Čo sú vodidlá stroja a ako si ich vybrať?

Vodiace dráhy sú najdôležitejšou súčasťou obrábacích strojov, pretože od nich závisí presnosť pohybu nástroja. Z článku sa dozviete, aké sú kruhové a lineárne vedenia pre CNC stroje, ktoré je lepšie vybrať - valčekové, guľôčkové alebo iné hliníkové vedenia.

Akýkoľvek vzájomný pohyb obrobku a nástroja nastáva pozdĺž vodidiel - akýchsi koľajníc. Po nich kráča pracovné teleso stroja alebo zariadenie s upevneným obrobkom. A keďže tieto pohyby priamo ovplyvňujú kvalitu produktu, vodidlá musia spĺňať množstvo požiadaviek.

• Tuhosť a tvrdosť. Pri obrábaní kovov sa vyskytujú veľké rezné sily - 100 kg alebo viac. Nie je možné dovoliť, aby pracovné telo stroja "chodilo" viac, ako je špecifikovaná kvalita. Preto sú vodidlá vyrobené z legovaných ocelí - ШХ-15, 95Х18, po ktorých nasleduje tepelné spracovanie, ako aj rôzne druhy keramiky.

• Nízka trecia sila. Pri obrábaní zložitých dielov na CNC strojoch sa nástroj pohybuje trhavo a zrýchlene. A kvôli zvýšenému treniu sa stráca presnosť jeho pohybov.

• Odolné voči opotrebovaniu. V jednoduchých modeloch drevoobrábacích strojov sú vodidlá odliate z jedného kusu s lôžkom a na CNC strojoch sú s ním mechanicky spojené. Ale vo všetkých prípadoch je oprava náročná a zodpovedná záležitosť.

Keďže existuje veľa typov a modelov strojov, návody na ne sú rôzne.

Tvarovacie pohyby akéhokoľvek stroja sú rotácia a lineárny pohyb. Potrebujú vhodných sprievodcov.

• Okrúhle stoly sa často používajú v otočných stoloch, kde je obrobok obrábaný zo všetkých strán. Nachádzajú sa vo frézovacích a 5-osových strojoch.

• Silové hlavy a strmene sústruhov a viacoperačných strojov s CNC sa pohybujú pozdĺž lineárne vertikálne a horizontálne.

• Pre špecializované obrábacie stroje sú potrebné šikmé.

Čím jednoduchšie je robiť vodidlá, tým sú lacnejšie, ale nie vždy poskytujú požadovanú presnosť pohybov. Preto je potrebné správne zvoliť tvar prierezu.

• Obdĺžnikové, liate súčasne s posteľou, najjednoduchšie. Často sa vyskytuje v lacných stolných strojoch.

Nelíšia sa vo vysokej presnosti práce, pretože v dôsledku opotrebovania sa medzi koľajnicou a puzdrom objavuje vôľa. Ale dajú sa opraviť, ľahko sa leštia.

• Trojuholníkový alebo hranolový, presnejšie, pretože vďaka skoseným hranám nevznikajú žiadne medzery. Boli široko používané pri výrobe obrábacích strojov, ale v súčasnosti sú postupne nahrádzané inými typmi.

• Leštené valcové hriadele - jednoduché a bežné, ľahko sa inštaluje na stroj alebo vymieňa. Indukčné kalenie a povrchová úprava zaisťujú odolnosť proti opotrebovaniu a nízky koeficient trenia. Je tu však nevýhoda - upevnenie pozdĺž okrajov vedie k prehýbaniu pod vlastnou hmotnosťou alebo pod hmotnosťou strmeňa. Trochu, ale už vedie k chybám produktu. Preto takéto vodidlá nie sú dlhšie ako 1 m a pomer priemeru k dĺžke hriadeľa by mal byť aspoň 0,05 a výhodne 0,06-0,1.

• Drážkované hriadele lepšia odolnosť proti ohybu a krúteniu. A puzdro, ktoré sa pohybuje pozdĺž hriadeľa, sa nemôže samovoľne otáčať, čo dodáva tuhosť celému stroju. Nevýhody drážkovaných hriadeľov sú rovnaké ako u leštených hriadeľov.A ešte jedna vec - drážkovaný hriadeľ je ťažké správne nainštalovať na stroj, takže sú zriedkavé.

• Valcová koľajnica - sú to obyčajné okrúhle vodidlá, ale po celej dĺžke sú privarené k prizmatickej podpere. Tým sa zvyšuje tuhosť. Keď stroj pracuje s veľkými obrobkami, tieto vodidlá sú ohnuté s lôžkom, takže relatívna poloha nástroja alebo obrobku sa nemení. To znamená, že presnosť sa zvyšuje. A takéto koľajnice sú lacné.

• "rybinový" používa sa v ťažkých obrábacích strojoch, ktoré vyžadujú tuhosť a stabilitu pri striedavom a statickom zaťažení. Sú odliate z jedného kusu s posteľou, čo sťažuje ich opravu pri nosení. Brúsiť roviny po celej dĺžke zvládne len výrobca alebo veľmi diskrétna osoba, ktorá bude pracovať ručne. Ale takéto koľajnice slúžia dlho.

• Oceľové hliníkové profily - najspoľahlivejší v práci. Vďaka drážkam, po ktorých sa guľôčky alebo valčeky pohybujú, takéto vodidlá dobre držia záťaž, nehrajú, nekrútia sa ani neohýbajú.

Kvalitu stroja ovplyvňujú nielen samotné koľajnice, ale aj ich protiľahlé puzdro. V strojárstve sa spájajú do jedného pojmu – sprievodcovia. Trenie, presnosť polohovania a všetko, čo ovplyvňuje pohyb, závisí od konštrukcie tohto páru. Preto sa vodidlá vyrábajú rôzne: posuvné, rolovacie a kombinované.

V nich sa puzdro strmeňa na guľôčkach alebo valčekoch pohybuje po koľajnici. Na objímke sú vytvorené špeciálne drážky pre skrutky, vďaka ktorým sa guľôčky po dosiahnutí okraja vrátia do pôvodnej polohy. Pripomína to ložisko. Toto riešenie má mnoho výhod.

• Dobré dynamické vlastnosti a nízke trenie - strmeň môže rýchlo zrýchliť a zastaviť. To je nevyhnutné pre presné obrábanie malých dielov, ako sú výrezy a drážky.

• Nízky odvod tepla - koľajnice sa nedeformujú vplyvom tepelných účinkov. To je obzvlášť dobré pre vysoko presné (presné) zariadenia.

• Jednoduchá údržba - pri nosení stačí vymeniť guličky. Sú mäkšie ako vodiaca lišta, a preto sa rýchlejšie opotrebúvajú.

Existuje však nevýhoda - malá schopnosť tlmenia. To znamená, že vibrácie vznikajúce pri rezaní sa vždy prenášajú na lôžko. To zníži presnosť obrábania a povedie k šrotu. K vibráciám dochádza napríklad pri nerovnomernom stave materiálu pri hrubovacích operáciách.

Valčekové vodidlá majú mierne odlišný dizajn. Sú to valčekové a guľôčkové.

• Valčekové znesú vyššiu záťaž ako guľôčkové. Ale trenie, ktoré sa vyskytuje na koncoch valcov, znižuje dynamické vlastnosti.

• Guličkové ložiská sú vhodnejšie na presnú prácu, ale neznášajú vysoké rezné parametre.

Pre ťažké podmienky sú potrebné iné konštrukcie.

V nich sa objímka posúva po koľajnici po vrstve maziva. Vďaka veľkej podpornej ploche môžu vydržať vážne zaťaženie vrátane nárazového zaťaženia, preto sa široko používajú v počiatočných režimoch spracovania. Ale v týchto vodidlách je statická trecia sila oveľa vyššia ako sila trenia pri pohybe, preto sa uzly pri nízkych rýchlostiach nepohybujú rovnomerne, ale skokovo.

Na kompenzáciu tohto problému sa používajú rôzne technické riešenia.

• Hydrodynamické majú jednoduchý a spoľahlivý dizajn. V nich je olej nasávaný cez mazacie drážky medzi koľajnicou a puzdrom, čím sa oddeľujú trecie plochy. Tieto drážky sú prítomné po celej dĺžke koľajnice. Tieto vodidlá majú vysokú tuhosť a dobré tlmiace vlastnosti. Nevýhody - dobre fungujú len pri vysokých otáčkach, inak nedochádza k hydrodynamickému efektu. Okrem toho sa počas zrýchľovania a spomaľovania zhoršujú prevádzkové podmienky.Tieto vodidlá sú široko používané v hobľovacích a karuselových strojoch.

• Hydrostatické sú zbavené týchto nevýhod. V nich sa mazanie dodáva pod tlakom z čerpadla, preto je na povrchu vždy olejový film s hrúbkou 10 - 50 mikrónov a niekedy 100 mikrónov.

Majú však vážne nevýhody - potrebujú zariadenie na cirkuláciu a filtrovanie oleja, počas prevádzky dochádza k zahrievaniu a na upevnenie strmeňa v požadovanej polohe sú potrebné špeciálne zariadenia. Okrem toho je systém náročný na údržbu.

Hydrostatické vodidlá sú široko používané v ťažkých a jedinečných vysoko presných CNC strojoch. Sú otvorené a zatvorené. Otvorené (bez pásikov) majú jednoduchší dizajn a používajú sa pri stabilných prevádzkových podmienkach a veľkej hmotnosti strmeňa. Uzavreté lepšie odolávajú ohýbaniu a prevráteniu, ale vyžadujú starostlivú a nákladnú konštrukciu.

• Aerostatické používajú namiesto oleja vzduch. Preto majú nízke trenie, vysokú presnosť a odolnosť. A ak odstránite prívod vzduchu, strmeň bude na rozdiel od hydrostatických zariadení bezpečne upevnený. Horšia je ale ich tuhosť a dynamika, navyše kvôli nízkej hustote vzduchu sa objavujú výkyvy. Okrem toho je potrebné pravidelne čistiť vzduchové kanály.

Tieto vodidlá sa osvedčili v ľahkých obrábacích strojoch. Používajú sa v súradnicových meracích strojoch, PCB strojoch a podobných zariadeniach.

Používa sa polotekuté alebo kvapalné mazanie, zmiešané valivé a klzné trenie a iné riešenia. Poskytujú vysokú tuhosť a hladký chod. Ale majú krátku životnosť.

Hlavnou úlohou je uistiť sa, že medzi trecími časťami nie je nič iné ako olej. Na tento účel sú vodidlá chránené špeciálnymi zariadeniami.

• Gumová vlnitá ochrana neposkytne chladiacu kvapalinu (rezná kvapalina) dostať na kovové výrobky, ochráni pred prachom a drobnými úlomkami. Neporadí si však s ostrými trieskami alebo veľkými predmetmi, napríklad ak obrobok spadne na posteľ.

• Ochrana proti rolovaniu je spoľahlivejšia. Strmeň sa pri pohybe zroluje a na druhej strane naopak rozvinie. Preto sú vodidlá vždy prekryté kovovou páskou, aj keď tenkostennou.

• Teleskopický je najspoľahlivejší. Hrubá krabica sa rozširuje na celú dĺžku vodidiel a uzatvára ich na všetkých stranách.

Myslite ale na to, že čím je ochrana masívnejšia, tým viac námahy je potrebné na jej zloženie. A čím silnejšie je trenie. Preto by ste nemali brať teleskopickú verziu pre slabé alebo presné stroje, ktoré vyžadujú vysoké dynamické vlastnosti. Ale ani na ochrane sa neodporúča šetriť.

• Vodiace lišty je niekedy potrebné čistiť ručne. To si vyžaduje škrabku.

• A ak sa počas prevádzky vytvára príliš veľa nečistôt, je vhodné pripevniť stierač na strmeň.

A technika miluje starostlivosť.

• Na odstránenie nečistôt a starého oleja z povrchov je ideálna handra.

• A olej na mazanie povrchov chráni diely pred koróziou. Okrem toho je potrebné pravidelne oplachovať vodidlá v oleji, aby sa očistili od oxidov.

Ale ak tieto nástroje nefungujú, vždy si môžete kúpiť nové vodidlá.

Pri oprave si môžete jednoducho kúpiť rovnaké vodidlá. Alebo môžete stroj upgradovať. Stačí zvážiť niekoľko bodov.

• Vodiace lišty sú predinštalované. Reguluje sa priemerom guľôčok alebo valčekov vo vozíku. Napríklad pre sústruhy s CNC v osiach X a Y by interferenčná sila mala byť 0,08C. A pre os Z by to malo byť 0,13C. Vtedy je zaručená vysoká tuhosť celej konštrukcie.

• Vodidlá musia zodpovedať triede presnosti celého stroja.

Určite typ produktu.

• Pre mäkké obrobky kratšie ako 1 m sú vhodné leštené hriadele.

• Na ostrenie kovu alebo veľkých kusov dreva potrebujete profilové lišty.

A nakoniec, kupujte komponenty iba v dôveryhodných obchodoch.