Kaip pasirinkti 3 ašių rutulinių sraigtų sistemą CNC frezavimo staklėms

Prieš kurį laiką su klientu, kuris planavo apdirbti aliuminį ir lengvąjį plieną, aptarėme individualų CNC frezavimo staklių projektą.

Pagrindiniai jo rūpesčiai buvo ne tik kaina, bet ir:

• Mašinos standumas
• Padėties nustatymo tikslumas
• Išankstinio įkėlimo kokybė
• Komponentų suderinamumas
• Ilgalaikis{0}}patikimumas

Tai iš tikrųjų labai įprasta CNC staklių projektuose. Daugelis mašinų gamintojų išleidžia daug pinigų velenams ir varikliams, tačiau neįvertina linijinio judėjimo sistemos svarbos.

Tiesą sakant, CNC staklių našumas dažnai labai priklauso nuo:

• Linijiniai kreipiamieji bėgiai
• Rutuliniai varžtai
• Atraminiai blokai
• Išankstinio įkėlimo atitikimas
• Surinkimo tikslumas

Pasirinkus netinkamą 3 ašių rutulinių varžtų sistemą, gali atsirasti:
 

• Vibracija pjovimo metu
• Atsparumas
• Prasta paviršiaus apdaila
• Nestabilus tikslumas
• Per didelis triukšmas
• Sutrumpintas mašinos tarnavimo laikas

Šiame straipsnyje paaiškinsime, kaip, remiantis realiais inžineriniais sumetimais, pasirinkti tinkamą 3 ašių rutulinių sraigtų sistemą CNC frezavimo staklėms.

Kas yra 3 ašių rutulinių varžtų sistema?

3 ašių rutulinių sraigtų sistema paprastai reiškia visą linijinio judesio perdavimo sistemą, naudojamą: CNC mašinos X-ašyje, Y-ašyje ir Z-ašyje.

Įprastą CNC linijinio judesio sistemą sudaro: linijiniai kreipiamieji bėgiai, guolių blokai, rutuliniai varžtai, rutulinių varžtų veržlės, BK / BF atraminiai blokai, movos, žingsniniai arba servo varikliai, variklio tvirtinimo kronšteinai.

CNC frezavimo staklėse visos trys ašys turi veikti kartu su dideliu tvirtumu ir stabiliu judesio valdymu.

Skirtingai nuo paprastų medienos apdirbimo frezų, aliuminio ir plieno pjovimo staklės kelia daug didesnius reikalavimus mechaninei konstrukcijai.

Kodėl CNC frezavimo staklėse svarbus standumas

Daugelis pirmą kartą{0}}CNC kūrėjų daugiausia dėmesio skiria greičiui arba variklio galiai.

Tačiau standumas dažnai yra tikrasis veiksnys, lemiantis apdirbimo kokybę.

Pjaunant aliuminį arba lengvąjį plieną, mašina patiria dideles pjovimo jėgas. Jei linijinio kreiptuvo arba rutulinio sraigto sistema nėra tvirta, mašina gali nukentėti dėl:

• Vibracija
• Kalbėjimo žymės
• Netikslūs matmenys
• Nestabilus pjovimo gylis
• Įrankių susidėvėjimas

Štai kodėl daugelis CNC gamintojų teikia pirmenybę: HGR25 linijiniams kreipiamiesiems bėgiams ar net HGR30 bėgiams, o ne mažesniems dydžiams, pvz., HGR15 ar HGR20, skirtiems sunkiems darbams.

Didesni bėgiai suteikia:

• Geresnė apkrova
• Didesnis konstrukcijos tvirtumas
• Pagerintas stabilumas
• Geresnis atsparumas deformacijoms

Vidutinio{0}}dydžio CNC frezavimo staklėse HGR25 yra vienas dažniausiai naudojamų pasirinkimų.

Tinkamo rutulinio varžto pasirinkimas kiekvienai ašiai

Rutulinio varžto pasirinkimas turėtų būti pagrįstas: mašinos dydžiu, ašies apkrova, važiavimo ilgiu, judėjimo greičiu, pjovimo jėga, variklio sukimo momentu.

Daugumoje vidutinio dydžio{0}}CNC frezavimo staklių SFU2005 rutuliniai varžtai plačiai naudojami X ir Y ašims.

Kodėl SFU2005 yra populiarus

„2005“ reiškia:

• 20 mm varžto skersmuo
• 5 mm švino

Šis derinys užtikrina gerą pusiausvyrą tarp: standumo, padėties nustatymo tikslumo, apkrovos galios ir greičio valdymo.

Aliuminio apdirbimui dažnai pirmenybė teikiama SFU2005, nes didesnis skersmuo padeda sumažinti deformaciją dideliais atstumais.

Ką apie Z{0}}ašį?

Z-ašyje paprastai yra mažesnis važiavimo ilgis, bet didesnė vertikalios apkrovos koncentracija.

Daugelis statybininkų pasirenka: SFU1605 arba SFU2005, priklausomai nuo veleno svorio ir mašinos konstrukcijos.

SFU1605 privalumai:

• Lengvesnis svoris
• Apatinė inercija
• Lengvesnis variklio pagreitis
• Tinka kompaktiškoms Z{0}}ašies konstrukcijoms

SFU2005 privalumai

• Didesnis standumas
• Geresnis sunkios{0}}apkrovos palaikymas
• Sumažinta vibracija

Sunkesnėms veleno sąrankoms SFU2005 paprastai yra saugesnis pasirinkimas.

Kodėl išankstinis įkėlimas yra svarbus

Viena detalė, kurios daugelis tiekėjų nepaiso, yra išankstinis įkėlimas.

Tačiau išankstinė apkrova yra labai svarbi CNC staklių tikslumui.

Linijinio kreiptuvo išankstinė apkrova padeda sumažinti: tarpą, vibraciją, padėties nustatymo klaidą, judesio nestabilumą.

Daugelis profesionalių CNC kūrėjų teikia pirmenybę: G2 išankstinei apkrovai arba G3 išankstinei apkrovai, nes iš anksto įkrautos sistemos užtikrina didesnį standumą pjovimo metu.

Be tinkamo išankstinio apkrovimo mašina gali sukelti atstumą arba vibraciją, net jei naudojami aukštos{0}kokybės bėgiai.

Tuo pačiu metu gali padidėti per didelė išankstinė apkrova: trintis, šiluma ir variklio apkrova.

Subalansuota išankstinio įkėlimo konfigūracija yra svarbi ilgalaikiam{0}} įrenginio veikimui.

HGR25 vs HGR30: kurį turėtumėte pasirinkti?

Daugelis CNC statybininkų dvejoja tarp HGR25 ir HGR30.

Abu yra įprasti CNC frezavimo staklių pasirinkimai, tačiau jų prioritetai skiriasi.

Daugeliui aliuminio ir lengvojo plieno pritaikymų HGR25 jau pakanka, kai jis derinamas su tvirtu mašinos rėmu.

HGR30 tampa patrauklesnis: didesnėms portalinėms mašinoms, agresyviam pjovimui, didelei veleno galiai ir pramoniniams tikslams.

Dažnos suderinamumo problemos, susijusios su CNC konstrukcijomis

Viena didžiausių nestandartinių CNC projektų problemų yra suderinamumo neatitikimas.

Daugelis vartotojų perka komponentus atskirai iš skirtingų tiekėjų ir vėliau atranda surinkimo problemų.

Įprastos problemos apima:

Neteisingas BK/BF palaikymo atitikimas

Rutulinio sraigto galo apdirbimas gali netinkamai priglusti prie atraminių blokų.

Movos dydžio neatitikimas

Variklio veleno skersmuo ir rutulinio varžto veleno skersmuo gali neatitikti movos.

Veržlės korpuso išlyginimo problemos

Blogai suprojektuoti veržlių korpusai gali sukelti išlygiavimo klaidas ir padidinti trintį.

Bėgių ir blokų nesuderinamumas

Skirtingi prekių ženklai kartais naudoja šiek tiek skirtingus leistinus nuokrypius ar matmenis.

Variklio laikiklio padėties klaidos

Netinkama laikiklio konstrukcija gali sukelti variklio išlygiavimo problemų.

Štai kodėl daugelis CNC gamintojų dabar renkasi visą CNC rutulinių varžtų rinkinį arba pilną linijinio judėjimo sprendimą iš vieno tiekėjo.

Pilnas 3 ašių rutulinių varžtų komplektas, palyginti su atskiru pirkimu

Pilnos 3 ašių rutulinių varžtų sistemos pirkimas iš vieno tiekėjo suteikia keletą privalumų.

Geresnis suderinamumas

Visi komponentai yra suderinami prieš išsiunčiant.

Lengvesnis montavimas

Surinkimo procesas tampa daug paprastesnis.

Sumažėjusi rizika

Mažesnė apdirbimo neatitikimo arba matmenų klaidų tikimybė.

Supaprastintas pristatymas

Viena siunta paprastai yra lengviau ir pigiau nei pirkti iš kelių tiekėjų.

Techninė pagalba

Visas tiekėjas gali padėti patikrinti suderinamumą tarp:

• Linijiniai bėgiai
• Linijiniai blokai
• Rutuliniai varžtai
• Pagalbiniai vienetai
• Movos
• Varikliai
   

Daugeliui užsienio pirkėjų tai ypač svarbu, nes nesuderinamų dalių keitimas po tarptautinio pristatymo gali kainuoti labai brangiai.

Ar turėtumėte pasirinkti valcuotus ar įžemintus rutulinius varžtus?

Tai dar vienas dažnas klausimas CNC staklių projektuose.

Daugelis vartotojų painioja:

• C7 valcuoti rutuliniai varžtai
• Įžeminimo rutuliniai varžtai

Realybėje:

• C7 dažniausiai siejamas su rutuliniais varžtais
• C5 arba C3 dažniau naudojami tiksliojo įžeminimo varžtams

Daugeliui aliuminio CNC frezavimo staklių jau pakanka aukštos kokybės{0}}valcuotų C7 rutulinių varžtų.

Įžeminimo rutuliniai varžtai tampa svarbesni:

• Itin{0}}didelio tikslumo apdirbimas
• Šlifavimo staklės
• Puslaidininkinė įranga
• Didelės spartos{0}}pramoninė automatika

Teisingas pasirinkimas priklauso nuo faktinių apdirbimo reikalavimų ir biudžeto.

Rekomenduojama konfigūracija vidutinei CNC frezavimo staklei

Aliuminio ir lengvojo plieno pjovimui įprasta konfigūracija gali būti:

X-Ašis

• HGR25 bėgiai
• HGW25 blokai
• SFU2005 rutulinis varžtas
• BK/BF paramos vienetai
• Uždarojo{0}}ciklo NEMA23 variklis

Y-Ašis

• HGR25 bėgiai
• SFU2005
• Vidutinė išankstinė apkrova
• Tvirta sukabinimo sistema

Z-Ašis

• HGR20 arba HGR25
• SFU1605 arba SFU2005
• Kompaktiškas variklio laikiklis
• Sumažinta judančioji masė

Šio tipo sąranka užtikrina gerą pusiausvyrą tarp: standumo, tikslumo, sąnaudų ir patikimumo.

Santrauka

CNC mašina yra tiek stabili, kiek ir jos linijinio judesio sistema.

Tinkamos 3 ašių rutulinių sraigtų sistemos pasirinkimas nėra vien tik atskirų bėgių ir varžtų parinkimas. Tikras iššūkis yra užtikrinti tinkamą suderinamumą, išankstinę apkrovą, standumą ir surinkimo tikslumą visoje mašinoje.

Aliuminio ir lengvojo plieno apdirbimui tinkamai suderinti komponentai gali žymiai pagerinti:

• Apdirbimo kokybė
• Pjovimo stabilumas
• Padėties nustatymo tikslumas
• Mašinos tarnavimo laikas

Jei kuriate CNC maršrutizatorių, frezavimo stakles ar automatikos sistemą ir nesate tikri, kaip suderinti:

• Linijiniai kreipiamieji bėgiai
• Rutuliniai varžtai
• Pagalbiniai vienetai
• Movos
• Varikliai

DLY gali padėti pateikti visą suderinamą CNC linijinio judesio sprendimą, pagrįstą jūsų mašinos struktūra ir taikymo reikalavimais.

Aptarkite savo CNC projektą