A кульковий гвинт у верстаті з ЧПКце прецизійний компонент трансмісії, який перетворює обертання двигуна в точний лінійний рух. Він зазвичай використовується на маршрутизаторах з ЧПК, фрезерних верстатах, токарних верстатах, гравірувальних машинах, плазмових машинах та інших системах руху з ЧПК.
Для обладнання з ЧПК кульковий гвинт безпосередньо впливає на точність позиціонування, повторюваність, плавність подачі, стабільність різання та -тривалу роботу машини.
В одному випадку фрезерного верстата з ЧПК осі X і Y показали непослідовне позиціонування, помилки досягали приблизно0,08 мм. Після заміни зношених ходових гвинтів наКомплекти шліфованих кулькових гвинтів класу C5і пере-вирівнявши систему лінійного руху, повторюваність покращилася приблизно0,01 мм. Це показує, чому кульковий гвинт є одним із ключових компонентів точності верстатів з ЧПК.
Що таке кульковий гвинт у машині з ЧПУ?
Кульковий гвинт у верстаті з ЧПК - це механічний пристрій, який використовує вал гвинта, кулькову гайку та рециркуляційні кульки для перетворення обертального руху в лінійний рух. Коли двигун обертає вал гвинта, кулькова гайка рухається вздовж вала та рухає вісь ЧПК вперед або назад.
Простіше кажучи, двигун забезпечує обертання, гвинт перетворює це обертання на прямолінійний-рух, а вісь ЧПК рухається відповідно до запрограмованої траєкторії інструмента.
Основний процес руху:
1. Серводвигун або кроковий двигун обертає кульковий гвинт.
2. Сталеві кульки котяться між валом гвинта та кульковою гайкою.
3. Кулькова гайка рухається лінійно вздовж валу гвинта.
4. Стіл ЧПК, портал або вісь шпинделя рухаються разом з гайкою.
Оскільки рух заснований на контакті кочення замість контакту ковзання, кулькові гвинти можуть забезпечити високу ефективність, низьке тертя, плавний рух і хорошу точність позиціонування.
Чому машини з ЧПК використовують кулькові гвинти замість ходових гвинтів
Ходові гвинти рухаються через тертя ковзання між гвинтом і гайкою. Ця структура може працювати для простих, низько{1}}швидкісних або недорогих-машин, але тертя ковзання може з часом викликати більше зношування, тепла та люфту.
Верстат з ЧПК потребує стабільного руху подачі, малого люфту, повторюваного позиціонування та надійного руху в умовах різання. Кулькові гвинти краще відповідають цим вимогам, оскільки котяться кульки зменшують тертя та підвищують ефективність передачі.
У багатьох додатках з ЧПК ефективність кулькового гвинта може досягати приблизно90–95%, що допомагає двигуну рухати вісь з меншими втратами потужності порівняно з традиційними гвинтовими системами.
| Елемент порівняння | Кульковий гвинт у машині з ЧПУ | Ходовий гвинт |
|---|---|---|
| Контактна форма | Контакт кочення через сталеві кульки | Ковзкий контакт між гвинтом і гайкою |
| Ефективність | Зазвичай високий, часто близько 90–95% | Нижче через тертя ковзання |
| Контроль люфту | Можна зменшити за допомогою попереднього навантаження | Зазвичай важче контролювати-тривале носіння |
| Носити | Нижче тертя допомагає зменшити знос | Тертя ковзання може з часом збільшити знос |
| Придатність ЧПК | Підходить для точного та повторюваного руху подачі ЧПК | Більше підходить для простих, повільніших або менш точних систем |
Основні компоненти кульково-гвинтової системи з ЧПК
Кульково-гвинтова система з ЧПУ - це не лише вал гвинта та гайка. Він також включає рециркуляційні кульки, систему повернення, опорні підшипники, муфту, мастило та структуру машини навколо нього.
| компонент | Роль у машині з ЧПК | Що перевірити |
|---|---|---|
| Гвинтовий вал | Перетворює обертання двигуна в рух осі | Діаметр, випередження, довжина, ступінь точності та кінцева обробка |
| Кулькова гайка | Рухається вздовж гвинта і приводить вісь ЧПК | Тип гайки, попередній натяг, розмір фланця, зворотна конструкція та місце для монтажу |
| Рециркуляційні кульки | Зменшіть тертя між гвинтом і гайкою | Плавна циркуляція, змащення, шум і стан зносу |
| Система повернення | Зберігає циркуляцію кульок всередині горіха | Швидкість, шум, стабільність і структура гайки |
| Опорні підшипники | Підтримуйте кінці гвинтів і контролюйте осьовий рух | Тип опори BK/BF, FK/FF, EK/EF, центрування та попереднє натяг підшипника |
| Зчеплення | З'єднує двигун і гвинтовий вал | Вирівнювання, крутний момент, люфт і простір для встановлення |
Як працює кульковий гвинт у верстаті з ЧПУ?
Принцип роботи заснований на коченні замість ковзання. Двигун обертає вал гвинта, а гвинтова канавка направляє кульки, що котяться, між валом гвинта та гайкою. Гайка рухається лінійно і приводить в рух вісь ЧПК.
Кульки не просто котяться один раз і зупиняються. Вони постійно повертаються через систему повернення кульки всередину гайки. Ця безперервна циркуляція забезпечує плавний лінійний рух протягом повторюваних циклів різання з ЧПУ.
Кульковий гвинт в основному передає осьову силу. У верстатах з ЧПК радіальне та бокове навантаження зазвичай мають підтримуватися лінійними напрямними, напрямними блоками або несучими конструкціями. Це розділення допомагає кульковому гвинту зосереджуватися на точному русі подачі, тоді як система напрямних підтримує сили різання та жорсткість машини.
Переваги кулькових гвинтів у верстатах з ЧПК
Кулькові гвинти широко використовуються у верстатах з ЧПК, оскільки вони одночасно відповідають декільком важливим вимогам щодо руху: ефективність, точність, повторюваність, плавність і стабільність навантаження.
1. Висока ефективність
Тертя кочення вимагає меншого крутного моменту, ніж тертя ковзання. Це допомагає верстатам з ЧПК досягати більш плавного руху подачі та кращого прискорення з меншою втратою потужності.
2. Нижній люфт
З відповідним попереднім натягом кульковий гвинт з ЧПК може зменшити осьовий зазор і покращити повторюваність. Це важливо для нанесення контурів, кишень, свердління, гравірування та повторюваних операцій обробки.
3. Краща точність позиціонування
Верстати з ЧПК залежать від керованого руху осі. Правильно вибраний і встановлений кульковий гвинт допомагає машині досягати запрограмованого положення більш послідовно.
4. Стабільний рух подачі
Механізм кочення допомагає зменшити проблеми зі-ковзання. Це забезпечує більш плавний рух під час різання, особливо коли вісь змінює напрямок або рухається з низькою швидкістю.
5. Довгий термін служби
Менше тертя зазвичай означає менший знос і менше тепла. За умови правильного змащування, вирівнювання та захисту кулькова гвинта може підтримувати стабільний рух осі ЧПК протягом тривалого часу.
Типи кулькових гвинтів, які використовуються в верстатах з ЧПК
Для різних верстатів з ЧПК потрібні різні типи кулькових гвинтів. Відповідний вибір залежить від точності позиціонування, навантаження, розміру машини, швидкості, бюджету та робочого середовища.
| Тип кулькової гвинти | Типове використання ЧПК | Напрям відбору |
|---|---|---|
| Кульковий гвинт C7 | Фрезерні машини з ЧПУ, деревообробні верстати, гравірувальні верстати, загальна автоматизація | Економічно{0}} для звичайного руху подачі ЧПК |
| C5 заземлений кульковий гвинт | Верстати з ЧПК-вищої точності, контрольне обладнання, прецизійні позиціонуючі осі | Вибирається, коли точність позиціонування є більш вимогливою |
| Кульковий гвинт з подвійною гайкою | Осі, що потребують меншого люфту та більшої жорсткості | Корисно, коли важливі попереднє натяг і жорсткість |
| Мініатюрний кульковий гвинт | Малі верстати з ЧПУ, компактна автоматика, настільна техніка | Підходить для обмеженого простору та невеликого вантажу |
Де кулькові гвинти використовуються у верстатах з ЧПК
Кулькові гвинти зазвичай використовуються на головних осях руху верстатів з ЧПК. Кожна вісь має різні вимоги до навантаження та руху.
| Вісь ЧПУ | Як використовується кульковий гвинт | Ключова вимога |
|---|---|---|
| вісь X- | Переміщує стіл або портал горизонтально | Тривалий хід, плавна подача, повторюваність і належна підтримка |
| вісь Y- | Підтримує переміщення столу або порталу по ширині машини | Жорсткість, вирівнювання та стабільний рух під навантаженням різання |
| вісь Z- | Рухає шпиндель вгору-вниз | Осьове навантаження, гальмівна або утримуюча сила, низький люфт і вертикальна безпека |
Основний посібник: як вибрати кульковий гвинт для верстата з ЧПК
Вибираючи кульковий гвинт для верстата з ЧПК, не потрібно починати зі складних розрахунків. Для раннього спілкування покупці можуть спочатку підтвердити кілька основних факторів.
Діаметр гвинта:
Більші діаметри зазвичай забезпечують більш високу жорсткість і менший прогин. Загальні розміри ЧПК включають 12 мм, 16 мм, 20 мм, 25 мм і більші розміри.
Проведення або крок:
Менший випередження зазвичай дає точніше позиціонування та сильніший поштовх. Більший вивід забезпечує швидший рух, але може зменшити роздільну здатність позиціонування.
Ступінь точності:
Катані кулькові гвинти C7 зазвичай використовуються в фрезерних машинах з ЧПК, деревообробних верстатах, гравірувальних машинах і загальній автоматизації. Шліфовані кулькові гвинти C5 зазвичай вибираються для високоточних-верстатів з ЧПК і вимогливих програм позиціонування.
Довжина та торцева обробка:
Довжина гвинта та оброблені кінці повинні відповідати ходу машини, опорним вузлам, гніздам підшипників, муфті та компонуванню двигуна.
Попереднє завантаження:
Попереднє натяг може зменшити люфт і підвищити жорсткість, але надмірне попереднє натяг може збільшити тертя, тепло і навантаження на двигун.
Підрозділи підтримки:
Опорні блоки BK/BF, FK/FF і EK/EF вибираються відповідно до розміру гвинта, конструкції машини та місця для встановлення.
DLY CNC кульковий гвинт
DLY поставкиКатані кулькові гвинти C7іШліфовані кулькові гвинти C5для верстатів з ЧПК, обладнання автоматизації, гравірувальних верстатів, деревообробних верстатів і систем точного позиціонування.
Матеріал валу кулькового гвинта DLYS55C, а матеріал кулькової гайки є20CrMo. Для додатків з ЧПК діаметр гвинта, висновок, ступінь точності, тип гайки, кінцева обробка, опорні вузли та умови встановлення повинні бути підтверджені разом.
Для повної системи руху з ЧПК кульковий гвинт також слід перевіряти разом із лінійними напрямними, напрямними блоками, муфтою, двигуном, рамою машини, умовами змащення та захисту.
Висновок
A кульковий гвинт у верстаті з ЧПКє одним із ключових компонентів, який перетворює обертання двигуна на точний лінійний рух. Це безпосередньо впливає на рух подачі, точність позиціонування, повторюваність і -тривалу стабільність різання.
У порівнянні з ходовими гвинтами кулькові гвинти використовують контакт кочення, що забезпечує вищу ефективність, нижче тертя, кращу повторюваність і довший термін служби в системах руху з ЧПК.
Для вибору верстата з ЧПК кульковий гвинт повинен узгоджуватися з навантаженням верстата, напрямком осі, довжиною ходу, швидкістю, ступенем точності, попереднім натягом, опорними блоками та монтажною конструкцією.
Потрібна допомога з перевіркою кулькового гвинта з ЧПУ?
Якщо ви підтверджуєте вимоги щодо діаметра кулькового гвинта, ходу, ступеня точності, кінцевої обробки, опорного блоку або осі з ЧПК, ви можете надіслати модель, креслення, навантаження, довжину ходу або застосування машини для довідки.
Електронна пошта: export@dlybearing.com
