拿順技術專欄 #03|選型指南

打開 NSK 型錄,精度等級一欄寫著 C0、C1、C2、C3、C5、Ct7、Ct10——為什麼沒有 C4?C6、C9 去哪了?這不是印刷漏字,而是 JIS B 1192 體系的刻意設計:跳號背後,是「定位用」與「搬送用」兩套量法完全不同的等級系統。看懂它,你就知道自己該花多少錢買精度。

精度等級量的是什麼?

滾珠螺桿的精度等級,核心是導程精度(lead accuracy)——螺桿轉了該轉的圈數後,螺帽實際走的距離與理論值差多少。JIS B 1192 用四個特性值規範(NSK 型錄 E3162,Table 1.1–1.3):

  • ±ep(指定行程公差):全有效行程的累積誤差上限
  • υu(行程變動量):全行程內實際行程曲線的波動帶寬
  • υ300:任取 300 mm 行程內的變動量——跨等級、跨品牌比較最常用的數字
  • υ2π:任一轉(2π)內的變動量,反映單轉週期性誤差

等級數字越小、公差越嚴。以 υ300 與 υ2π 的容許值為例(NSK Table 1.3/1.4):

特性值C0C1C2C3C5Ct7Ct10
υ300(µm/300 mm)3.55781852210
υ2π(µm/一轉)2.54568

為什麼跳號?C 系與 Ct 系是兩套體系

C0/C1/C2/C3/C5 是定位用(C 系):精密研磨製程,四個特性值全數保證,多半搭配零軸向間隙的預壓設計。Ct7/Ct10 是搬送用(Ct 系):以轉造(輥軋)製程為主,只保證 υ300 一項;全長累積誤差沒有獨立表格,要用公式 ep = ±(lu/300)×υ300 折算(lu 為有效螺紋長,NSK Table 1.4 附註)。

所以跳號的第一層原因是:這不是一條連續的序號,而是兩套體系各自的級距代號——C 系尾端與 Ct 系開頭之間(C5→Ct7)本來就是製程的斷層。第二層原因看數據就懂:υ300 從 C3 的 8 µm 跳到 C5 的 18 µm、再跳到 Ct7 的 52 µm,相鄰等級公差帶接近倍增,對應的是研磨、檢驗、溫控成本的實質分界;中間塞一個 C4 或 C6,製程上並沒有對應的自然級距。

還有一個常被忽略的實務差異:等級越高,做得越短。NSK Table 1.2 中,C0 只保證到有效螺紋長 1 600 mm,C5 則可到 12 500 mm——超精密研磨在長軸上會被熱變形與量測極限卡住。

全長累積誤差:長度越長,差距越大

±ep 隨長度放大。摘自 NSK Table 1.2(單位 µm):

有效螺紋長C0C1C2C3C5
≤100 mm±3±3.5±5±8±18
1 000–1 250 mm±9±13±18±24±46

型錄裡的示範算例值得照抄:行程 1 000 mm、定位精度要求 ±0.035 mm 的進給軸,加上螺帽長與餘裕後螺紋長約 1 300 mm——查表 C5 為 ±0.054 mm(1 250–1 600 mm 區間)不合格,C3 為 ±0.029 mm 才過關。正確順序是先算需求再查表,而不是先挑等級

選型指引:夠用就好

等級典型應用備註
C0–C2光學、晶圓級超精密定位訂製品,交期長
C3半導體/LCD 設備、檢測與量測儀器定位級主力,常配零背隙預壓
C5一般自動化、工具機進給軸性價比最佳、標準庫存最多
Ct7搬送、上下料、移載機構轉造品,成本最低

採購觀點只有一句:等級每往上一級,價格與交期都跳一階——搬送軸用 C3 是浪費,定位軸用 Ct7 是災難。先想清楚你要的是「全行程要準(±ep)」還是「短距離要穩(υ300)」,再決定花多少錢。

結論:選型時該問的三個問題

  1. 定位精度需求換算到有效螺紋長(行程+螺帽長+餘裕)後,需要哪一級的 ±ep?
  2. 應用是定位還是搬送?需要零背隙預壓嗎?(C3 常為零背隙,Ct7 通常保留軸向間隙)
  3. 這一級有沒有現貨?C5 標準品交期以天計,C0–C3 研磨訂製品以月計。

拿順是 NSK 台灣經銷:Compact FA-PSS 系列(C5 級,軸向間隙 0.005 mm 以下)標準庫存短交期供應;C3 級(USS 系列,零背隙預壓、無塵室對應)接單引進;並可依圖面客製軸端加工。與其對著型錄猜,不如把行程、負載、精度需求直接丟給我們。

不確定你的應用需要哪一級?試試我們的 AI 選型助理(30 秒取得初步建議),或透過官網聯絡我們詢價。

拿順|NSK 精密滾珠螺桿台灣經銷。本文容許值整理自 NSK 型錄 E3162(Table 1.2–1.4)與 Compact FA 系列型錄 E3239。

常見問題

C3 和 C5 差在哪?

兩者都屬於「定位用」C 系精度,差距主要在容許誤差與交期。以 υ300(任取 300 mm 行程內的變動量)為例,C3 為 8 µm、C5 為 18 µm,相差超過一倍;C5 是 NSK 標準庫存量最大的等級,交期以天計,適合一般自動化與工具機進給軸,C3 屬於精密研磨訂製品,交期以月計,多用於半導體、LCD 設備與檢測儀器等對精度要求更高的定位軸。

Ct 系和 C 系差在哪?

C 系(C0、C1、C2、C3、C5)是「定位用」,精密研磨製程,四個特性值(±ep、υu、υ300、υ2π)全數保證;Ct 系(Ct7、Ct10)是「搬送用」,以轉造(輥軋)製程為主,只保證 υ300 一項,全長累積誤差需另用公式換算。兩者不是同一序號的延伸,而是製程與用途完全不同的兩套系統,這也是等級數字為何跳號的原因。

無塵室環境該選哪一級?

無塵室、半導體/LCD 等對精度與潔淨度要求較高的場合,通常對應 C3 級(NSK Compact FA 系列中的 USS 型,零背隙預壓、無塵室對應設計);一般自動化環境用 C5 級(PSS 系列)已足夠,且為標準庫存、交期更短。拿順備有 Compact FA-PSS 現貨,USS 系列可依需求接單引進,歡迎將行程、負載與精度需求提供給我們做初步比對。