Wat zijn de machinegidsen en hoe kies je ze?

Geleidingen zijn het belangrijkste onderdeel van werktuigmachines, omdat de nauwkeurigheid van de gereedschapsbeweging ervan afhangt. Uit het artikel leert u wat de cirkelvormige en lineaire geleiders zijn voor CNC-machines, wat beter is om te kiezen - rol-, kogel- of andere aluminium geleiders.

Elke onderlinge beweging van het werkstuk en het gereedschap vindt plaats langs geleidingen - een soort rails. Het werklichaam van de machine of een apparaat met een daarin vastgemaakt werkstuk loopt er langs. En aangezien deze bewegingen direct van invloed zijn op de kwaliteit van het product, moeten de geleiders aan een aantal eisen voldoen.

• Stijfheid en hardheid. Bij metaalbewerking treden grote snijkrachten op - 100 kg of meer. Het is onmogelijk om het werklichaam van de machine meer te laten "lopen" dan de gespecificeerde kwaliteit. Daarom zijn de geleiders gemaakt van gelegeerde staalsoorten - ШХ-15, 95Х18, gevolgd door warmtebehandeling, evenals verschillende soorten keramiek.

• Lage wrijvingskracht. Bij het bewerken van complexe onderdelen op CNC-machines beweegt het gereedschap met schokken en versnellingen. En door verhoogde wrijving gaat de nauwkeurigheid van zijn bewegingen verloren.

• Bestand tegen slijtage. In eenvoudige modellen van houtbewerkingsmachines zijn de geleiders uit één stuk gegoten met het bed en in CNC-machines zijn ze er mechanisch mee verbonden. Maar in alle gevallen is reparatie een moeilijke en verantwoorde aangelegenheid.

Omdat er veel soorten en modellen machines zijn, zijn de handleidingen voor hen anders.

De vormende bewegingen van elke machine zijn rotatie en lineaire beweging. Ze hebben de juiste gidsen nodig.

• Ronde tafels worden vaak gebruikt in draaitafels waar het werkstuk van alle kanten wordt bewerkt. Ze zijn te vinden in frees- en 5-assige machines.

• Krachtkoppen en remklauwen van draaibanken en multifunctionele machines met CNC bewegen lineair verticaal en horizontaal.

• Hellend zijn nodig voor gespecialiseerde werktuigmachines.

Hoe gemakkelijker het is om geleiders te maken, hoe goedkoper ze zijn, maar ze geven niet altijd de vereiste nauwkeurigheid van bewegingen. Daarom is het noodzakelijk om de vorm van de doorsnede correct te kiezen.

• Rechthoekig, tegelijkertijd gegoten met het bed, de eenvoudigste. Vaak te vinden in goedkope tafelmachines.

Ze verschillen niet in hoge nauwkeurigheid van het werk, omdat door slijtage een speling ontstaat tussen de rail en de bus. Maar ze kunnen worden gerepareerd, ze zijn gemakkelijk te polijsten.

• Driehoekig of prismatisch, meer precies, want dankzij de afgeschuinde randen zijn er geen openingen. Ze werden veel gebruikt in de machinebouw, maar worden nu geleidelijk vervangen door andere typen.

• Gepolijste cilindrische assen - eenvoudig en gebruikelijk, eenvoudig op de machine te installeren of te vervangen. Inductieharding en oppervlakteafwerking zorgen voor slijtvastheid en lage wrijvingscoëfficiënt. Maar er is een nadeel - bevestiging langs de randen leidt tot verzakking onder zijn eigen gewicht of onder de massa van de remklauw. Een beetje, maar leidt al tot productfouten. Daarom worden dergelijke geleiders niet langer dan 1 m gemaakt en moet de verhouding van de diameter tot de lengte van de as ten minste 0,05 en bij voorkeur 0,06-0,1 zijn.

• Gegroefde assen betere weerstand tegen buigen en draaien. En de bus, die langs de as beweegt, kan niet vanzelf draaien, wat de hele machine stijfheid geeft. De nadelen van spie-assen zijn dezelfde als die van gepolijste assen.En nog een ding - de spiebaanas is moeilijk correct op de machine te installeren, dus ze zijn zeldzaam.

• Cilindrische rail - dit zijn gewone ronde geleiders, maar over de hele lengte zijn ze aan de prismatische steun gelast. Dit verhoogt de stijfheid. Wanneer de machine met grote werkstukken werkt, worden deze geleiders meegebogen met het bed, zodat de relatieve positie van het gereedschap of werkstuk niet verandert. Dit betekent dat de nauwkeurigheid toeneemt. En dergelijke rails zijn niet duur.

• "Zwaluwstaart" gebruikt in zware werktuigmachines die stijfheid en stabiliteit vereisen onder wisselende en statische belastingen. Ze zijn uit één stuk gegoten met het bed, waardoor ze moeilijk te repareren zijn als ze worden gedragen. Alleen een fabrikant of een zeer discrete persoon die met de hand werkt, kan de vlakken over de hele lengte slijpen. Maar dergelijke rails dienen voor een lange tijd.

• Stalen aluminium profielen - de meest betrouwbare in het werk. Dankzij de groeven waarlangs de kogels of rollen bewegen, houden dergelijke geleiders de lading goed vast, spelen ze niet, draaien of buigen ze niet.

De kwaliteit van de machine wordt niet alleen beïnvloed door de rails zelf, maar ook door hun bijpassende huls. In de machinebouw worden ze gecombineerd tot één term - gidsen. Wrijving, positioneringsnauwkeurigheid en alles wat de beweging beïnvloedt, hangt af van het ontwerp van dit paar. Daarom zijn de geleiders anders gemaakt: glijdend, rollend en gecombineerd.

Daarin beweegt de remklauwbus op kogels of rollen langs de rail. Op de huls zijn speciale schroefgroeven gemaakt, waardoor de kogels, wanneer ze de rand bereiken, terugkeren naar hun oorspronkelijke positie. Het lijkt op een lager. Deze oplossing heeft veel voordelen.

• Goede dynamische eigenschappen en lage wrijving - de remklauw kan snel accelereren en stoppen. Dit is essentieel voor het nauwkeurig bewerken van kleine onderdelen zoals uitsparingen en groeven.

• Lage warmteafvoer - de rails worden niet vervormd door thermische effecten. Dit is vooral goed voor zeer nauwkeurige (precisie) apparatuur.

• Makkelijk te onderhouden - wanneer versleten, volstaat het om de ballen te vervangen. Ze zijn zachter dan de geleiderail en slijten daardoor sneller.

Maar er is een nadeel - een klein dempingsvermogen. Dit betekent dat trillingen die tijdens het snijden worden gegenereerd, onveranderlijk worden doorgegeven aan het bed. Dit vermindert de nauwkeurigheid van de bewerking en leidt tot uitval. Trillingen treden bijvoorbeeld op wanneer het materiaal ongelijk is bij voorbewerkingen.

De rolgeleiders hebben een iets ander ontwerp. Ze zijn rol en bal.

• Rollers zijn bestand tegen hogere belastingen dan ballen. Maar de wrijving die optreedt aan de uiteinden van de rollen vermindert de dynamische eigenschappen.

• Kogellagers zijn beter geschikt voor precisiewerk, maar tolereren geen hoge snijgegevens.

Voor moeilijke omstandigheden zijn andere constructies nodig.

Daarin schuift de huls langs de rail langs de smeermiddellaag. Vanwege het grote ondersteuningsgebied zijn ze bestand tegen zware belastingen, inclusief schokbelastingen, daarom worden ze veel gebruikt in de initiële verwerkingsmodi. Maar in deze gidsen is de statische wrijvingskracht veel hoger dan de bewegingswrijvingskracht, daarom bewegen de knooppunten bij lage snelheden niet uniform, maar in sprongen.

Om dit te compenseren worden verschillende technische oplossingen gebruikt.

• Hydrodynamische hebben een eenvoudig en betrouwbaar ontwerp. Daarin wordt olie aangezogen door de smeergroeven tussen de rail en de bus, die de wrijvingsvlakken scheidt. Deze groeven zijn over de gehele lengte van de rail. Deze geleidingen hebben een hoge stijfheid en goede dempingseigenschappen. Nadelen - ze werken alleen goed bij hoge snelheden, anders is er geen hydrodynamisch effect. Bovendien verslechteren de bedrijfsomstandigheden tijdens accelereren en vertragen.Deze geleiders worden veel gebruikt in schaaf- en carrouselmachines.

• Hydrostatische zijn verstoken van deze nadelen. Daarin wordt smering onder druk van een pomp geleverd, daarom is er op het oppervlak altijd een oliefilm met een dikte van 10-50 micron en soms 100 micron.

Maar ze hebben ernstige nadelen - ze hebben apparatuur nodig voor het circuleren en filteren van de olie, verwarming vindt plaats tijdens bedrijf en er zijn speciale apparaten nodig om de remklauw in de gewenste positie te bevestigen. Bovendien is het systeem moeilijk te onderhouden.

Hydrostatische geleidingen worden veel gebruikt in zware en unieke CNC-bewerkingsmachines met hoge precisie. Ze zijn open en gesloten. Open-ended (zonder strips) zijn eenvoudiger van ontwerp en worden gebruikt onder stabiele bedrijfsomstandigheden en een grote remklauwmassa. Gesloten zijn beter bestand tegen buigen en kantelen, maar vereisen een zorgvuldige en dure constructie.

• Aerostatische gebruiken lucht in plaats van olie. Daarom hebben ze lage wrijving, hoge precisie en duurzaamheid. En als u de luchttoevoer verwijdert, wordt de remklauw stevig bevestigd, in tegenstelling tot hydrostatische apparaten. Maar hun stijfheid en dynamiek zijn erger, bovendien treden er door de lage luchtdichtheid fluctuaties op. Ook moeten de luchtkanalen regelmatig worden schoongemaakt.

Deze geleidingen hebben hun waarde bewezen in lichtgewicht werktuigmachines. Ze worden gebruikt in coördinatenmeetmachines, PCB-machines en soortgelijke apparatuur.

Semi-vloeibare of vloeibare smering, gemengde rol-glijdende wrijving en andere oplossingen worden gebruikt. Ze bieden een hoge stijfheid en een soepele werking. Maar ze hebben een korte levensduur.

De belangrijkste taak is ervoor te zorgen dat er niets anders dan olie tussen de wrijvende delen zit. Hiervoor zijn de gidsen beveiligd met speciale apparaten.

• Rubber gegolfde bescherming geeft geen koelvloeistof (snijvloeistof) op metalen producten komt, beschermt het tegen stof en kleine rommel. Maar het is niet bestand tegen scherpe spanen of grote voorwerpen, bijvoorbeeld als het werkstuk op het bed valt.

• Rolbeveiliging is betrouwbaarder. Wanneer de remklauw beweegt, rolt deze op en daarentegen ontvouwt zich. Daarom zijn de geleiders altijd bedekt met een metalen tape, zij het een dunwandige.

• Telescopisch is het meest betrouwbaar. De dikke doos breidt zich uit over de volledige lengte van de geleiders en sluit ze aan alle kanten.

Maar houd er rekening mee dat hoe massiever de bescherming is, hoe meer moeite het kost om deze op te vouwen. En hoe sterker de wrijving. Daarom moet u de telescopische versie niet nemen voor zwakke of nauwkeurige machines die hoge dynamische eigenschappen nodig hebben. Maar het is ook niet aan te raden om te besparen op bescherming.

• Gidsen moeten soms met de hand worden schoongemaakt. Hiervoor is een schraper nodig.

• En als er tijdens het gebruik te veel vuil wordt gegenereerd, is het raadzaam om de wisser op de remklauw te bevestigen.

En de techneut houdt van verzorging.

• Een doek is ideaal voor het verwijderen van vuil en oude olie van oppervlakken.

• En olie voor het smeren van oppervlakken beschermt onderdelen tegen corrosie. Bovendien is het periodiek noodzakelijk om de geleiders in olie te spoelen om ze van oxiden te reinigen.

Maar als deze tools niet werken, kun je altijd nieuwe handleidingen kopen.

Bij reparatie kunt u gewoon dezelfde handleidingen kopen. Of u kunt de machine upgraden. Denk maar aan een aantal punten.

• De gidsen zijn vooraf geladen. Het wordt geregeld door de diameter van de kogels of rollen in de wagen. Voor draaibanken met CNC in de X- en Y-as moet de interferentiekracht bijvoorbeeld 0,08C zijn. En voor de Z-as zou het 0,13C moeten zijn. Dan is de hoge stijfheid van de gehele constructie gegarandeerd.

• De geleidingen moeten overeenkomen met de nauwkeurigheidsklasse van de gehele machine.

Bepaal het type product.

• Voor zachte werkstukken met een lengte van minder dan 1 m zijn gepolijste assen geschikt.

• Voor het slijpen van metaal of grote stukken hout heb je profielrails nodig.

En tot slot, koop componenten alleen in vertrouwde winkels.