«Подробное объяснение типов направляющих для обрабатывающих центров с ЧПУ»

1. Направляющая линейного движения
   Направляющая линейного перемещения является наиболее распространенным типом направляющих в обрабатывающих центрах. Он направляет движущиеся части двигаться точно по прямой. Преимущество направляющих линейного перемещения заключается в простой конструкции, простоте изготовления и простой гарантии точности. На каждой оси обрабатывающего центра, такой как ось X, ось Y и ось Z, обычно используются направляющие линейного перемещения.
   Точность и производительность направляющих линейного перемещения зависят от материала, производственного процесса и точности установки направляющих. Высококачественные направляющие линейного перемещения могут обеспечить стабильную точность и надежность обрабатывающего центра в условиях высокоскоростного движения и тяжелых нагрузок.

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 из-за особенностей кругового движения необходимо учитывать такие факторы, как центробежная сила и трение.
   В направляющих кругового движения обычно используются высокоточные шариковые или роликовые подшипники, обеспечивающие плавность и точность вращательного движения. В некоторых высокоточных обрабатывающих центрах также используются гидростатические направляющие кругового движения для дальнейшего повышения точности и стабильности вращающегося вала.

1. Основная направляющая движения
   Направляющая главного движения — это направляющая, отвечающая за реализацию основного движения инструмента или заготовки в обрабатывающем центре. Точность и производительность направляющей главного движения оказывают решающее влияние на точность обработки и эффективность обрабатывающего центра.
   В обрабатывающих центрах в качестве направляющих главного движения обычно используются высокоточные роликовые направляющие или гидростатические направляющие. Эти направляющие обладают такими характеристиками, как высокая скорость, высокая точность и высокая жесткость, и могут соответствовать требованиям обрабатывающих центров в условиях высокоскоростной резки и обработки с большими нагрузками.

2. Направляющая движения подачи
   Направляющая подачи — это направляющая, отвечающая за реализацию подачи инструмента или заготовки в обрабатывающем центре. Точность и стабильность направляющей подачи напрямую влияют на точность обработки и качество поверхности обрабатывающего центра.
   В направляющих движения подачи обычно используются направляющие скольжения, направляющие качения или гидростатические направляющие. Среди них роликовые направляющие и гидростатические направляющие обладают более высокой точностью и стабильностью и подходят для высокоточных обрабатывающих центров; в то время как направляющие рельсы имеют преимущества простой конструкции и низкой стоимости и подходят для некоторых обрабатывающих центров средней и низкой точности.

3. Направляющая регулировки
   Направляющая регулировки — это направляющая, используемая в обрабатывающем центре для регулировки положения инструмента или заготовки. Точность и гибкость регулировочной направляющей оказывают важное влияние на точность обработки и удобство эксплуатации обрабатывающего центра.
   В направляющих регулировке обычно используются направляющие скольжения или направляющие качения. Эти направляющие имеют небольшой коэффициент трения и высокую точность и позволяют легко осуществлять точную регулировку инструмента или заготовки.

1. Скользящая направляющая
   (1) Традиционная направляющая скольжения
   Традиционные направляющие из чугуна и стали и чугуна из закаленной стали имеют преимущества простой конструкции, простоты изготовления, хорошей жесткости и высокой виброустойчивости. Однако этот тип направляющей имеет недостатки, заключающиеся в большом коэффициенте статического трения и динамическом коэффициенте трения, который изменяется со скоростью, что приводит к большим потерям на трение. На низких скоростях (1–60 мм/мин) могут возникать явления проскальзывания, что снижает точность позиционирования движущихся частей. Поэтому, за исключением экономичных станков с ЧПУ, традиционные направляющие скольжения больше не используются на других станках с ЧПУ.
   (2) Скользящая направляющая с пластиковым покрытием
   В настоящее время в большинстве станков с ЧПУ используются направляющие с пластиковым покрытием, то есть мягкий ремень из пластиковой пленки, состоящий из пластика и других химических материалов, наклеивается на поверхность трения движущейся направляющей. Пластик направляющих обычно делят на два типа: тефлоновый мягкий ремень направляющих и эпоксидное износостойкое покрытие направляющих.
   Направляющие скольжения с пластиковым покрытием имеют следующие характеристики:

   
   

• Хорошие характеристики трения: мягкий ремень из пластиковой пленки направляющей с пластиковым покрытием имеет низкий коэффициент трения, что может снизить сопротивление трения движущихся частей и улучшить плавность движения.

• Хорошая износостойкость: мягкий ремень 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. Таким образом, движение стабильно, и возникновение явлений ползания затруднено.

• Хорошее гашение вибраций: мягкий ремень из пластиковой пленки обладает определенной эластичностью и может поглощать вибрацию движущихся частей и повышать точность обработки обрабатывающего центра.

• Хорошая технологичность: процесс производства направляющих рельсов с пластиковым покрытием относительно прост, имеет низкую стоимость, прост в установке и обслуживании.

2. Роликовая направляющая
   (1) Принцип работы
   Направляющие качения размещают элементы качения, такие как шарики, ролики и иглы, между поверхностями направляющих рельсов, чтобы превратить трение скольжения между поверхностями направляющих рельсов в трение качения. Этот метод трения значительно снижает сопротивление трения и повышает чувствительность и точность движения.
   (2) Преимущества

   
   

• Высокая чувствительность: разница между коэффициентом динамического трения и коэффициентом статического трения направляющих рельсов очень мала, поэтому движение стабильно, и при движении на низких скоростях возникают явления ползания.

• Высокая точность позиционирования: точность повторного позиционирования направляющих рельсов может достигать 0,2 мкм, что соответствует требованиям высокоточных обрабатывающих центров.

• Небольшое сопротивление трению: коэффициент трения качения тел качения намного меньше, чем коэффициент трения скольжения, что облегчает движение движущихся частей и снижает потребление движущей силы.

• Небольшой износ, хорошее сохранение точности и длительный срок службы: площадь контакта между телами качения и поверхностями направляющих невелика, износ небольшой, и высокая точность может сохраняться в течение длительного времени.
  (3) Недостатки
  Направляющие рельсы имеют низкую виброустойчивость и высокие требования к защите. В процессе обработки вибрация влияет на точность перемещения тел качения, тем самым снижая точность обработки обрабатывающего центра. Кроме того, направляющие качения требуют хороших мер защиты для предотвращения попадания пыли, стружки и других примесей на поверхность направляющего рельса и повреждения тел качения и направляющих рельсов.
  (4) Случаи применения
  Роликовые направляющие особенно подходят в тех случаях, когда рабочие части станков требуют равномерного движения, чувствительного движения и высокой точности позиционирования. По этой причине в станках с ЧПУ широко используются роликовые направляющие.

3. Гидростатическая направляющая
   (1) Жидкостная гидростатическая направляющая

   
   

• Малая грузоподъемность: Грузоподъемность газогидростатических направляющих относительно невелика и часто используется в случаях с небольшими нагрузками.

• Колебания давления воздуха влияют на точность: Колебания давления воздуха вызывают изменения в воздушной пленке, тем самым влияя на точность направляющей.

• Необходимо принять во внимание предотвращение попадания пыли: пыль, попадающая на поверхность воздушной направляющей, приведет к повреждению поверхности направляющей, поэтому необходимо принять эффективные меры по предотвращению пыли.

• Малый коэффициент трения: Коэффициент трения газа чрезвычайно мал, что облегчает движение движущихся частей.

• Нелегко вызвать нагрев и деформацию: из-за небольшого коэффициента трения выделяется меньше тепла, и вызвать нагрев и деформацию направляющей непросто.

• Высокая точность: жидкостные гидростатические направляющие могут обеспечить чрезвычайно высокую точность и стабильную точность обрабатывающего центра в условиях высокоскоростного движения и тяжелых нагрузок.

• Низкий коэффициент трения: чистое жидкостное трение делает коэффициент трения чрезвычайно низким, что значительно снижает потребление движущей силы.

• Отсутствие проскальзывания на низких скоростях: даже на низких скоростях жидкостные гидростатические направляющие не проявляют явления проскальзывания, обеспечивая плавность движения.

• Большая грузоподъемность и хорошая жесткость: гидростатическая масляная пленка выдерживает большую нагрузку, улучшая грузоподъемность и жесткость обрабатывающего центра.

• Масло обладает эффектом поглощения вибрации и хорошей вибростойкостью: масло может поглощать вибрацию и уменьшать влияние вибрации во время обработки на точность обработки.

• Принцип работы
  Между двумя рабочими поверхностями жидкостной гидростатической направляющей имеется масляная камера. После введения смазочного масла под определенным давлением может образоваться гидростатическая масляная пленка, благодаря которой рабочая поверхность направляющей находится в чистом жидкостном трении без износа и с хорошим сохранением точности.

• Преимущества

• Недостатки
  Конструкция жидкостных гидростатических направляющих сложна, требует системы подачи масла, а чистота масла должна быть высокой. Это увеличивает стоимость производства и обслуживания.

• Классификация
  Жидкостные гидростатические направляющие для обрабатывающих центров можно разделить на две основные категории: открытого типа и закрытого типа. Масляная камера открытой жидкостной гидростатической направляющей напрямую связана с внешним миром, имеет простую конструкцию, но подвержена внешнему загрязнению; масляная камера закрытой жидкостной гидростатической направляющей закрывается, и масло перерабатывается для использования, обладая высокой чистотой, но сложной структурой.
  (2) Газогидростатическая направляющая

• Принцип работы
  После введения газа под определенным давлением между двумя рабочими поверхностями направляющей воздушно-гидростатической направляющей может быть сформирована гидростатическая воздушная пленка, благодаря которой две поверхности направляющей штамповочного станка с ЧПУ равномерно разделены для обеспечения высокоточного движения.

• Преимущества

• Недостатки