Golyós csavaros lineáris csúszka CNC szerszámgépekhez: Hogyan különböznek az X, Y és Z tengelyekre vonatkozó követelmények

Amikor a CNC gépgyártók golyóscsavarokat és lineáris vezetőket szereznek be egy új géphez, az alapértelmezett megközelítés ugyanazt a specifikációt alkalmazza minden tengelyre - azonos átmérő, azonos vezeték, azonos anyatípus. Leegyszerűsíti a beszerzést, csökkenti a kezelendő cikkszámok számát, és konzervatívnak érzi magát.

A gyakorlatban ez gyakran rossz megközelítés.

A CNC gépek X, Y és Z tengelyei alapvetően eltérő körülmények között működnek. Az X tengely a leghosszabb löketet fedi le a legnagyobb sebességnél. Az Y tengely az orsóegység együttes súlyát hordozza, és folyamatos keresztmetsző -terhelés hatására mozog. A Z tengely függőlegesen működik a gravitáció ellenében, meg kell tartania a pozícióját, amikor áramszünet van, és rövidebb, merevebb csavarra van szükség, mint a vízszintes tengelyekhez. Ha ugyanazt a golyóscsavar-specifikációt használja mindhárom esetében, akkor vagy túl-meg kell adni két tengelyt a harmadik védelme érdekében, vagy alul-megadni a legigényesebb tengelyt, hogy költséget takarítson meg a többinél.

Ez a cikk bemutatja, hogy az egyes tengelyek valójában mit követelnek meg egy golyóscsavar lineáris csúszdától, hogyan kell a csavarsorozatot és az elvezetést az egyes feltételekhez igazítani, és hol tévednek el leggyakrabban az OEM-gépgyártók a specifikációkkal.

Miért kell minden CNC tengelynek különböző golyóscsavar követelményei?

A golyóscsavaros lineáris csúszka nem csak egy meghajtó mechanizmus. Ez az egyik kulcsfontosságú összetevő, amely befolyásolja, hogy a tengely milyen pontosan pozícionálódik, milyen gyorsan tud mozogni, mekkora tolóerőt tud generálni, és mennyi ideig bírja a gép munkaciklusa alatt. Ezen paraméterek mindegyikét a tengely geometriája és a terhelési feltételek - határozzák meg, nem pedig egyetlen univerzális specifikáció.

Három tényező jelentősen eltér a CNC tengelyek között, és közvetlenül hajtja végre a golyóscsavar specifikációját:

X tengely: hosszú löket, nagy sebesség, maximális utazási hatékonyság

A legtöbb CNC útválasztón, portálgépen és megmunkálóközponton az X tengely az elsődleges mozgási tengely -, amely felelős azért, hogy a gép teljes munkaszélességét lefedje a vágások közötti gyorsmenetekben. Jellemzően a leghosszabb lökettel rendelkezik, a legnagyobb sebességgel fut, és viszonylag kis terhelés mellett működik gyors mozgások során.

Amit az X tengely megkövetel egy golyóscsavar lineáris csúszdától

Első a sebesség.Az X tengely gyorsmeneti sebessége határozza meg a minimális előfutást. 3000 RPM-en működő szervomotor esetén a 30 m/perc vagy 500 mm/s sebesség eléréséhez szükséges vezeték: 500 mm/s × 60 ÷ 3000 RPM=10mm. A 60 m/perc sebesség eléréséhez ugyanazon a motoron 20 mm-es vezeték szükséges. A legtöbb CNC router X tengelye 10 mm és 20 mm között fut, a gép méretétől és sebességétől függően. Ha a sebességigény meghaladja azt, amit egy 20 mm-es vezetékes SFU képes leadni a motor maximális fordulatszámán, az SFE nagy -vezeték-sorozata - 25 mm-es, 32 mm-es, 40 mm-es és nagyobb vezetékekkel - a megfelelő lépés.

Tengelyátmérő a kritikus fordulatszámhoz.A 2000 mm-es lökethosszúságú X tengelyen a csavartengely támasztatlan hossza elérheti a 2200-2400 mm-t a tartócsapágyak között. Ennél a hosszúságnál a 20 mm átmérőjű tengely a kritikus sebességgel még jóval a szükséges gyorsmeneti fordulatszám elérése előtt korlátozhatóvá válhat, a tartókonfigurációtól, a biztonsági tényezőtől és a csavarszerkezettől függően. Sok hosszú-löketű CNC-tengelyben a 32 mm-es vagy 40 mm-es átmérőjű csavarokat elsősorban azért választják ki, hogy a kritikus sebességet a működési tartomány - felett tartsák, nem azért, mert a terhelés megköveteli.

A hengerelt C7 általában a megfelelő precíziós minőség.Famegmunkáló marógépekhez és általános gyártógépekhez a hengerelt C7 golyóscsavarok gyakran elegendőek, ha a kívánt pozicionálási pontosság mérsékelt. A gép végső pontossága a rögzítéstől, a holtjátéktól, a hőtágulástól, a vezető merevségétől és a vezérlés kompenzációjától is függ - a csavar minősége egy tényező a sok közül.

Y tengely: Közepes löket, kombinált terhelés, szerkezeti merevség

Sok CNC útválasztóban és{0}}portál stílusú gépben az Y tengely hordozza az orsómotort, a Z-tengely szerelvényt, és gyakran a portál kereszttartót vagy nyerget. Az X tengelyre merőlegesen mozog, jellemzően X-nél kisebb sebességgel, de lényegesen nagyobb terhelés mellett -, mert az Y kocsira szerelt minden anyag tömege növeli a gyorsítás és lassítás során szükséges tengelyirányú erőt.

Amit az Y tengely megkövetel egy golyóscsavar lineáris csúszdától

Nagyobb tolóerő-igény, mint X.Ha a Z-tengely és az orsó együttes tömege 80 kg, és a gép 0,3 g-mal gyorsul, az Y tengelynek 80 × 9,8 × 0.3=235N tolóerőt kell generálnia csak a gyorsításhoz -, mielőtt bármilyen forgácsolóerőt hozzáadna. A golyóscsavart az egyenértékű axiális terhelésre kell méretezni, beleértve a gyorsítóerőt és a csavarirányú vágóerő-komponenseket, megfelelő Ca biztonsági ráhagyással.

Pillanatnyi terhelés kezelése.Amikor az orsó az Y tengely középvonalától eltolt pontban vág, a reakcióerő nyomatékos terhelést hoz létre az Y kocsin. Ezt a pillanatot a lineáris vezetők hordozzák, nem a golyóscsavar. Az eltolt forgácsolóerők nyomatéki terheléseit külön kell kiszámítani a lineáris vezetőkre és a kocsihasábokra - a vezetőspecifikációt, beleértve a sínszélességet, a blokkok számát és az előterhelési osztályt, az Y tengely geometriája által generált maximális nyomatékhoz kell igazítani. Az Y-tengelyvezetők megadása és a golyóscsavar helyes megadása egy gyakori tervezési hiba, amely idő előtti vezetőkopáshoz és pontosságcsökkenéshez vezet.

Közepes vezetés a kiegyensúlyozott sebesség és tolóerő érdekében.Az Y tengelynek nincs szüksége az X tengely nagy kivezetésére, mert rövidebb löketet fed le alacsonyabb gyorssebesség mellett. A 10 mm-es vezeték ésszerű egyensúlyt biztosít a sebesség és a tolóerő között a legtöbb CNC útválasztó és megmunkálóközpont Y tengelye esetén. A 200 kg feletti nyeregsúlyt mozgató nagy teherbírású-gépeken szükség lehet egy 5 mm-es vezetékre egy nagyobb átmérőjű csavarral, hogy megfelelő tolóerőt biztosítson a motor névleges nyomatékánál.

Z tengely: rövid löket, függőleges terhelés, vissza-vezetési kockázat

A Z tengely mechanikailag a legkülönbözőbb a három közül. Függőlegesen mozog, állandó lefelé irányuló terhelést visel, az orsó súlya mindig rövid löket alatt működik, és megbízhatóan kell tartania a pozíciót, ha a szervohajtás feszültségmentes-. Ezek a követelmények egy olyan golyóscsavar specifikációra mutatnak rá, amely szinte minden tekintetben ellentétes az X tengellyel.

Amit a Z tengely megkövetel egy golyóscsavar lineáris csúszdától

Kis kivezetés az alsó hát-hajlamához és a nagyobb tolóerőhöz.A kisebb vezeték nagyobb mechanikai előnyt biztosít a motornak, és csökkenti a Z tengely hajlamát arra, hogy visszaforduljon- az orsó súlya alatt. A golyóscsavarokat azonban nem szabad önzáró mechanizmusként kezelni, - A golyóscsavarok nagy mechanikai hatásfokkal rendelkeznek, ami azt jelenti, hogy hajlamosabbak visszacsavarni, mint a hagyományos vezércsavarok. Az, hogy egy adott Z tengely visszahajt-, függ a vezetéktől, a terheléstől, a csavar hatásfokától, a kenési állapottól, és attól, hogy a szervohajtás megtartja-e a tartónyomatékát álló helyzetben.

Az 5 mm-es vezeték szabványos a CNC Z tengelyekhez. Elegendő tolóerőt biztosít a motor névleges nyomatékából, és a Dm·N értéket a működési tartományon belül tartja az adott fordulatszámon. De a vezeték önmagában nem garantálja, hogy az orsó nem fog leereszkedni az áramellátás megszakadásakor.

Gyakran motorfékre vagy ellensúlyozásra van szükség.Függőleges CNC tengelyek esetén mérlegelni kell a motorféket vagy az ellensúlyt, ha az ellenőrizetlen süllyedés biztonságot, szerszámot vagy munkadarabot jelenthet. Gyakorlati referenciaként a 15–20 kg körüli vagy afeletti Z-tengelyes orsóegységeket általában ellenőrizni kell a fék- vagy ellensúlyozási követelmények szempontjából -, de a tényleges küszöbérték az ólomtól, a csavar hatásfokától, a súrlódástól és a hajtás viselkedésétől függ, és minden egyes kialakításnál értékelni kell, nem pedig rögzített szabályként.

A rövid tengely merevséget jelent, nem kritikus sebességet.Az AZ-tengelyű csavartengely általában 300–600 mm hosszú. Ennél a hossznál a kritikus sebesség általában még kis átmérőnél sem korlátozó tényező. Az átmérő kiválasztását a teherbírás, a Ca és a tengely elhajlása határozza meg az orsó súlya alatt. A 16 mm-es vagy 20 mm-es átmérőjű tengely lefedi a legtöbb CNC router Z tengelyét; a nehezebb orsókkal rendelkező megmunkáló központokhoz 25 mm-re lehet szükség.

Dupla anya precíziós megmunkáláshoz.Azokon a CNC megmunkálóközpontokon, ahol a Z tengely szabályozza a fogásmélységet, a Z tengely holtjátéka közvetlenül befolyásolja a felületi minőséget és a méretpontosságot. A DFU dupla{1}}anya kialakítása segít minimalizálni az axiális holtjátékot és javítja a merevséget. Azokon a CNC útválasztókon, ahol a mélységtűrés ±0,1 mm, elegendő egy szabványos SFU egyetlen -anya Z tengely.

Kompakt lineáris útmutató a helyszűke miatt.Általában a Z tengelyen van a legszűkebb beépítési hely. Jellemző egy keskeny lineáris vezető, mint például a DLY HD sorozatából származó HDR15 vagy HDR20, két blokkkal. A vezetőt úgy kell méretezni, hogy elbírja az orsó és a kocsi együttes súlyát, valamint az orsóban lévő összes szerszámot, megfelelő dinamikus terhelési ráhagyással.

Gyakori specifikációs hibák tengelyenként

X, Y, Z tengely specifikáció összefoglalása

Golyós csavarok és lineáris vezetők beszerzése CNC tengelyekhez

Az OEM CNC gépgyártók számára, akik mennyiségben szerzik be az alkatrészeket, a specifikáció után a gyakorlati szempont a tételek közötti következetesség. Annak a csavarnak, amely megfelel a Ca és az ólom pontosságának az első rendelésnél, meg kell felelnie a tizedik rendelésnél is ugyanazon specifikációnak. A tételek közötti eltérések - a golyóátmérőben, az előfeszítésben vagy az ólomhibában - olyan gépeket eredményeznek, amelyek eltérően működnek, annak ellenére, hogy ugyanazokat a cikkszámokat használják, ami minőség-ellenőrzési és -utáni értékesítési problémákat okoz.

A DLY gyártjaSFU egyetlen-dióésDFU dupla{0}}diógolyóscsavarok 12-80 mm átmérőben, 4-20 mm-es vezetékekkel, C7 hengerelt és C5/C3 köszörült precíziós minőségben. A 20 mm feletti vezetékeket igénylő, nagy sebességű-X tengelyes alkalmazásokhoz aSFE nagy{0}}ólom sorozat25 mm-es, 32 mm-es, 40 mm-es, 50 mm-es és 64 mm-es vezetékeket takar. Lineáris vezetőpályák állnak rendelkezésre a HD sorozatban (HDR15–HDR65) általános CNC-alkalmazásokhoz, az ED sorozathoz (EDR15–EDR30) az alacsony{10}}profilú és nagy sebességű Minden sorozat elérhető szabványos és nagy pontosságú minőségben, és támogatja a kötegelt megrendeléseket az átfutási idő megerősítésével a megkeresés szakaszában.

Rendelés előtt ellenőrizze a CNC tengely specifikációját

Ha golyóscsavarokat és lineáris vezetőket ad meg egy új CNC gép kialakításához, vagy komponenseket cserél egy meglévő gépen, a DLY mérnöki csapata áttekintheti a tengely paramétereit, és megerősítheti a megfelelő csavarsorozatot, átmérőt, vezetéket és vezető specifikációt minden tengelyhez.

A tétel ára és az átfutási idő a műszaki specifikációval egyidejűleg megerősítésre kerül.