Какво представляват направляващите машини и как да ги изберем?

Направляващите са най-важната част от машинните инструменти, тъй като от тях зависи точността на движение на инструмента. От статията ще научите какви са кръговите и линейните водачи за CNC машини, кои е по-добре да изберете - ролкови, топкови или други алуминиеви водачи.

Всяко взаимно движение на детайла и инструмента се извършва по водачи - един вид релси. Работното тяло на машината или устройство с фиксиран в него детайл върви по тях. И тъй като тези движения пряко влияят върху качеството на продукта, водачите трябва да отговарят на редица изисквания.

• Твърдост и твърдост. При металообработването възникват големи сили на рязане - 100 кг или повече. Невъзможно е да се позволи на работния орган на машината да "върви" повече от определеното качество. Следователно водачите са изработени от легирана стомана - ШХ-15, 95Х18, последвана от термична обработка, както и различни видове керамика.

• Ниска сила на триене. При обработка на сложни детайли на машини с ЦПУ инструментът се движи с ритъци и ускорения. И поради повишеното триене, точността на движенията му се губи.

• Устойчив на износване. При простите модели дървообработващи машини водачите са отлети в едно цяло с леглото, а при машините с ЦПУ са механично свързани с него. Но във всички случаи ремонтът е труден и отговорен бизнес.

Тъй като има много видове и модели машини, ръководствата за тях са различни.

Оформящите движения на всяка машина са въртене и линейно движение. Те се нуждаят от подходящи водачи.

• Кръглите маси често се използват в ротационни маси, където детайлът се обработва от всички страни. Срещат се в фрезови и 5-осови машини.

• Силови глави и шублери на стругове и многооперационни машини с ЦПУ се движат линейно вертикално и хоризонтално.

• Наклонените са необходими за специализирани металорежещи машини.

Колкото по-лесно е да направите водачи, толкова по-евтини са те, но те не винаги дават необходимата точност на движенията. Следователно е необходимо правилно да изберете формата на напречното сечение.

• Правоъгълна, излята едновременно с леглото, най-простата. Често се среща в евтини настолни машини.

Те не се различават по висока точност на работа, тъй като поради износване се появява хлабина между шината и втулката. Но те могат да бъдат ремонтирани, лесно се полират.

• Триъгълна или призматична, по-точно, защото благодарение на скосените ръбове няма празнини. Те бяха широко използвани в машиностроенето, но сега постепенно се заменят с други видове.

• Полирани цилиндрични валове - прост и често срещан, лесен за инсталиране на машината или за подмяна. Индукционното втвърдяване и покритието на повърхността осигуряват устойчивост на износване и нисък коефициент на триене. Но има недостатък - закрепването по ръбовете води до увисване под собственото му тегло или под масата на шублера. Малко, но вече води до продуктови грешки. Следователно, такива водачи не се правят по-дълги от 1 m, а съотношението на диаметъра към дължината на вала трябва да бъде най-малко 0,05, а за предпочитане 0,06-0,1.

• Шлицови валове по-добра устойчивост на огъване и усукване. А втулката, която се движи по вала, не може да се завърти сама, което придава твърдост на цялата машина. Недостатъците на шлицовите валове са същите като тези на полираните валове.И още нещо - шлицовият вал трудно се монтира правилно на машината, така че са рядкост.

• Цилиндрична релса - това са обикновени кръгли водачи, но по цялата дължина са заварени към призматичната опора. Това увеличава твърдостта. Когато машината работи с големи детайли, тези водачи се огъват с леглото, така че относителното положение на инструмента или детайла не се променя. Това означава, че точността се увеличава. И такива релси са евтини.

• "лястовича опашка" използвани в тежки машини, които изискват твърдост и стабилност при променливи и статични натоварвания. Те са отлети от едно цяло с леглото, което ги прави трудни за ремонт при носене. Само производител или много дискретен човек, който ще работи на ръка, ще може да шлайфа самолетите по цялата дължина. Но такива релси служат дълго време.

• Стоманени алуминиеви профили - най-надеждният в работата. Благодарение на жлебовете, по които се движат топките или ролките, такива водачи държат добре товара, не играят, не се усукват или огъват.

Качеството на машината се влияе не само от самите релси, но и от съединяващата ги втулка. В машиностроенето те се обединяват в един термин – водачи. Триенето, точността на позициониране и всичко, което влияе на движението, зависи от дизайна на тази двойка. Следователно водачите са направени различни: плъзгащи се, търкалящи се и комбинирани.

При тях втулката на шублер на топки или ролки се движи по релсата. На втулката са направени специални жлебове за винтове, благодарение на които топките, когато достигнат ръба, се връщат в първоначалното си положение. Прилича на лагер. Това решение има много предимства.

• Добри динамични свойства и ниско триене - шублерът може бързо да ускори и спре. Това е от съществено значение за прецизна механична обработка на малки части, като изрези и канали.

• Ниско разсейване на топлината - релсите не се деформират поради термични ефекти. Това е особено добре за високо прецизно (прецизно) оборудване.

• Лесен за поддръжка - при износване е достатъчно да смените топките. Те са по-меки от направляващата шина и следователно се износват по-бързо.

Но има недостатък - малка способност за затихване. Това означава, че вибрациите, генерирани по време на рязане, неизменно се предават на леглото. Това ще намали точността на обработка и ще доведе до брак. Вибрации възникват, например, когато заготовката е неравномерна при груби операции.

Ролковите водачи са малко по-различни по дизайн. Те са ролкови и топкови.

• Ролковите издържат на по-високи натоварвания от сферичните. Но триенето, което възниква в краищата на ролките, намалява динамичните свойства.

• Сачмените лагери са по-подходящи за прецизна работа, но не понасят високи данни за рязане.

За трудни условия са необходими други конструкции.

При тях втулката се плъзга по релсата по протежение на смазочния слой. Поради голямата опорна площ, те могат да издържат на сериозни натоварвания, включително ударни натоварвания, поради което се използват широко в началните режими на обработка. Но в тези водачи статичната сила на триене е много по-висока от силата на триене при движение, следователно при ниски скорости възлите не се движат равномерно, а на скокове.

За да се компенсира това, се използват различни технически решения.

• Хидродинамичните имат прост и надежден дизайн. При тях маслото се изтегля през каналите за смазване между шината и втулката, която разделя триещите се повърхности. Тези канали са по цялата дължина на шината. Тези водачи имат висока твърдост и добри амортисьори. Недостатъци - работят добре само при високи обороти, иначе няма хидродинамичен ефект. Освен това работните условия се влошават по време на ускорение и забавяне.Тези водачи се използват широко в машини за рендосване и въртележка.

• Хидростатичните са лишени от тези недостатъци. В тях смазването се подава под налягане от помпа, следователно на повърхността винаги има маслен филм с дебелина 10-50 микрона, а понякога и 100 микрона.

Но те имат сериозни недостатъци - се нуждаят от оборудване за циркулация и филтриране на маслото, нагряване се получава по време на работа и са необходими специални устройства за фиксиране на шублера в желаното положение. Освен това системата е трудна за поддръжка.

Хидростатичните водачи се използват широко в тежки и уникални високопрецизни CNC машини. Те са отворени и затворени. Отворените (без ленти) са по-прости като дизайн и се използват при стабилни работни условия и голяма маса на шублер. Затворените са по-устойчиви на огъване и преобръщане, но изискват внимателна и скъпа конструкция.

• Аеростатичните използват въздух вместо масло. Поради това те имат ниско триене, висока прецизност и издръжливост. И ако премахнете подаването на въздух, шублерът ще бъде здраво фиксиран, за разлика от хидростатичните устройства. Но тяхната твърдост и динамика са по-лоши, освен това поради ниската плътност на въздуха се появяват колебания. Освен това въздушните канали трябва да се почистват редовно.

Тези ръководства са доказали своята стойност в леките металорежещи машини. Използват се в координатни измервателни машини, машини за печатни платки и подобно оборудване.

Използват се полутечно или течно смазване, смесено триене при търкаляне-плъзгане и други решения. Те осигуряват висока твърдост и гладка работа. Но те имат кратък живот.

Основната задача е да се уверите, че между търкащите части няма нищо друго освен масло. За това водачите са защитени със специални устройства.

• Гумената гофрирана защита няма да даде охлаждаща течност (флуид за рязане) попаднете върху метални продукти, той ще предпази от прах и малки отломки. Но няма да се справи с остри стърготини или големи предмети, например, ако детайлът падне върху леглото.

• Защитата на ролката е по-надеждна. Когато шублерът се движи, той се навива, а от друга страна, напротив, се разгъва. Следователно водачите винаги са покрити с метална лента, макар и тънкостенна.

• Телескопичната е най-надеждната. Дебелата кутия се разширява до цялата дължина на водачите и ги затваря от всички страни.

Но имайте предвид, че колкото по-масивна е защитата, толкова повече усилия са необходими за сгъването й. И колкото по-силно е триенето. Ето защо не трябва да приемате телескопичната версия за слаби или прецизни машини, които се нуждаят от високи динамични качества. Но не се препоръчва да се пести и от защита.

• Водачите понякога трябва да се почистват на ръка. Това изисква скрепер.

• И ако по време на работа се генерират твърде много отпадъци, тогава е препоръчително да фиксирате чистачката върху шублера.

И техниката обича да се грижи.

• Парцалът е идеален за премахване на мръсотия и старо масло от повърхности.

• А маслото за смазване на повърхности предпазва частите от корозия. Освен това, периодично е необходимо водачите да се изплакват в масло, за да се почистят от оксиди.

Но ако тези инструменти не работят, винаги можете да си купите нови ръководства.

Когато ремонтирате, можете просто да закупите същите водачи. Или можете да надстроите машината. Просто помислете за няколко точки.

• Направляващите са предварително заредени. Регулира се от диаметъра на топките или ролките в каретата. Например, за стругове с ЦПУ по осите X и Y, силата на намеса трябва да бъде 0,08C. А за оста Z трябва да бъде 0,13C. Тогава се гарантира високата твърдост на цялата конструкция.

• Водачите трябва да отговарят на класа на точност на цялата машина.

Определете вида на продукта.

• За меки детайли с дължина под 1 m са подходящи полирани валове.

• За да заточите метал или големи парчета дърво, имате нужда от профилни шини.

И накрая, купувайте компоненти само в надеждни магазини.