Wabashpress.ru

Техника Гидропрессы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Виды линейных направляющих для фрезерно-гравировальных станков с ЧПУ

Виды линейных направляющих для фрезерно-гравировальных станков с ЧПУ

Практически все мебельные и деревообрабатывающие предприятия используют фрезерно-гравировальные станки с ЧПУ, и большая часть технологических процессов сосредоточена на этом оборудовании. Раскрой, фрезерование, сверление отверстий, нанесение гравировки и другие технологические операции выполняются в одном обрабатывающем цикле по алгоритму, заданному в управляющей программе. Поэтому малейший сбой в работе станка влечет за собой снижение качества готового изделия.

Владельцы предприятий понимают, что выбрать оборудование с нужными технологическими возможностями достаточно непросто. Нужно учесть массу конструктивных особенностей, поскольку изменить большинство из них будет дорого или вообще невозможно. Опорно-направляющая группа относится к особенно важным узлам. От нее зависит точность перемещений инструмента по координатным осям, а, соответственно, и качество готовой продукции.

Назначение линейных направляющих

Направляющие линейного перемещения на фрезерно-гравировальных станках выполняют три задачи:

  1. Являются опорами для поперечной балки, отвечают за ее движение в заданном направлении. Низкая сила трения — одно из ключевых требований к узлу.
  2. Отвечают за точность перемещения и не должны иметь люфтов в паре направляющая-подшипник. Повышенные требования предъявляются к позиционированию направляющих относительно рабочего поля.
  3. Воспринимают вторичные нагрузки. Опоры должны иметь высокие показатели жесткости на изгиб и кручение.

Существует несколько разновидностей линейных направляющих для станков с ЧПУ фрезерно-гравировальной группы. Они различаются формой сечения профиля, имеют разные показатели грузоподъемности и жесткости. Тип линейных направляющих закладывается в проект станка и уже не может быть изменен в процессе эксплуатации, поскольку связан с геометрией станины и высотой портала относительно рабочего поля.

Для изготовления деталей этих узлов используются шарикоподшипниковые стали типа ШХ-15, коррозионностойкие 95Х18, а также их зарубежные аналоги. Для повышения прочности и износостойкости их подвергают термической обработке.

Распространенные конструкции

Мы предлагаем рассматривать конструкции линейных направляющих и линейных подшипников в парах, чтобы получить более полное представление об их работе.

Цилиндрическая направляющая с подшипниками

Полированные цилиндрические валы

Этот вид направляющих используется в маломощных станках бюджетного класса. Полированные валы имеют гладкую поверхность, крайне низкие предельные отклонения по диаметру и прямолинейности. Такие направляющие очень просты в монтаже — крепятся к станине посредством двух кронштейнов, установленных по краям. Благодаря низкому коэффициенту трения такие валы практически не дают потерь мощности при перемещении. Однако у них есть ряд недостатков, ограничивающих применение в портальных фрезерно-гравировальных станках.

Установка направляющих на станок независимо от рабочего стола плохо сказывается на точности обработки. Когда каретка или балка находятся в среднем положении, даже незначительные нагрузки вызывают прогиб валов и снижение точности обработки. То же самое происходит при высоких горизонтальных подачах. Деформации из упругих переходят в пластические, то есть геометрия вала не восстанавливается.

Если соотношение диаметра и длины вала составляет менее 0,05, он будет провисать под собственным весом. Чтобы добиться приемлемой точности обработки, необходимо провести расчет жесткости конструкции с учетом максимальных рабочих нагрузок.

В паре с цилиндрическими направляющими используются втулки двух типов:

Подшипники качения. Втулки с шариками внутри имеют повышенные люфты в сравнении с другими типами подвижных опор. Они чувствительны к попаданию пыли и стружки. Из-за точечного касания шариков они имеют малую грузоподъемность и склонны к бринеллированию (оставляют отпечатки на валах) при повышенных нагрузках. Подшипники скольжения. Втулки с бронзовыми или полимерными вкладышами нечувствительны к пыли, но имеют более высокий коэффициент трения по сравнению с шариковыми подшипниками. Их можно изготавливать самостоятельно. Но, помимо станочной обработки, вкладыши требуют ручной подгонки.

Такие пары не имеют сопротивления крутящему моменту, поскольку втулка свободно проворачивается относительно вала. Для компенсации этого недостатка для каждой опоры используется две направляющих.

Шлицевые валы

Продольные шлицы вдоль цилиндрических поверхностей валов, по которым движутся тела качения, предотвращают проворачивание втулки относительно направляющей. Еще одно преимущество такой конструкции — более высокое сопротивление изгибающим и крутящим нагрузкам. В остальном шлицевый профиль не отличается от цилиндрического и дублирует практически все его недостатки.

Еще один минус — высокая стоимость производства работ. Поэтому на фрезерно-гравировальных ЧПУ станках направляющие «шлицевой вал-шариковая втулка» применяются крайне редко.

Рельсовые направляющие с цилиндрическим валом

Цилиндрические рельсовые направляющие

Рельсовая направляющая представляет собой шлифованный цилиндрический вал на опоре призматического типа. Такая конструкция отличается повышенной жесткостью, что исключает провисание под весом балки или шпинделя. Цилиндрические рельсы крепятся на несущие конструкции станка при помощи болтов. Для этого в основании опоры сверлятся отверстия.

В случае прогиба станины под нагрузкой направляющие копируют (и компенсируют) ее деформации.

Втулки для таких опор имеют незамкнутую цилиндрическую поверхность, поэтому реакция на нагрузки в разных направлениях также будет различаться. Из-за повышенного люфта в вертикальном направлении может оказаться, что точность такого станка с тяжелым шпинделем окажется ниже, чем у аналогичной по конструкции модели с направляющими в виде полированных валов.

Читайте так же:
Сверлильный станок какой выбрать до 10000 рублей

Цилиндрические рельсы сравнительно недороги в производстве, поэтому есть в ассортименте большинства брендов с именем и без него. Поэтому разброс по качеству тоже значителен. Бывает, что втулки безымянного производителя «не лезут» на его же рельсы, и такие случаи — не редкость.

Призматические направляющие и ласточкин хвост

Такие направляющие применяются на промышленных металлообрабатывающих станках, к которым предъявляются высокие требования относительно жесткости и устойчивости к знакопеременным и статическим нагрузкам.

Призматические направляющие и ласточкин хвост выполняются как часть станины. Движущиеся по ним каретки представляют собой линейные подшипники полусухого или полужидкостного трения. После высокоточной станочной обработки пара подгоняется вручную на прилегание. Это трудоемкая и дорогостоящая операция.

Если в направляющих появляется износ (а он, как правило, неравномерен по длине), перешлифовать их в ремонтный размер чаще всего может только производитель. Заменить наделки в подшипнике можно самостоятельно, если не пугает ручная подгонка.

Из-за описанных выше сложностей случаи применения призматических направляющих на ЧПУ фрезерно-гравировальной группы единичны.

Профильные рельсовые направляющие

Профильные рельсовые направляющие

Профильные системы считаются наиболее надежными в работе, но вместе с тем требуют от производителя станка точности в установке. Рельсы закрепляются на станине при помощи винтов, по ним движутся каретки с шариками или роликами. Тела качения располагаются в дорожках. Такая конструкция имеет ряд преимуществ перед другими системами:

  1. Профиль дорожек обеспечивает равномерное распределение нагрузок на весь участок, находящийся под кареткой. Контактная поверхность между направляющей и телом качения представляет собой линию или дугу.
  2. Момент инерции сечения профиля рассчитан с высокой точностью. Рельс одинаково хорошо справляется с крутящими и изгибающими нагрузками независимо от направления их приложения.
  3. Профильные линейные направляющие с каретками работают практически без люфтов. Минимальные зазоры между телами качения и дорожками, высокий класс точности обработки позволяют собирать такие пары с преднатягом (отрицательным зазором).
  4. Профильные системы комплектуют пыльниками, сальниками, маслосъемными элементами. Их подключают к системе централизованной смазки, управляемой станком, поэтому подшипники такого типа имеют повышенный ресурс.

Чтобы преимущества профильных направляющих были полностью реализованы, производитель станка должен выполнить высокоточную обработку посадочных мест под рельсы: поверхность должна быть гладкой, нужно добиться хорошей соосности отверстий для крепления, применять качественные метизы.

Направляющие на станках MULTICUT

Направляющие на станках MULTICUT

Во всех сериях станков компании MULTICUT используются профильные направляющие и линейные подшипники HIWIN — одного из наиболее известных производителей комплектующих с бескомпромиссным качеством. Все узлы доставляются со склада официального представителя компании в России, что является гарантией оригинальности продукции. HIWIN специализируется на технологиях линейного перемещения. Компания создает высокоточные компоненты, которые используются в станкостроении, производстве авиационной и космической техники, медицинского оборудования.

Производитель разработал четыре серии профильных линейных направляющих для ЧПУ, которые выпускаются в типоразмерах от 15 до 45. Шариковые и роликовые линейные направляющие имеют 4 ряда тел качения, что обеспечивает высокую несущую способность, устойчивость портала и каретки со шпинделем.

Одно из преимуществ компонентов HIWIN — плавность хода. Благодаря этому даже черновые проходы на станках MULTICUT дают высокую чистоту поверхности изделия. В линейных подшипниках применяются пластиковые сепараторы, благодаря которым снижен уровень вибрации и шума.

Получить консультации, касающиеся направляющих линейного перемещения, а также других узлов, предусмотренных в станках MULTICUT, можно у наших сотрудников по телефону.

Как выбрать направляющие для станка с ЧПУ

В конструкции станка с ЧПУ используется несколько типов направляющих. Самодельные устройства нередко комплектуются рельсами из каретки печатной машинки, принтера или покупными. Качество и характеристики направляющих влияют на возможности станка с ЧПУ и точность обработки, поэтому экономить на их покупке не стоит.

Валы круглого сечения

круглые полированные валы

Наиболее широко применяемый и недорогой тип направляющих это полированные валы. Они просто монтируются, обрабатываются, купить такие детали не проблема. Валы производят из высокопрочной стали, в основном, шарикоподшипниковой, марок ШХ15 СГ, ШХ15, 95Х18-Ш. Они дополнительно подвергаются индукционному закаливанию верхних слоев, после чего полируются. Закалка индукционным методом повышает срок эксплуатации и снижает степень износа. Полированная поверхность позволяет двигаться каретке с минимальным трением за счет идеальной гладкости. Фиксируются валы своими руками, с двух концов, очень просто и быстро.

В продаже множество подделок, выполненных из металла низкого качества. Ведь проверить твердость стали на месте не представляется возможным.

Эта модель направляющих обладает рядом недостатков:

  • нет фиксации на основании. Вал удерживается лишь за счет двух концевых крепежей, что значительно облегчает установку своими руками, но делает направляющие независимыми от столешницы. Это увеличивает вероятность неточностей при обработке, направляющие может повести, со временем они искривляются.
  • провисают на длинных отрезках. В связи с провисанием валы длиннее 100 см в станкостроении не применяют. Следует также учитывать соотношение толщины и длины вала. Оптимальным считается соотношение 0,05, а лучше от 0,06 до 0,1.
Читайте так же:
Флюс на основе хлористого цинка

Линейные подшипники на круглый вал

Используется два типа линейных подшипников для направляющих:

  • шариковые втулки;
  • подшипники скольжения.

Шариковые втулки или подшипники качения по сравнению с каретками рельс обладают двумя большими недостатками: малая грузоподъемность, большой люфт. Чтобы каретка не разворачивалась, нужно на каждую ось ставить по паре валов. Минусы шариковых подшипников качения:

  • выдерживают малую нагрузку;
  • невысокий ресурс работы — шарик прилегает к валу лишь в единой точке, поэтому здесь образуется высокое давление. Постепенно в месте соприкосновения пробивается канавка и вал необходимо своими руками менять;
  • большой люфт — дешевые подшипники (а их большинство) производятся со значительным люфтом;
  • легко забиваются опилкой и пылью.

Подшипники скольжения. Подшипники этого типа изготавливают из мягких металлов, капролона, они работают по принципу трения скольжения. Если при эксплуатации выдерживаются все допуски, грузоподъемность и точность такого подшипника не меньше, чем качения. Вместе с тем, ему не страшны опилки и пыль. Но это касается лишь бронзовых деталей, грамотно обработанных.

Постепенно изделие изнашивается и его необходимо периодически подгонять, чтобы убрать зазоры. Чаще всего при изготовлении направляющих своими руками, используются более доступные шариковые подшипники.

Шлицевые валы

Вал круглого сечения имеет продольные пазы, по которым двигаются шарики втулки. Конструкция обладает повышенной жесткостью по сравнению простыми шлифованными валами, более длительным сроком эксплуатации, способна воспринимать с втулки усилия кручения.

При этом они также просто устанавливаются на два крепления по концам. Благодаря конструкции можно обеспечивать натяжение вала, поэтому их используют при необходимости крепежа направляющих по концам.

Один из основных минусов шлицевых направляющих — их высокая цена, поэтому в обычных станках с ЧПУ они используются редко.

Цилиндрические валы

цилиндрический вал на основании

Конструкция цилиндрических валов позволяет удерживать уровень по всей длине, полностью исключая провисание под весом каретки или своим собственным. Такие направляющие называются еще линейными опорными валами, фиксируются они прямо к корпусу станка с ЧПУ через предусмотренные в опорах резьбовые отверстия. По таким направляющим могут двигаться каретки большого веса без провисания.

Минусы цилиндрических валов:

  • малый срок эксплуатации;
  • заметный люфт втулок.

Если подшипники линейного типа одинаково работают с нагрузками разного направления, то на цилиндрических валах каретки показывают меньшую стабильность. Это объясняется замкнутой поверхностью втулок, которой не обладают каретки. Поэтому следует быть готовым к тому, что аппарат с ЧПУ малого размера с увесистой кареткой на опорных валах будет работать с большей погрешностью, нежели такой же станок с ЧПУ на обычных круглых рельсах.

Технология изготовления цилиндрических рельс очень проста, поэтому их производят и известные фирмы, и кустарные мастерские. Этим объясняется разброс технических характеристик и цен. Зачастую каретки и рельсы одного изготовителя «ноу нэйм» не совпадают.

Профильные рельсовые направляющие

линейные направляющие

Такие направляющие устанавливаются в станках ЧПУ особой точности, фиксируются прямо к станине, они могут быть шариковыми и роликовыми.

Шариковые профильные направляющие

На профильных направляющих есть дорожки, по которым перемещается каретка. Поэтому нагрузка распределяется равномерно по длине дорожки: шарик каретки прилегает к рельсу по дуге. Рельсы-направляющие характеризуются геометрической точностью. При перемещении тяжелой каретки их прямолинейность не нарушается. Служат они долго и практически не дают люфт.

Минусы шариковых рельс:

  • к местам крепления существуют высокие требования по прямолинейности и шероховатости;
  • достаточно сложно монтируются на станок с ЧПУ.

В продаже можно найти модели кареток и направляющих с разными грузоподъемностью и преднатягом. Производство рельс дорого, технология сложна. Поэтому кустари не занимаются их изготовлением, а представленная на рынке продукция достаточно качественная. Достойные направляющие выпускают, например, под марками ТНК и Hiwin.

Роликовые профильные направляющие

Это одна из разновидностей профильных рельс с плоскими пазами качения. Опорные модули вместо шариков оснащаются роликами. Благодаря этой разнице направляющие получаются еще более жесткими, выдерживающими большие грузы и длительный срок эксплуатации. Такие рельсы устанавливают на интенсивно работающее оборудование для фрезеровки камня, прочных марок стали и чугуна.

Призматические рельсы и «ласточкин хвост»

Их устанавливают на металлообрабатывающих производствах, где требуется повышенная жесткость. Рельсы «ласточкин хвост» представляют собой два скользящих друг по другу, плоских элемента. Отличие конструкции в большой плоскости соприкосновения. Такие рельсы нельзя демонтировать, они являются частью станины. Их производство и ремонт довольно сложны, поменять их своими руками вообще невозможно. Поэтому конструкция используется только в профессиональных станках с ЧПУ.

Самодельные направляющие из того, что нашлось под рукой

направляющие из стального уголка

Простейшие направляющие можно собрать своими руками из металлического уголка, подшипников, гаек и болтов. Алюминиевые уголки для направляющих использовать не стоит — деталь придется менять очень часто. Ведь шарикоподшипники каретки будут выедать в ней дорожки. Предпочтительнее стальной уголок или кругляк. В зависимости от интенсивности использования его можно закалить или оставить, как есть. Но непременно следует отшлифовать, уменьшив трение. Наиболее простой и бюджетный вариант это направляющие из старого принтера.

Читайте так же:
Фото перил из металла на крыльцо

Не следует подбирать слишком широкие подшипники, это бесполезно. Ширина «выедаемой» дорожки на направляющей не зависит от габаритов подшипника. Диаметр болтов должен совпадать с внутренним поперечником подшипника.

Чертежи, схемы и презентация самодельных направляющих в видеороликах:

Линейные направляющие, профильные рельсовые направляющие Hiwin (Хивин)

Супер-грузоподъемные профильные рельсовые направляющие HIWIN серий HG и EG, имеющие четыре замкнутых ряда шариков, на 30% превосходят аналогичную продукцию по грузоподъемности и жесткости — благодаря оптимизированному полукруглому профилю направляющих и их конструкции. Усовершенствованная конструкция механизма возврата шариков обеспечивает системе плавный ход. Фиксирующие планки препятствуют выпадению шариков, особенно при снятии каретки с рельсов.

Рельсы и блоки HIWIN серии RG

Роликовые рельсовые направляющие HIWIN, серия RGВ новых профильных рельсовых направляющих серии RG шариковые тела качения заменены на роликовые. Модели серии RG обладают сверхвысокой жесткостью и грузоподъемностью. Благодаря линейной рабочей поверхности соприкосновения минимизируется деформация из-за воспринимаемых нагрузок и достигается очень высокая жесткость и грузоподъемность во всех 4-х направлениях действия нагрузки. Линейные перемещения серии RG обеспечивают высокую производительность в особо точном производстве и имеют больший ресурс.

Рельсы и блоки HIWIN серий MGN, MGW

1. Компактные, легкие, подходят для миниатюрного оборудования

2. Изготовлены из нержавеющей стали

3. Готический профиль поверхности качения держит нагрузки во всех направлениях, отличается особой жесткостью и точностью.

4. Стальные шарики защищены от выпадения фиксирующей проволокой.

5. Имеются в наличии сменные модели определенных классов точности.

Серии MGN/MGW могут применяться во многих областях, таких как полупроводниковое оборудование, монтаж печатных плат, медицинское оборудование, робототехника, измерительные приборы, автоматизация офисной деятельности и других областях, где необходимы миниатюрные направляющие.

Рельсы и блоки HIWIN серии Q1 c технологией SynchMotion (TM)

Разработка профильных рельсовых направляющих серии Q1 базируется на испытанной четырехрядной серии HG с дугообразным профилем. Серия QH с технологией SynchMotion TM обладает всеми преимуществами серии HG и более того предлагает очень плавное движение, оптимизированную смазку и высокую синхронность хода. Все это делает возможным разностороннее использование этой серии в производстве, требующем особой синхронности и плавности хода. Каретки серии QH могут быть установлены на стандартные рельсы серии HG.

Торцевые уплотнители для кареток HIWIN

Уплотнители к кареткам HIWIN, серия KKИспользование дополнительных комплектов торцевых уплотнений обеспечивает усиленную защиту тел качения (шариков), препятствуя попаданию пыли и стружки внутрь каретки, тем самым, продлевая срок ее службы. Некоторые типы комплектов содержат торцевые стальные скребки, которые позволяют очищать поверхности качения от крупной абразивной пыли и горячей металической стружки без самоповреждения.

Смазочные картриджи E2 для кареток HIWIN

Смазочный картридж для каретки HIWIN, серия E2Для продления срока службы направляющих и кареток, необходимо регулярно смазывать их, что особенно важно при работе в сильно запыленных условиях. Использование смазочных картриджей облегчает обслуживание кареток в труднодоступных узлах, при этом период обслуживания каретки можно увеличить в десятки раз. Как следствие сокращаются трудозатраты и плановый простой оборудования.

Выбираем Направляющие Для Чпу Станка

направляющие для чпу станка

Непосредственно перед покупкой направляющих для чпу станка необходимо заняться составлением расчетной схемы. При составлении расчетной схемы направляющих (рис. 1) каретку качения считают точечной опорой, находящейся в центре каретки. Это допущение основано на том, что размеры каретки значительно меньше расстояний между ними, а все тела качения на одной дорожке нагружены приблизительно одинаково.

Начало координат прямоугольной системы, связанной с исполнительным органом, целесообразно совместить с центром симметрии контура направляющих.

На схеме следует показать все силы, действующие на рабочий орган, например, в момент резания составляющие силы резания F1, F2, F3, силу тяжести G, тяговую силу Q и вызванные ими реакции опор в двух плоскостях: R1Y, R2Y, R3Y, R4Y; R1Z, R2Z, R3Z, R4Z.

Расчетная схема направляющих чпу станка

Рис. 1. Расчетная схема направляющих чпу станка

Выбор направляющих чпу станка по статической грузоподъемности

Если каретка, находящаяся в покое или движении, нагружена слишком большой силой, то на телах качения и поверхностях дорожек возникают местные пластические деформации. Значительные деформации нарушают плавность движения рабочего органа. Нагрузочная способность направляющих по критерию возникновения пластических деформаций характеризуется статической грузоподъемностью C, которая является постоянной по направлению статической нагрузкой, вызывающей суммарную остаточную деформацию тел и дорожек качения в наиболее нагруженной зоне контакта, равную 0,0001 диаметра тела качения.

Значения основной (номинальной) нагрузки C для отдельно взятой каретки качения стандартного качества приводятся в каталогах производителей. Если твердость поверхностного слоя направляющей чпу станка ниже нормальной (58–64 HRC), то табличное значение C0 надо умножить на коэффициент fн, при твердости 55; 50; 45 HRC равный соответственно 0,77; 0,53; 0,37.

Читайте так же:
Прибор для проверки генератора автомобиля

Погрешности направляющих, связанные с числом кареток z на одном рельсе, снижают их статическую и динамическую грузоподъемность. Это учитывается коэффициентом fc. При z = 2 и fc = 0,81, при z = 3 fc = 0,72.

Чтобы предохранить направляющие от появления остаточных пластических деформаций, для наиболее нагруженной каретки должно выдерживаться соотношение

где P – наибольшая нагрузка на каретку.

Следовательно, направляющие пригодны по критерию статической грузоподъемности, когда

Выбор направляющих станка по динамической грузоподъемности

При движении нагруженной каретки в поверхностных слоях дорожек и тел качения возникают периодически изменяющиеся напряжения. При взаимодействии их с концентраторами напряжений в этих слоях образуются микротрещины, следствием которых является выкрашивание частичек металла, называемое усталостью. Наработка направляющих по критерию усталости измеряется путем, который проходит каретка до появления первых выкрашиваний рабочих поверхностей. С учетом рассеивания срока службы одинаковых направляющих в одних и тех же условиях эксплуатации изготовитель вводит номинальную наработку Lн (базовый путь), в качестве которой принимается путь, который может быть пройден 90 % направляющих (не менее) без появления усталости, и динамическую грузоподъемность C как показатель нагрузочной способности.

Динамическая грузоподъемность C – это постоянная по направлению статическая нагрузка, которую не менее 90 % одинаковых кареток в одинаковых условиях эксплуатации могут воспринимать, совершая движение на базовом пути Lн до появления первых признаков усталости (выкрашивания) поверхностного слоя и дорожек качения. Значения основной (номинальной) динамической грузоподъемности C для направляющих чпу станка стандартного качества приводятся в каталогах изготовителей.

Выбор направляющих станка по критерию предварительного натяга

Предварительный натяг в направляющих обеспечивается подбором тел качения по диаметру. Он способствует повышению жесткости направляющих, но несколько снижает их долговечность. Каждый производитель изготавливает направляющие нескольких классов натяга, отличающихся долей динамической нагрузки C, которой равна сила натяга.

Направляющие с силой натяга 0,08C рекомендуются для осей X и Y токарных станков с ЧПУ, прецизионных координатных столов, электроэрозионных станков. Направляющие с силой натяга 0,13C применяются в станках при высоких требованиях к жесткости, например, для оси Z токарных станков с ЧПУ, в шлифовальных и фрезерных станках.

Выбор направляющих по критерию точности

Направляющие изготавливаются нескольких классов точности (обычно пяти). Нормируются допуски размеров H (рис. 2), N, максимальная разность размеров H и N на одном рельсе, отклонения параллельности плоскости C относительно А, плоскости D относительно В. Взаимозаменяемость кареток и рельсов обеспечивается их точностью.

Класс точности направляющих должен соответствовать точности других элементов станка.

Схема к характеристике точности направляющих станка

Направляющие обеспечивают правильность траектории прямолинейного или кругового движения рабочего органа станка и воспринимают действующие нагрузки. Основные требования к направляющим:

  • точность перемещения и установки;
  • долговечность;
  • жесткость;
  • малая величина и постоянство сил трения;
  • высокая демпфирующая способность;
  • простота и минимальная стоимость.

В станке ЧПУ применяют направляющие качения, гидростатические, аэростатические и комбинированные (обычно скольжения в сочетании с качением). Каждый из типов направляющих имеет свои достоинства и недостатки. Выбор типа направляющих в каждом конкретном случае должен осуществляться с учетом всего комплекса требований и условий работы станка и каждого перемещаемого узла.

Направляющие качения наиболее полно удовлетворяют требования станков с ЧПУ по металлу и широко применяются для узлов массой до 10 — 15 т. Их недостатком является относительно высокая стоимость. Гидростатические направляющие по большинству показателей не уступают направляющим качения, но имеют меньшую эксплуатационную надежность. Они применяются, как правило, в тяжелых станков по металлу. Аэростатические направляющие имеют относительно низкие нагрузочную способность и жесткость.

Комбинированные направляющие станков имеют наиболее простую конструкцию и относительно низкую стоимость, однако по износостойкости уступают другим типам. Они широко применяются для узлов массой до 3 — 5 т.

Направляющие скольжения в условиях интенсивной эксплуатации, характерных для станков с ЧПУ, быстро теряют точность и практически не применяются.

Комбинированные направляющие станков по металлу

Комбинированные направляющие металлообрабатывающих станков, как правило, представляют собой сочетание направляющих скольжения и качения. При их проектировании обычно стремятся в направлении действия наибольших нагрузок устанавливать роликовые опоры, а в других направляющих — накладки из антифрикционных материалов. В качестве антифрикционных материалов широко применяются композиционные полимеры на основе наполненных фторопластов. Ранее в отечественном станкостроении был распространен фторлон ФЧК15M5 (ТУ6-05-1412-76), изготавливаемый OHПО “Пластполимер» в виде ленты толщиной 1,7 мм. Велись работы по освоению полимера марки ФЧК15MІОНІ,5, обладающего относительно лучшими свойствами по износостойкости.

Для повышения точности в гранях скольжения комбинированных направляющих следует использовать принудительную выборку зазоров по схеме рис. 3. Для исключения зазоров используются пружинные устройства 1, осуществляющие прижим подвижного узла 2 к базовой грани 3 направляющих. Усилия пружин выбирают таким образом, чтобы обеспечивалось нераскрытие стыка 3 при установочных перемещениях и чистовой обработке.

Рис. 3. Схема для расчета усилий прижимных роликов станка по металлу

Производство направляющих для ЧПУ своими руками

Направляющие – важная деталь в устройстве фрезерного станка. Направляющие для ЧПУ своими руками могут выполнить многие мастера, опыт работ в домашних условиях имеется у большинства практикующих специалистов.

Читайте так же:
Шлифовальная машинка по бетону с пылесосом

Задумав домашнее производство мебели, необходимо соблюдать точность в конструкции. Поэтому многие мастера, осваивающее его нуждаются в качественном оборудовании. Специальный деревообрабатывающий механизм облегчит труд, позволит создавать качественную, продукцию в короткий срок.

Чтобы изделия отличались высокой точностью, но соответствовали современным характеристикам, применяются модели ЧПУ.

Числовое программное управление

Числовое программное управление дает такую возможность, но покупать его под силу не каждому предпринимателю. Именно по этой причине появляется потребность изготовить самодельный агрегат, для устройства которого применяются детали собственного производства.

Основными частями фрезерных станков, предназначенных для обработки того или иного материала, являются направляющие. Они представляют собой шариковые или роликовые подшипники качения, назначением которых является перемещение каретки. Их цель – ускорение, упрощение и придание точности производству.

Виды направляющих

Точность станка – это задача направляющих стержней. Они делятся на два вида:

  • скольжения;
  • качения – предполагают использование подшипников.

Схемы направляющих качения

Первый вид используется на станках небольшой мощности и не нуждающихся в большой продуктивности. К ним относятся деревообрабатывающие, токарные, сверлильные и настольные аппараты.

Самодельные направляющие для ЧПУ станка изготавливаются линейного тапа, они могут быть роликовыми или шариковыми. Независимо от вида должны обладать следующими характеристиками:

  • сохранением заданных параметров;
  • плавным перемещением;
  • эффективностью;
  • низким трением.

В качестве деталей для скольжения втулок в большинстве случаев используются стержни цилиндрической формы, их необходимо отшлифовать. Некоторые мастера советуют изготовить механизм и без втулок, но из-за этой манипуляции будет снижена аккуратность изделий, а стержни будут иметь меньший срок эксплуатации.

Варианты самодельных направляющих

Направляющий механизм для ЧПУ часто бывает основан на использовании хромированной металлической трубы.

Хромированная металлическая труба

Она имеет небольшую стоимость, ее легко обрабатывать, меняя форму. Кроме того, есть и ряд недостатков:

  • Защитный верхний слой стирается очень быстро, затем металл изнашивается быстрее.
  • При высокой нагрузке на трубу, она не дает необходимой прочности.

Такое решение является дешевым для специалиста, но хватит работы такого станка лишь на несколько десятков часов. Это связано с минусами оцинкованных или хромированных труб, которые сами сделаны из мягкого металла, подверженного быстрому износу при нагрузке. Фрезер в совместном использовании с такими направляющими значительно сократит их срок службы.

Кроме этих способов, следует применять в качестве движущих частей устройства фрезера с небольшой мощностью. Они придают изготавливаемым деталям точную тщательную обработку, чаще их используют на станках для обработки дерева. Они имеют низкую цену и маленький срок выработки.

Самодельные направляющие: инструкция

Самодельные направляющие для деревообрабатывающего станка в ЧПУ собственного изготовления могут быть нескольких вариантов.

Первый вариант выполнения – простой, вовремя выполнения агрегата по такому алгоритму необходимо собрать конструкцию, состоящую из таких деталей:

  • Подшипников – принимают силу мотора, оказываемую противодействию.
  • Металлического уголка – выступает в роли каретки.
  • Болтов и гаек – размер должен соответствовать внутреннему диаметру подшипника.

Инструкция по изготовлению:

  • для начала измеряем необходимую длину металлического уголка, убрать лишнее;
  • просверлить симметрично с двух сторон, отверстия необходимого диаметра;
  • при помощи гаек и болтов закрепить подшипники.

Конструкция направляющих готова, она не требует массы усилий и довольно понятна для неопытного мастера.

Направляющие из мебельных стержней используются при изготовлении мебели на заказ, чтобы добиться точности, подойдет готовая фрезерная база из мебельных деталей. С применением в конструкции отшлифованных цилиндрических стержней.

В этом случае необходимо сделать отверстия, равные по диаметру их ширине, прямо в суппорте, они обязательно обязаны быть параллельны друг другу.

Специалисты рекомендуют дополнительно использовать бронзовые втулки, тогда их размер обязан ровняться диаметру направляющих.

Используя старые печатные машинки «Янтарь», легко изготовить направляющие для ЧПУ своими руками. Их особенность в том, что движущие части там выполнены в форме уголка. Понадобятся такие детали:

  • подвижная часть;
  • сепаратор – пластина, в которую вмонтированы шарики;
  • рельсы;
  • металлическая пластина;
  • уголки, длина которых равна рельсу.

Соединяем все части необходимым образом и получаем готовый результат.

Рекомендации умельцев

Для маленького домашнего станка ЧПУ в качестве направляющих следует взять автомобильные стойки.

Автомобильные стойки подойдут для маленького станка с ЧПУ

Их используют в отечественных автомобилях, поэтому достать их не составит труда. Используются штоки от стоек, они обладают прочностью и сделаны из качественного металла.

Поэтому проявив смекалку и фантазию, у мастера возможности становятся безграничны. Немного подумав, несложно собрать станок ЧПУ своими руками из подручных деталей, находящихся в доступе и не используемых по назначению. Это сократит затраты на домашнее производство и повысит его продуктивность и качественность.

Видео по теме: Самодельный линейный подшипник

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector