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 gravitációval szemben, meg kell tartania a pozícióját, amikor áramszünet van, és rövidebb, merevebb csavarra van szükség, mint a vízszintes tengelyekhez. Ha ugyanazt a golyóscsavar-specifikációt használja mindháromhoz, akkor vagy túl 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 igényelnek 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 tolókar 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 megmunkáló központon az X tengely az elsődleges mozgási tengely -, amely felelős a gép teljes munkaszélességének lefedéséért 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 elővezetést. 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 kivezetésű SFU képes leadni a motor maximális fordulatszámán, az SFE nagy -vezetéksorozata - 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 gyakran elegendő a hengerelt C7 golyóscsavar, 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

Számos CNC útválasztóban és{0}}portál típusú 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 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 hordoz, az orsó súlya mindig rövid löket alatt működik, és megbízhatóan kell tartania a pozíciót, ha a szervohajtás feszültségmentes-. Ezek a követelmények 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 hatékonyságától, 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 az ólom 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 nagyobb tömegű Z-tengelyes orsóegységeket általában ellenőrizni kell a fék- vagy ellensúlyozási követelmények szempontjából -, de a tényleges küszöbérték az ólomtól, a csavarok hatékonyságától, 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 golyó átmérőjében, az előfeszítésben vagy az ólomhibában - olyan gépeket eredményeznek, amelyek eltérően működnek, annak ellenére, hogy ugyanazokat a cikkszámokat használják, ami minőség-ellenőrzési és -értékesítés utáni 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 alkalmazásokhoz, valamint az RDR15–RDR65-ös sorozatú RD görgős sorozatokhoz, nagy{14}}merevségi követelményekhez5}. 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 határoz 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.