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a．动、静摩擦力之差很小，随动性极好，即驱动信号与机械动作滞后时间间隔极短，有益于提高数控系统的响应速度和灵敏度。
b．驱动功率大幅度下降，只相当于普通机械的十分之一。 c．与V型十字交叉滚子导轨相比，摩擦阻力可下降约40倍。 d．适应高速直线运动，起瞬间速度比滑动导轨提高跃10倍。 e．能实现高定位精度和重复定位精度。 f. 实现无间隙运动，提高机械系统的运动刚度。
g. 对使用滚动导轨副时，具有“均化误差效应”，从而降低基础件（导轨安装面）的加工精度要求.
h.导轨副滚道截面采用合理比值的圆弧沟槽，接触应力小，承接能力及刚度比平面与钢球点接触时大大提高，滚动摩擦力比双圆弧滚道有明显降低。
i.导轨采用表面硬化处理，使导轨具有良好的可校性；心部保持良好的机械性能。 j.简化了机械结构的设计和制造。
4.5 滚动直线导轨副的设计
4.5.1 滚动直线导轨副的精度及选用
直线运动滚动导轨副的特点和要求
由于直线导轨副具有“均化误差效应”，在同一平面内使用两套或两套以上时，可以选用较低的安装精度达到较高的运动精度，通常可以提高产品质量 20％到50％。各类机床和机械采用的精度等级见表4。 表4
机床及机械类型 坐标 2 车床 数控机床 铣床、加工中心 坐标镗床、坐标磨床 磨床 X Z X、Y Z X、Y Z X、Y Z √ √ √ √ √ 精度等级 3 √ √ √ √ √ √ √ 4 √ √ √ √ √ √ 5 √ √
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电加工机床 精密冲载机 绘图机 数控精密工作台 普通机床 通用机械 X、Y Z X、Z X、Y X、Y X、Y Z √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 本设计用于研磨机，属于磨床的一种，而且滑台为双坐标（分为X和Z轴），根据上表，可以选择精度等级为2级精度。
4.5.2作用与滚动直线导轨副的载荷计算及选用型号
滚动直线导轨副的载荷特点：
由于滚动直线导轨副的特殊结构，使其具有垂直向上、向下和左右水平四方向额定载荷相等，且额定载荷大，刚性好，刚度高，三个方向抗颠覆力矩能力大，适用于各种载荷机床。
作用于滚动直线导轨副的载荷计算
直线运动滚动支承系统所受的负荷，受下列各种因素的影响：配置形式（水平、垂直、横排??等），移动件的重心和受力点位置，导轨上移动件牵引力的作用点，启动及终止时的惯性力，以及运动阻力等。
工作台重量m=150 kg，负载F=10KN,有效行程l=0.1m，每分钟往复次数nz=5，移动速度vs=0.1m/min ,目标寿命为10年。由于导轨水平安装，卧式导轨，滑块座移动，工作台重量均匀分布，重心在中间，且外力的作用点和工作台重心重合。 由此可得：
四个滑块的载荷：
1(m?F)=2.875 KN ====PPPP24134
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4.5.3滚动直线导轨副的选型及尺寸的确定
额定寿命Lh 寿命按每年工作300天，每天两班，每班8 h，开机率0.8计
Lh=10×300×2×8×0.8=38400 h
L?式中：
2?60lsvsLh =2304 Km 810硬度系数fh=1.0
温度系数ft=1.00 接触系数fc=0.66 精度系数fa=0.9 载荷系数fw=1.2 额定静载荷：Ca?fwPcL?18.56 KN ×3fhftfcfa50查滚动直线导轨副表，得滚动直线导轨副的Ca=24.5KN，Coa=34.4KN。故选用GGB25-AA2P12型滚动直线导轨。滚动直线导轨副的尺寸结构图见图八所示。
导轨副的长度：L=台面尺寸+行程+余程=300+100+40=460mm
图八 滚动直线导轨副 其具体尺寸如表5,表6
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表5
导轨副尺寸 型号 GGB2537 AA 23.5 70 6.5 57 30.5 12 16 M8 79.5 59 45 H W B1 B2 B3 K T 滑块尺寸 T1 M1 L1 L2 L3 表6
额定油杯尺寸 导轨尺寸 动载 单根最L4 G N B4 H1 d×D×h F 大长度 11 M6 7.2 23 22 7×11×9 60 3000 17.7 22.6 149.8 149.8 246 C C0 MA MB Mc 静载 额定额定力矩
4.5.4滚动直线导轨副的预加载荷 （1）滚动直线导轨副的预加载荷如表7 表7
规格 GGB25 重预载P0 中预载P1 普通预载P2 间隙P3（?m） 1770/2070 885/1035 442.5/517.5 5～15 （2）根据不同使用场合，推荐预加载荷如表8 表8
预载种类 P0 应用场合 大刚度并有冲击和振动的场合，常用于重型机床的主导轨等。 P1 要求较高重复定位精度，承受侧悬载荷、扭转载荷。单根使用时，常用于精密定位机构和测量机构上。 P2 有较小的振动和冲击，两根导轨并用时，且要求运动轻便处。 P3 用于输送机构中。 （3）根据不同使用精度推荐预加载荷如表9
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表9
精度级别 P0 2、3、4 5 √ 预紧级别 P1 √ √ P2 √ √ P3 √ 通过以上三张表，可选滚动直线导轨副的预紧载荷为中预载，预紧级别为2、级精度。 4.5.5 导轨副材料及其选用 导轨副的材料
导轨的材料有铸铁、钢、有色金属和塑料等，对导轨材料的主要要求是：耐磨性高、工艺性好和成本低等。 （1）铸铁
铸铁是一种成本低，有良好的件振性和耐磨性，易于铸造和切削加工的金属材料。在动导轨和支承导轨中都有应用。
灰铸铁 应用最多的是HT200，在润滑与防护较好的条件下有一定的耐磨性。灰铸铁的导轨摩擦副适用于：需要手工刮研的导轨；对加工要求保持性要求不高的导轨；不经常工作的导轨，其中包括移置导轨。
孕育铸铁 在水中加入少量孕育剂硅和铝而构成的孕育铸铁，可使铸铁获得均匀的珠光替和细片状金相组织，从而得到均匀的强度和硬度。由于石墨微粒能够产生润滑作用，又可吸引和保护油膜，因此孕育铸铁的耐磨性比灰铸铁高。在机床导轨中应用的孕育铸铁牌号为HT300。这种铸铁在车床、铣床、磨床上都有应用。
耐磨铸铁 耐磨铸铁中的合金元素有细化石墨和促进基体珠光体化的作用。它们的碳化物分散在铸铁的基本体中，形成硬的网状结构。这些，都能提高耐磨性。应用较多的耐磨铸铁有高磷铸铁、磷铜钛铸铁和矾钛铸铁。高磷铸铁是指含磷量达到0.3%的铸铁，它耐磨性比孕育铸铁高出1倍多，已在许多机床上应用，例如车床、磨床等。磷铜钛铸铁和矾钛铸铁是提高机床耐磨性的好材料。它们具有力学性能好、耐磨性比孕育铸铁高出1.5～2倍、铸铁质量容易控制等优点，但成本较高，例如坐标镗床和螺纹磨床等。
铸铁导轨的淬火 采用淬火的提高铸铁导轨表面的硬度，可以增强抗磨料磨损、粘着磨损的能力，防止划伤与撕伤，提高导轨耐磨性。导轨表面的淬火方法有感应淬火和火焰淬火等。感应淬火有高频和中频感应加热淬火两种，硬度可达45～55HRC，耐磨性可提高将近两倍。其中中频加热淬硬层较深，可达2～3mm。高频或中频淬火
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