
↓
- 预选直线导轨的规格
- (根据使用条件，预选出滑块类型、
总高度、滑轨长度。)
↓
- 确认基本安全性
-
- ●容许负载
- ●寿命
- ●预压负载
精度信息
■预压与精度基准（标准滑块、微预压、精密级）
(μm）
| 径向间隙 | -3～0 |
|---|---|
| H的尺寸容差 | ±20 |
| H的配合误差 | 15 |
| W2的尺寸容差 | ±25 |
| W2的配合误差 | 20 |
(μm）
| 滑轨长度（mm） | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| -80 | 81-200 | 201-250 | 251-400 | 401-500 | 501-630 | 631-700 | |
| 移动平行度 | 3 | 7 | 9 | 11 | 12 | 13.5 | 14 |
速度或负载信息
■直线导轨的额定负载（标准滑块、微预压、精密级）
| 总高 | 基本额定负载 | 静态容许力矩 | |||
|---|---|---|---|---|---|
| C（动）kN | Co（静）kN | MA N・m | MB N・m | Mc N・m | |
| 6 | 0.3 | 0.6 | 0.8 | 0.8 | 1.5 |
| 8 | 0.9 | 1.5 | 4.1 | 4.1 | 5.2 |
| 10 | 1.5 | 2.5 | 5.1 | 5.1 | 10.2 |
| 13 | 2.2 | 3.3 | 8.8 | 9.5 | 16.1 |
| 16 | 3.6 | 5.4 | 21.6 | 23.4 | 39.6 |
| 20 | 5.2 | 8.5 | 48.4 | 48.4 | 86.4 |
技术计算
■直线导轨的寿命计算
- ●寿命
- 直线导轨在承受负载并进行直线往复运动时，由于重复应力经常作用于滚动体(钢珠)或滚动面(滑轨)上，因此会出现被称为材料疲劳性剥落的鳞状损伤。发生这一最初剥落之前的总移动距离被称作直线导轨的寿命。
- ●额定寿命
- 额定寿命是指在相同条件下，分别使一群相同的直线导轨移动时，其中90%不发生剥落而达到的总行走距离。额定寿命可根据基本动态额定负载与施加在直线导轨上的负载按下列公式求出。
-
- 实际使用直线导轨时，首先应进行负载计算。要通过计算求出直线往复运动中的负载并不容易，因为运动过程中存在振动或冲击，并且还要充分考虑振动或冲击相对于直线导轨的分布状况。另外，使用温度等也会对寿命产生很大影响。将这些条件加在一起，上述计算公式变成下式。
-
- L： 额定寿命（km）
- fH： 硬度系数（参阅图-1）
- fT： 温度系数（参阅图-2）
- fC： 接触系数（参阅表-1）
- fW： 负载系数（参阅表-2）
- C： 基本动态额定负载（N）
- P： 作用负载（N）
- ●硬度系数（fH）
-
使用直线导轨时，即使是滚珠接触的轴也必须具有充分的硬度。如果达不到适当的硬度，容许负载将减小，从而缩短使用寿命。
请用硬度系数补偿额定寿命。
- ●温度系数（fT）
-
如果直线导轨的温度超过100℃，直线导轨与轴的硬度就会下降，容许负载会减小到低于常温使用时的负载，寿命也随之缩短。请用温度系数补偿额定寿命。
*请在各产品页的耐热温度范围内使用直线导轨。
- ●接触系数（fC）
-
表-1.接触系数
1根轴上组装的轴承数量接触系数fc
1 1.00 2 0.81 3 0.72 4 0.66 5 0.61 实际使用直线导轨时，通常在1根轴上使用2个以上的直线导轨。在这种情况下，施加在各直线导轨上的负载因加工精度而异，不会成为均衡负载。其结果，每个直线导轨的容许负载会因每个轴上的直线导轨数量而异。请用表-1的接触系数补偿额定寿命。
- ●负载系数（fW）
-
表-2.负载系数
使 用 条 件 fw 没有外部冲击与振动，
速度也较慢时 15m/min以下1.0-1.5 没有特别明显的冲击与振动，
速度为中速时 60m/min以下1.5-20 有外部冲击与振动，
速度为高速时 60m/min以上2.0-3.5 计算作用于直线导轨的负载时，除了物体的重量之外，还必须正确地求出运动速度所产生的惯性力或力矩负载以及它们与时间的变化关系等。但在往复运动中，除了经常重复起动与停止之外，还要考虑到振动、冲击等因素，很难进行正确的计算。因此，可使用表-2所示的负载系数以简化寿命计算。
- ●作用负载P的计算方法
- 在滑块单体上施加力矩负载时，根据以下计算公式将力矩负载换算为作用负载。
-
- P：作用负载（N）
- F：向下负载（N）
- Co：静态额定负载（N）
- MA：静态容许力矩上下摆动方向（N.m）
- MC：静态容许力矩滚动方向（N.m）
- Lp：上下摆动方向的负载点距离（m）
- Lr：滚动方向的负载点距离（m）
选型依据
常用作滑台位置的分度和固定方法
注意事项
固定力、耐久性
可选规格
■球头柱塞（滚轮型）
| 滚珠材质 | 主体 | 滚珠 | 副球 | 弹簧 | 可使用温度 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 材质 | 材质 | 硬度 | 材质 | 硬度 | 材质 | ||
| 金属 | SUSXM7 | SUS440C | 55HRC- | SUS440C | 55HRC- | SUS631J1 | −30〜100℃ |
| 树脂 | 聚缩醛 | − | −30〜80℃ | ||||
■规格选择与各部分的尺寸
| 螺纹直径（粗牙） | 滚珠 | 主体长度 | |
|---|---|---|---|
| 直径 | 行程 | ||
| M6 | φ3 | 0.8 | 13 |
| M8 | φ4 | 1.3 | 15 |
| M10 | φ5 | 1.6 | 16 |
| M12 | φ7.1 | 2.3 | 20 |
| M16 | φ9.5 | 3.1 | 25 |
构造信息
■球头柱塞（滚轮型）构造说明
采用主球下方带副球的结构设计，确保主球旋转顺畅。
速度或负载信息
■球头柱塞（滚轮型）的弹簧负载（N）
| 螺纹直径（粗牙） | 负载（N） | |
|---|---|---|
| min. | max. | |
| M6 | 8.1 | 29.6 |
| M8 | 12.6 | 39.8 |
| M10 | 13.5 | 44.4 |
| M12 | 16.1 | 46.9 |
| M16 | 26.1 | 88.2 |
*负载min.表示初始负载，max.表示球头最大压入限度时的负载。
选型依据
轻松上下粗调且无需高精度
可选规格
■设备安装用底座（圆法兰、通孔型）
| 支柱 | 支架 | 支架 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 无定位孔 | 带定位孔 | ||||||
| 材质 | 表面处理 | 材质 | 表面处理 | 支柱 | |||
| 棒型 | 管 | 棒型 | 管 | ||||
| S45C（高频淬火） | − | FC250 | 四氧化三铁保护膜 或 磷酸盐保护膜 | ○ | ○ | ○ | ○ |
| S45C | 无电解镀镍 | ○ | ○ | ○ | ○ | ||
| SUS304 | − | ○ | ○ | ○ | ○ | ||
| S45C（高频淬火） | 无电解镀镍 | 无电解 镀镍 | ○ | ○ | − | − | |
| S45C | ○ | ○ | − | − | |||
| SUS304 | − | ○ | ○ | − | − | ||
(高频淬火：58HRC-、深1.0-1.5)
■规格选择与各部分的尺寸
| 支柱直径 | 总高 | 法兰外径 | 法兰高度 | 法兰厚度 | (管内径) | （定位孔径） |
|---|---|---|---|---|---|---|
| φ10 | 50-250 | φ56 | 35 | 12 | φ6 | φ6 |
| φ12 | 50-300 | φ68 | ||||
| φ15 | 75-350 | φ75 | 40 | φ10 | ||
| φ20 | 75-400 | φ86 | 45 | 12 | φ11.7 | |
| φ25 | 75-450 | φ100 | 50 | φ15.2 | φ8 | |
| φ30 | 100-450 | φ106 | 60 | φ16 | ||
| φ35 | 125-500 | φ118 | 70 | 15 | φ20.1 | φ10 |
| φ40 | 150-500 | φ125 | 80 | φ22.7 | ||
| φ50 | 200-600 | φ140 | 100 | φ30.8 |
精度信息
■设备安装用底座（圆法兰、通孔型）的精度信息
| 支柱 | 支架 | (定位孔) | |||
|---|---|---|---|---|---|
| 外径 | 外径公差 | 轴孔直径 | 孔径公差 | 孔径 | 孔径公差 |
| φ10 | -0.005/-0.014 | φ10 | +0.015/0 | φ6 | +0.012/0 |
| φ12 | -0.006/-0.017 | φ12 | +0.018/0 | ||
| φ15 | φ15 | ||||
| φ20 | -0.007/-0.020 | φ20 | +0.021/0 | ||
| φ25 | φ25 | φ8 | +0.015/0 | ||
| φ30 | φ30 | ||||
| φ35 | -0.009/-0.025 | φ35 | +0.025/0 | φ10 | |
| φ40 | φ40 | ||||
| φ50 | φ50 | ||||
-
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-
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-
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装置总成CAD数据由几个分总成构成。
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规格
目的・动作
- 使用了球头柱塞的滑动位置分度机构。
对象工件
- 集成电路
- 规格：W29×D29×H4.5mm
特点
规格・尺寸
- 外形尺寸 W220×L495×H210mm
精度・负载
- 固定状态：8～10N （800g～1kg左右）
- 操作时所需的瞬间最大力：16～18N （1.6～1.8kg左右）
(仅开始的瞬间，移动时的操作力为300g左右)
主要零件的选型依据
- 直线导轨
- 操作频率较高且需顺利旋转球头，因此选择滚轮型。
设计要点
主要零件的计算过程
- 验证球头柱塞的固定力是否可确保所需的直线导轨固定力。
- 计算球头柱塞固定力
- 缺口用V形槽的角度为单侧45度，因此柱塞安装负载与操作力相同，
- 将柱塞的行程设定为0～0.1mm（几乎零接触）时，固定力为8.1～10.1N。
- 设定时为+0.2mm，因此通过V形槽的最大负载为16～19N。
⇒固定力采用负载值容许范围内的BPRM6
构造制作与设计要点
- 可通过直线上带缺口的零件，以一定节距进给工件。
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