Знаете ли вы, сколько типов направляющих существует в обрабатывающих центрах с ЧПУ?

«Подробное описание типов направляющих для обрабатывающих центров с ЧПУ»

1. Направляющая линейного перемещения
   Линейные направляющие — наиболее распространённый тип направляющих в обрабатывающих центрах. Они обеспечивают точное прямолинейное перемещение подвижных деталей. Преимуществами линейных направляющих являются простота конструкции, лёгкость изготовления и высокая точность. На каждой оси обрабатывающего центра, например, X, Y и Z, обычно используются линейные направляющие.
   Точность и производительность линейных направляющих зависят от материала, технологии изготовления и точности установки. Высококачественные линейные направляющие обеспечивают стабильную точность и надежность работы обрабатывающего центра при высокоскоростном перемещении и больших нагрузках.
2. Направляющая кругового движения
   Направляющие кругового движения в основном используются для вращающихся валов обрабатывающих центров или компонентов, требующих кругового движения. Проектирование и изготовление направляющих кругового движения относительно сложны, и, учитывая специфику кругового движения, необходимо учитывать такие факторы, как центробежная сила и трение.
   Направляющие кругового движения обычно используют высокоточные шариковые или роликовые подшипники, обеспечивающие плавность и точность вращения. В некоторых высокоточных обрабатывающих центрах также используются гидростатические направляющие кругового движения для дополнительного повышения точности и стабильности вращающегося вала.

1. Направляющая основного движения
   Направляющая главного движения — это направляющая, отвечающая за реализацию главного движения инструмента или заготовки в обрабатывающем центре. Точность и производительность направляющей главного движения оказывают решающее влияние на точность и эффективность обработки на обрабатывающем центре.
   В обрабатывающих центрах в качестве направляющих главного движения обычно используются высокоточные роликовые направляющие или гидростатические направляющие. Эти направляющие обладают такими характеристиками, как высокая скорость, точность и жёсткость, и отвечают требованиям обрабатывающих центров, работающих в условиях высокоскоростного резания и обработки с большими нагрузками.
2. Направляющая рельса движения подачи
   Направляющая подачи — это направляющая, отвечающая за подачу инструмента или заготовки в обрабатывающем центре. Точность и стабильность направляющей подачи напрямую влияют на точность обработки и качество поверхности обрабатывающего центра.
   В качестве направляющих подачи обычно используются направляющие скольжения, роликовые направляющие или гидростатические направляющие. Роликовые направляющие и гидростатические направляющие обладают более высокой точностью и стабильностью и подходят для высокоточных обрабатывающих центров, в то время как направляющие скольжения обладают простотой конструкции и низкой стоимостью и подходят для некоторых обрабатывающих центров средней и низкой точности.
3. Регулировочная направляющая
   Регулировочная направляющая — это направляющая, используемая в обрабатывающем центре для регулировки положения инструмента или заготовки. Точность и гибкость регулировочной направляющей оказывают существенное влияние на точность обработки и удобство эксплуатации обрабатывающего центра.
   В качестве регулировочных направляющих обычно используются скользящие или роликовые направляющие. Эти направляющие обладают малым коэффициентом трения и высокой точностью, что позволяет легко осуществлять точную регулировку инструмента или заготовки.

1. Скользящая направляющая
   (1) Традиционная скользящая направляющая
   Традиционные направляющие из чугуна и закаленной стали обладают такими преимуществами, как простота конструкции, лёгкость изготовления, высокая жёсткость и высокая вибростойкость. Однако такие направляющие имеют недостатки: большой статический коэффициент трения и динамический коэффициент трения, изменяющийся со скоростью, что приводит к значительным потерям на трение. На низких скоростях (1–60 мм/мин) возможно возникновение эффекта проскальзывания, что снижает точность позиционирования подвижных деталей. Поэтому, за исключением экономичных станков с ЧПУ, традиционные направляющие скольжения больше не используются на других станках с ЧПУ.
   (2) Пластиковая направляющая скольжения
   В настоящее время в большинстве станков с ЧПУ используются направляющие с пластиковым покрытием, то есть мягкая лента из пластика, состоящая из пластика и других химических материалов, наклеена на фрикционную поверхность подвижной направляющей. Пластиковые направляющие обычно делятся на два типа: тефлоновые мягкие ленты и эпоксидные износостойкие направляющие.
   Направляющие скольжения с пластиковым покрытием имеют следующие характеристики:
   • Хорошие фрикционные характеристики: мягкая лента из пластиковой пленки направляющего рельса с пластиковым покрытием имеет низкий коэффициент трения, что позволяет снизить сопротивление трению движущихся частей и повысить плавность движения.
   • Хорошая износостойкость: мягкая лента из пластиковой пленки обладает хорошей износостойкостью и может продлить срок службы направляющей.
   • Стабильное движение: коэффициент трения направляющей с пластиковым покрытием стабилен и не меняется со скоростью. Поэтому движение стабильно, и возникновение эффекта проскальзывания маловероятно.
   • Хорошее гашение вибраций: мягкий ремень из пластиковой пленки обладает определенной эластичностью и может поглощать вибрацию движущихся частей, а также повышать точность обработки обрабатывающего центра.
   • Хорошая технологичность: процесс изготовления направляющих с пластиковым покрытием относительно прост, отличается низкой стоимостью, простотой установки и обслуживания.
2. Роликовый направляющий рельс
   (1) Принцип работы
   В направляющих качения между поверхностями направляющих размещаются тела качения, такие как шарики, ролики и иглы, что позволяет преобразовать трение скольжения между поверхностями направляющих в трение качения. Такой метод трения значительно снижает сопротивление трения и повышает чувствительность и точность перемещения.
   (2) Преимущества
   • Высокая чувствительность: разница между динамическим коэффициентом трения и статическим коэффициентом трения направляющих качения очень мала, поэтому движение стабильно и явление проскальзывания нечасто возникает при движении на низких скоростях.
   • Высокая точность позиционирования: точность повторного позиционирования направляющих качения может достигать 0,2 мкм, что соответствует требованиям высокоточных обрабатывающих центров.
   • Малое сопротивление трению: коэффициент трения качения тел качения значительно меньше коэффициента трения скольжения, что делает движение движущихся частей более легким и снижает потребление приводной мощности.
   • Малый износ, хорошее сохранение точности и длительный срок службы: площадь контакта между телами качения и поверхностями направляющих рельсов мала, износ незначителен и позволяет сохранять высокую точность в течение длительного времени.
     (3) Недостатки
     Направляющие качения обладают низкой вибростойкостью и предъявляют высокие требования к защите. В процессе обработки вибрация влияет на точность перемещения тел качения, тем самым снижая точность обработки на обрабатывающем центре. Кроме того, направляющие качения требуют надлежащих мер защиты, чтобы предотвратить попадание пыли, стружки и других загрязнений на поверхность направляющих и повреждение тел качения и направляющих.
     (4) Случаи применения
     Направляющие качения особенно подходят для случаев, когда рабочие части станков требуют равномерного перемещения, точного перемещения и высокой точности позиционирования. Именно поэтому направляющие качения широко используются в станках с ЧПУ.
3. Гидростатическая направляющая
   (1) Жидкостно-гидростатическая направляющая
   • Принцип работы
     Между двумя рабочими поверхностями направляющей рельса гидростатического типа расположена масляная камера. Введение смазочного масла под определённым давлением приводит к образованию гидростатической масляной плёнки, что обеспечивает трение рабочей поверхности рельса в условиях чистого жидкого трения без износа и с сохранением высокой точности.
   • Преимущества
     • Высокая точность: Жидкостно-гидростатические направляющие способны обеспечить чрезвычайно высокую точность и гарантировать стабильную точность обрабатывающего центра при высокоскоростном перемещении и в условиях больших нагрузок.
     • Низкий коэффициент трения: чисто жидкостное трение делает коэффициент трения чрезвычайно низким, что значительно снижает потребление мощности привода.
     • Отсутствие эффекта «ползания» на малых скоростях: даже на малых скоростях жидкостные гидростатические направляющие не проявляют эффекта «ползания», обеспечивая плавность движения.
     • Большая грузоподъемность и хорошая жесткость: гидростатическая масляная пленка способна выдерживать большую нагрузку, повышая грузоподъемность и жесткость обрабатывающего центра.
     • Масло обладает эффектом поглощения вибрации и хорошей вибростойкостью: Масло может поглощать вибрацию и снижать влияние вибрации во время обработки на точность обработки.
   • Недостатки
     Конструкция жидкостно-гидростатических направляющих сложна, требует наличия системы подачи масла, а также высокой чистоты масла. Это увеличивает стоимость производства и обслуживания.
   • Классификация
     Гидростатические направляющие для обрабатывающих центров можно разделить на две основные категории: открытого и закрытого типа. Масляная камера открытого гидростатического направляющего рельса напрямую связана с внешним миром и имеет простую конструкцию, но подвержена внешнему загрязнению; масляная камера закрытого гидростатического направляющего рельса закрыта, и масло может быть повторно использовано, обеспечивая высокую чистоту, но сложную конструкцию.
     (2) Газогидростатическая направляющая
   • Принцип работы
     После введения газа под определенным давлением между двумя рабочими поверхностями направляющих рельсов пневмогидростатического направляющего рельса может образоваться гидростатическая воздушная пленка, благодаря чему поверхности двух направляющих рельсов координатно-пробивного станка с ЧПУ будут равномерно разделены для получения высокоточного перемещения.
   • Преимущества
     • Малый коэффициент трения: коэффициент трения газа чрезвычайно мал, что облегчает движение движущихся частей.
     • Сложно вызвать нагрев и деформацию: из-за малого коэффициента трения выделяется меньше тепла, и направляющий рельс сложно нагреть и деформировать.
   • Недостатки
     • Малая грузоподъемность: Грузоподъемность газогидростатических направляющих относительно невелика и часто используется в случаях с небольшими грузами.
     • Колебания давления воздуха влияют на точность: Колебания давления воздуха вызывают изменения в воздушной пленке, тем самым влияя на точность направляющей.
     • Необходимо принять меры по предотвращению образования пыли: попадание пыли на поверхность направляющей может привести к ее повреждению, поэтому необходимо принять эффективные меры по предотвращению образования пыли.