Станки дома . Основные размеры профилей охватываемых и охватывающих направляющих
Размеры, мм
Охватываемые
Охватывающие
Охватываемые и охватывающие
Н | 8 | 10 | 12 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 |
В | 12 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 | 125 | 160 |
16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 | 125 | 160 | 200 | |
20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 | 125 | 160 | 200 | 250 | |
25 | 32 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 | 125 | 160 | 200 | 250 | 320 | |
32 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 | 125 | 160 | 200 | 250 | 320 | 400 | |
В1 | — | — | — | — | — | — | 12 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 |
4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | |
5 | 6 | 8 | 10 | 12 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 60 |
При разделении рабочей плоскости направляющих выемкой размеры B2 выбирают из ряда размеров В.
Общее описание
Любое взаимное перемещение заготовки и инструмента происходит по направляющим – своеобразным рельсам. По ним ходит рабочий орган станка или приспособление с закрепленной в нем заготовкой. И поскольку эти движения прямо влияют на качество изделия, направляющие должны соответствовать ряду требований.
Жесткость и твердость. При металлообработке возникают большие силы резания – 100 кг и более. Нельзя допустить, чтобы рабочий орган машины «гулял» больше заданного квалитета. Поэтому направляющие делают из легированных марок сталей – ШХ-15, 95Х18 с последующей термообработкой, а также различных видов керамики.
Низкая сила трения. При обработке сложных деталей на станках с ЧПУ инструмент движется с рывками и ускорениями. А из-за повышенного трения теряется точность его перемещений.
Стойкость к износу. В простых моделях станков по дереву направляющие отлиты заодно со станиной, а в станках с ЧПУ соединяются с ней механически. Но во всех случаях ремонт – сложное и ответственное дело.
Поскольку типов и моделей станков множество, то и направляющие для них различаются.
. Основные размеры профилей охватываемых и охватывающих направляющих типа «ласточкин хвост»
Размеры, мм
Охватываемые
Охватывающие
Н | 6 | 8 | 10 | 12 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 60 | 80 |
Н1 | 6,5 | 8.5 | 10,5 | 12,5 | 16,5 | 21 | 26 | 33 | 41 | 51,5 | 61,5 | 81,0 |
А, А1, В и В1 выбирают из ряда Raпo ГОСТ 6636-69.
. Типы и профили сечений направляющих
1 Рекомендуемые для малых скоростей перемещения.
2 Рекомендуемые для малых и больших скоростей перемещения.
. Треугольные направляющие
Размеры, мм
Симметричные направляющие
Охватываемые
Охватывающие
Н | 6 | 8 | 10 | 12 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 | |
Н1 | 12 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 | 125 | — | — | |
14 | 18 | 22 | 28 | 36 | 45 | 55 | 70 | 90 | 110 | 140 | — | — | ||
16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 | 125 | 160 | — | — | ||
H | 7 | 9 | 11 | 13 | 17 | 21 | 27 | 34 | 42 | 53 | 63 | 84 | 104 | |
b | 2 | 2 | 3 | 3 | 5 | 5 | 8 | 8 | 10 | 10 | 12 | 16 | 20 | |
R | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 1,6 | 1,6 | 1,6 | 1,6 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 4 | |
В | при α = 90° | 12 | 16 | 20 | 24 | 32 | 40 | 50 | 64 | 80 | 100 | 120 | 160 | 200 |
при α = 120° | — | — | — | — | — | — | 86,6 | 110,9 | 138,6 | 173,2 | 207,9 | 277,1 | 346,4 | |
. Фаски и канавки для выхода инструмента прямоугольных направляющих
Размеры, мм
В | b | h = r | с | с1 |
До 50 | 3 | 0,5 | 1,0 | 1,0 |
Св. 50 до 100 | 4 | 1,0 | 1,6 | 1,0 |
» 100 » 200 | 5 | 1,6 | 2,0 | 1,6 |
» 200 » 400 | 6 | 2,0 | 3,0 | 2,0 |
. Фаски н канавки для выхода инструмента остроугольных направляющих типа «ласточкин хвост»
Канавки изготовляют двух исполнений:
1 — прямоугольной формы;
2 — трапециевидной формы
Размеры, мм
Исполнение 1
Исполнение 2
Н | 6; 8; 10 | 12; 16 | 20 | 25; 32; 40 | 50; 60 | 80 |
b = h | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 6,0 | 8 |
r | 0,5 | 1,0 | 1,0 | 1,6 | 1,6 | 2 |
с | 1,0 | 1,6 | 2,0 | 2.5 | 4,0 | 7 |
c1 | — | 0,5 | 0,5 | 1,0 | 1,6 | 2 |
c2 | 0,7 | 1,0 | 1,4 | 1,8 | 2.8 | 5 |
. Прижимные планки
Прижимные планки применяют для прямоугольных направляющих скольжения станков.
В зависимости от величины опорных площадок прижимные планки изготовляют трех исполнений:
1 — устанавливаемые без регулировочных планок и клиньев;
2 — устанавливаемые вместе с регулировочными планками;
3 — устанавливаемые вместе с клиньями.
Размеры, мм
Примеры применения прижимных планок
Планки, устанавливаемые без регулировочных планок и клиньев
Планки, устанавливаемые с регулировочными планками
Планки, устанавливаемые с регулировочными клиньями
B1 = Н | Исполнение | В | А | b | b1 | b2 | b3 | d | h | с |
4 | 1 | 12 | 8 | — | — | 3 | 2 | 4,5 | 0,5 | 1,0 |
2 | 16 | 10 | ||||||||
3 | 20 | 10 | ||||||||
5 | 1 | 16 | 10 | 4 | 5,5 | |||||
2 | 20 | 12 | ||||||||
3 | 25 | 12 | ||||||||
6 | 1 | 20 | 12 | 5 | 6,6 | |||||
2 | 25 | 15 | ||||||||
3 | 32 | 15 | ||||||||
8 | 1 | 25 | 15 | 7 | 9,0 | |||||
2 | 32 | 20 | ||||||||
3 | 40 | 20 | ||||||||
10 | 1 | 32 | 20 | — | — | 9 | 2 | 11 | 0,5 | 1,0 |
2 | 40 | 25 | ||||||||
3 | 50 | 25 | ||||||||
12 | 1 | 40 | 25 | 11 | 13 | |||||
2 | 50 | 30 | ||||||||
3 | 60 | 30 | ||||||||
16 | 1 | 50 | 30 | 14,5 | 3 | 17 | 1,0 | 2,5 | ||
2 | 60 | 35 | ||||||||
2 | 70 | 45 | ||||||||
3 | 70 | 35 | ||||||||
20 | 1 | 60 | 35 | 18,5 | ||||||
2 | 70 | 45 | ||||||||
2 | 80 | 50 | ||||||||
3 | 80 | 40 | ||||||||
25 | 1 | 80 | 45 | 23,5 | 22 | |||||
2 | 90 | 55 | ||||||||
2 | 100 | 60 | ||||||||
3 | 100 | 50 | ||||||||
32 | 1 | 100 | 50 | 25 | 25 | 30,5 | 26 | |||
2 | 110 | 70 | 15 | 20 | ||||||
2 | 125 | 75 | 15 | 25 | ||||||
3 | 110 | 60 | 15 | 20 | ||||||
3 | 125 | 65 | 15 | 20 | ||||||
40 | 1 | 125 | 65 | 35 | 37,5 | 5 | 33 | 1,5 | ||
2 | 140 | 85 | 30 | |||||||
2 | 160 | 95 | 40 | |||||||
3 | 160 | 80 | 15 | 35 | ||||||
50 | 1 | 140 | 80 | 35 | 47,5 | 39 | ||||
2 | 180 | 105 | 45 | |||||||
3 | 180 | 95 | 40 | |||||||
60 | 1 | 160 | 95 | 15 | 40 | 57,5 | 45 | |||
3 | 200 | 110 | 20 |
. Планки регулировочные прямоугольные
Планки применяют для прямоугольных направляющих скольжения металло- и деревообрабатывающих станков.
Размеры, мм
H | Номинал | 8 | 10 | 12 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 | |
Отклонения | -0,3 | -0,5 | ||||||||||||
-0,6 | -0,8 | |||||||||||||
B±0,2 | Ряды | 1 | — | — | — | — | — | — | 8 | 10 | 12 | 15 | 20 | 25 |
2 | 2,5 | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 | 15 | 18 | 25 | 30 | ||
с | 1,0 | 1,6 | 2,5 | |||||||||||
Толщину планок В выбирают по 1-му и 2-му ряду в зависимости от материала, длины планок, воспринимаемых усилий и расстояния между регулировочными винтами.
. Пример применения регулировочных планок
Размеры, мм
Типы винтов и гаек, а также форма зенковок и сверлений под винты не регламентируются.
H | 8 | 10 | 12 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 |
h | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 | 16 | 20 | 25 | 30 | 40 | 50 |
d | М4 | М5 | М6 М8 | М10 | М12 | М16 | М20 | М24 | M30 | |||
S | 0,5 | 1,0 | ||||||||||
. Планки регулировочные остроугольные
Планки применяют для остроугольных направляющих скольжения типа «ласточкин хвост»
Размеры, мм
Н (отклонение по h12) | 6 | 8 | 10 | 12 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 50 | 60 | ||
B±0,16 | Ряды | 1 2 | — 4,1 | 4,1 4,9 | 4,9 6,6 | 6.6 8,2 | 8,2 9,8 | 9,8 12,3 | 12,3 14,7 | 14,7 18,0 | ||
с | 1,0 | 1,6 | 2,5 | 4,0 | ||||||||
Толщину планок В выбирают по 1-му и 2-му ряду в зависимости от материала, длины планок, воспринимаемых усилий и расстояния между регулировочными винтами.
. Примеры применения остроугольных регулировочных планок
Размеры, мм
H | 6 | 8 | 10 | 12 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 60 | |
h | 3,3 | 4,2 | 5 | 6 | 8.5 | 10 | 12 | 16 | 20 | 25 | 30 | |
h1 | 2,7 | 3.8 | 7.5 | |||||||||
b | 1-й ряд | — | — | 5 | 6 | 8 | 10 | 10 | 12 | 15 | 15 | 18 |
2-й ряд | 5 | 5 | 6 | — | 10 | 12 | 12 | 15 | 18 | 18 | 22 | |
d | М3 | М4 | М5 | Мб | М8 | М10 | М10 | М12 | М16 | М16 М20 | М20 М24 | |
s | 0,5 | 0,8 | ||||||||||
Типы винтов и гаек, а также форма зенковок и сверлений под винты не регламентируются.
. Планки регулировочные односкосные
Планки применяют для остроугольных направляющих скольжения типа «ласточкин хвост».
Размеры, мм
Н (отклонение по h12) | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 60 | 80 |
В ±0,2 | 20 | 20 | 25 | 32 | 32 | 40 | 45 |
B1 | 33 | 36 | 46 | 58 | 64 | 79 | 96 |
. Примеры применения регулировочных односкосных планок
Регулировочные планки изготовляют с гладкими и резьбовыми отверстиями под крепежные винты.
Размеры, мм
Н | h | D | d | A | S |
20 | 10 | 12 | М10 | 12 | 1 |
25 | 12 | 12 | М10 | 12 | 1 |
32 | 16 | 14 | M12 | 15 | 1 |
40 | 20 | 18 | M16 | 20 | 1 |
50 | 25 | 18 | M16 | 20 | 1 |
60 | 30 | 23 | M20 | 25 | 2 |
80 | 40 | 27 | M24 | 28 | 2 |
Типы и размеры винтов, гаек и шайб для регулирования и закрепления планок не регламентируются.
. Рекомендуемые расстояния между направляющими, мм
Типы направляющих
Треугольные
Прямоугольные
Смешанные
Треугольные и прямоугольные направляющие
Смешанные направляющие
. Измерение расстояния между боковыми гранями остроугольных направляющих тала «ласточкин хвост» с помощью цилиндрических роликов
Охватываемые направляющие
Охватывающие направляющие
b — номинальная толщина планки плюс зазор. Для направляющих с регулировочным клином вместо размера b принимают толщину тонкого конца клина
Продолжение табл. 75
F1 = F-0,7(H-f) или F1 = f-0,7(H1 -f)
H | d | F=l,4605d | H | d | F=1,4605d |
4 | 2,5 | 3,65 | 20 | 12 | 17,53 |
5 | 3 | 4,38 | 25 | 15 | 21,91 |
6 | 3,5 | 5,11 | 32 | 18 | 26,29 |
8 | 5 | 7,30 | 40 | 25 | 36,51 |
10 | 6 | 8,76 | 50 | 30 | 43,82 |
12 | 7 | 10,22 | 60 | 35 | 51,12 |
16 | 9 | 13,14 | 80 | 50 | 73,02 |
. Размеры элементов угловых пазов, измеряемых по роликам
Размеры, мм
d | Xdдля типов | Н | Х для типов | |||
А, Г | Б, В | Д | А, Б, В и Г | Д | ||
2,5 | 2,401 | 0,651 | 0,959 | 4 | 2,801 | 1,072 |
3 | 2,881 | 0,781 | 1,150 | 5 | 3,501 | 1,340 |
3,5 | 3.362 | 0,911 | 1,343 | 6 | 4,201 | 1,608 |
5 | 4,802 | 1.301 | 1,918 | 8 | 5,602 | 2,144 |
6 | 5,763 | 1,562 | 2.302 | 10 | 7,002 | 2.680 |
7 | 6,723 | 1,822 | 2,686 | 12 | 8,403 | 3,215 |
9 | 8,644 | 2,343 | 3,453 | 16 | 11,203 | 4,287 |
13 | 12,486 | 3,384 | 4.988 | 20 | 14,004 | 5,359 |
18 | 17,289 | 4,685 | 6,906 | 25 | 17,505 | 6,699 |
25 | 24.012 | 6,507 | 9,502 | 32 | 22,407 | 8,574 |
30 | 28,815 | 7,809 | 11,510 | 40 | 28,008 | 10,718 |
50 | 35,010 | 13,398 | ||||
. Направляющие качения
Схема и характеристика
Валы на опоре
Линейные валы на опорах (цилиндрические рельсы) служат для поддержки направляющей по всей длине, что предотвращает её прогиб под воздействием нагрузки или собственного веса при большой длине и массе движущейся каретки. Цилиндрические рельсы крепятся непосредственно на станок. Отверстия с резьбой в опоре выполнены специально для удобного крепления и обеспечивают надежную фиксацию направляющей на станине. Цилиндрические рельсы имеют общие недостатки с полированными валам — высокий люфт у втулок, недолговечность. Однако цилиндрические рельсы уже не провисают на длине, и имеют большую грузоподъемность. В отличие от линейных подшипников на валы, каретки на цилиндрические рельсы реагируют на разнонаправленные нагрузки по-разному. Это происходит потому, что шариковые втулки на вал — замкнутые по контуру, а каретки на рельсы — нет. Этот эффект может привести, например, к тому, что небольшой станок с тяжелым шпинделем на цилиндрических рельсах может показать точность хуже, чем аналогичная конструкция на валах.
Валы и цилиндрические рельсы просты в производстве, по этой причине существует множество именитых и безымянных производителей данного продукта, и качество и параметры разнятся соответственно в весьма широких пределах. Бывает так, что каретки одного и того же безымянного производителя не подходят к его же валам из другой партии.
Выбираем направляющие для чпу станка
Если каретка, находящаяся в покое или движении, нагружена слишком большой силой, то на телах качения и поверхностях дорожек возникают местные пластические деформации. Значительные деформации нарушают плавность движения рабочего органа. Нагрузочная способность направляющих по критерию возникновения пластических деформаций характеризуется статической грузоподъемностью C0, которая является постоянной по направлению статической нагрузкой, вызывающей суммарную остаточную деформацию тел и дорожек качения в наиболее нагруженной зоне контакта, равную 0,0001 диаметра тела качения.
Значения основной (номинальной) нагрузки C0 для отдельно взятой каретки качения стандартного качества приводятся в каталогах производителей. Если твердость поверхностного слоя направляющей чпу станка ниже нормальной (58–64 HRC), то табличное значение C0 надо умножить на коэффициент fн, при твердости 55; 50; 45 HRC равный соответственно 0,77; 0,53; 0,37.
Погрешности направляющих, связанные с числом кареток z на одном рельсе, снижают их статическую и динамическую грузоподъемность. Это учитывается коэффициентом fc. При z = 2 и fc = 0,81, при z = 3 fc = 0,72.
Чтобы предохранить направляющие от появления остаточных пластических деформаций, для наиболее нагруженной каретки должно выдерживаться соотношение
PfW ≤ C0fcfн,
где P – наибольшая нагрузка на каретку.
Следовательно, направляющие пригодны по критерию статической грузоподъемности, когда
P ≤ (C0fcfн) / fW
Как выбрать направляющие полированные валы
- Отсутствие крепления к станине. Вал крепится в двух точках на концах — это облегчает монтаж направляющих, однако приводит к тому, что направляющие установлены независимо от рабочей поверхности стола. В то время в портальных станках крайне желательно ставить направляющие в жесткой связи со столом(такая связь снижает погрешности обработки, если рабочий стол подверглась искривлению, «повело винтом» — направляющие, повторяя изгибы стола, нивелируют часть погрешности).
- Провисание на большой длине. На практике из-за провисания валы используют длиной не более 1 метра. Кроме того, важно отношение диаметра вала к его длине — для получения приемлемых результатов его значение должно быть не менее 0.05, желательно в пределах 0.06-0.1. Более точные данные можно получить, произведя моделирование нагрузки на вал в пакетах САПР.
Линейные подшипники на вал бывают нескольких видов.
Как выбрать шариковые профильные рельсовые направляющие
Профильные рельсовые направляющие используются там, где требуется высокая точность. Также как и цилиндрические, профильные рельсы крепятся непосредственно на станину станка. В профильных рельсах сделаны специальные дорожки качения, в результате нагрузка на каретку распределяется по рабочей поверхности дорожек качения равномерно — профиль касания шарик-рельс уже не точка, а дуга. Профильные рельсы отличаются высокой точностью и прямолинейностью, высокой грузоподъемностью, высокой износоустойчивостью, низким люфтом или полным его отсутствием. Недостатком профильных направляющих является высокие требования к шероховатости и прямолинейности места крепления, а также сложность установки. Как правило, рельсы и каретки выпускаются в нескольких вариантах — с преднатягом и грузоподъемностью разной степени. Классическим примером могут служить рельсовые направляющие Hiwin и THK. Профильные рельсы сложны и дороги в производстве, поэтому производителей рельсов меньше, чем производителей валов, и они(как правило) дорожат своей репутацией, качество профильных рельсов гораздо стабильней. Мы рекомендуем всегда, когда это возможно, использовать именно профильные рельсовые направляющие известных брендов для построения станков с ЧПУ.
Комбинированные
Используют полужидкостную или жидкостную смазку, смешанное трение качения-скольжения и другие решения. Они дают высокую жесткость и плавность работы. Но у них небольшой срок службы.
Каким бы совершенным ни было оборудование, оно требует защиты от повреждений и регулярного ухода.
Комплектующие и расходные материалы
Главная задача – сделать так, чтобы между трущимися деталями ничего, кроме масла, не было. Для этого направляющие защищают специальными устройствами.
Гофрозащита из резины не даст СОЖ (смазочно-охлаждающей жидкости) попасть на металлические изделия, она защитит от пыли и мелкого мусора. Но не справится с острой стружкой или крупными объектами, например, если заготовка упадет на станину.
Рулонная защита надежнее. При движении суппорта она сворачивается в рулон, а с другой стороны, наоборот, разворачивается. Поэтому направляющие всегда прикрыты металлической лентой, пусть и тонкостенной.
Телескопическая – самая надежная. Толстый короб раскладывается на всю длину направляющих и закрывает их со всех сторон.
Но учтите, что чем массивнее защита, тем больше усилий нужно, чтобы ее сложить. И тем сильнее трение. Поэтому не стоит брать телескопический вариант для слабых или точных станков, которым нужны высокие динамические качества. Но и экономить на защите не рекомендуется.
Направляющие иногда нужно очищать вручную. Для этого понадобится скребок.
А если при работе образуется слишком много мусора, то на суппорте желательно закрепить грязесъемник.
А еще техника любит уход.
Ветошь – идеальное средство, чтобы очистить поверхность от грязи и старого масла.
А масло для смазки поверхностей предохраняет детали от коррозии. Кроме того, периодически нужно промывать направляющие в масле, чтобы очистить их от окислов.
Но если эти средства не помогают, всегда можно купить новые направляющие.
Линейные подшипники скольжения
Втулки скольжения используют трение скольжения и изготавливаются из бронзы, латуни, капролона и иных материалов. При должном соблюдении допусков бронзовый подшипник скольжения не уступает подшипнику качения в точности и грузоподъемности, и при этом легче переносит пыль и стружку.
Однако, надо быть уверенным, что вы всегда сможете достать материал для подшипника и обработать его как надо. Кроме того, периодически по мере износа подшипник скольжения приходится подгонять для устранения зазоров. В большинстве случаев шариковая втулка предпочтительней для начинающих по причине их высокой доступности и взаимозаменяемости.
Направляющие «ласточкин хвост» и призматические направляющие
Данный вид направляющих стоит выбрать в случае, если вам нужна очень высокая жесткость, например, в промышленных металлообрабатывающих станках. В направляющих типа ласточкин хвост контактирующие поверхности плоской формы скользят друг по другу, чем достигается большая площадь контакта.
«Ласточкин хвост» не является съемным, а выполняется в виде единого целого со станиной. Изготовление, также как и ремонт «ласточкина хвоста» — весьма сложная и трудемкая операция,а замене ЛХ не подлежит. «Ласточкин хвост» практически не используется в хоббийном станкостроении по упомянутой совокупности причин.
ПОДВОДЯ ИТОГИ
Чтобы выбрать направляющие для ЧПУ,обращайте внимания на следующие моменты:
Вал и бронзовая втулка — низкая жесткость и грузоподъемность, ограниченная точность, необходимость в периодической подгонке, низкая цена, малая доступность готовых изделий на рынке. Вал провисает при большой длине.
Вал и пластмассовая втулка -низкая жесткость и грузоподъемность, низкая точность, необходимость в периодической подгонке, низкая цена, высокий износ, малая доступность готовых изделий на рынке. Вал провисает при большой длине.
Вал и шариковая втулка — низкая жесткость и грузоподъемность, ограниченная точность, средняя стоимость. Вал провисает при большой длине. Используются в хоббийных станках и станках среднего класса.
Вал на опоре и шариковая втулка — средняя жесткость и грузоподъемность, ограниченная точность, средняя стоимость. Рельс повторяет деформации станины, нивелируя погрешность. Используются в хоббийных станках и станках среднего класса.
Профильные направляющие — высокая жесткость, точность, износостойкость, высокая грузоподъемность, не требуется регулировка, высокая стоимость. Немаловажный фактор — сложность монтажа профильных направляющих и необходимость соответствующей подготовки монтажных поверхностей. Используются в станках среднего и промышленного класса.
Если Вы все прочитали, но ситуация не стала яснее, в заключение несколько конкретных рекомендаций.
- Если на станке планируется фрезеровать металлы или камень — альтернативы профильным рельсам нет.
- Если ваш станок будет иметь рабочее поле больше, чем 0.7 кв. м., лучше всего также применить профильные направляющие.
- Если ваш станок имеет рабочее поле меньше, чем формат А4, планируется обрабатывать мягкие материалы — подойдут валы диаметром 16-25 мм.
Направляющие для станков 👉🏻как выбрать правильно⁉️ — metalink
При выборе металлообрабатывающего оборудования Пользователь анализирует множество технических аспектов оборудования, которые содействуют успешной реализации бизнес-плана. Один из важнейших – тип направляющих на оборудовании, которые влияют на срок поставки оборудования, производительность оборудования, точность изготовляемых изделий, виброустойчивость, затраты на режущий инструмент, возможность обработки различного материала, устанавливаемую для обработки массу детали, ремонтопригодность, расходы по периодическому обслуживанию.
Направляющие качения
В них по рельсе ездит втулка суппорта на шариках или роликах. На втулке сделаны специальные винтовые канавки, благодаря которым шарики, когда доедут до края, возвращаются в исходную позицию. Напоминает подшипник. Такое решение имеет массу достоинств.
Хорошие динамические качества и низкое трение – суппорт может быстро разгоняться и останавливаться. Это важно для точной обработки мелких деталей, таких как вырезы и проточки.
Малое тепловыделение – рельсы не деформируются из-за теплового воздействия. Это особенно хорошо для высокоточного (прецизионного) оборудования.
Их легко обслуживать – при износе достаточно заменить шарики. Они мягче, чем направляющий рельс, и поэтому изнашиваются быстрее.
Но есть недостаток – малая демпфирующая способность. Это значит, что вибрации, возникающие при резании, неизменно передадутся на станину. Это снизит точность обработки и приведет к браку. Вибрации возникают, например, при неравномерном припуске на черновых операциях.
Направляющие качения немного различаются конструкцией. Они бывают роликовые и шариковые.
Роликовые выдерживают большие нагрузки, чем шариковые. Но трение, которое возникает на торцах роликов, снижает динамические качества.
Шариковые лучше подходят для точных работ, но не переносят повышенные режимы резания.
Для сложных условий нужны другие конструкции.
Направляющие скольжения
В них втулка скользит по рельсе по слою смазки. Благодаря большой площади опоры они выдерживают серьезные нагрузки, в том числе и ударные, поэтому широко применяются на первоначальных режимах обработки. Но в этих направляющих сила трения покоя значительно выше силы трения движения, поэтому при малых скоростях узлы двигаются не равномерно, а скачками.
Чтобы это компенсировать, применяют различные технические решения.
Гидродинамические имеют простую и надежную конструкцию. В них через смазочные канавки между рельсом и втулкой затягивается масло, которое разделяет трущиеся поверхности. Эти канавки есть по всей длине рельса. Такие направляющие имеют высокую жесткость и хорошие демпфирующие качества. Недостатки – они хорошо работают только при больших скоростях движения, иначе не возникает гидродинамического эффекта. Кроме того, при разгоне и торможении условия работы ухудшаются. Такие направляющие широко используются в строгальных и карусельных станках.
- Гидростатические лишены этих недостатков. В них смазка подается под давлением от насоса, поэтому на поверхности всегда есть масляная пленка толщиной 10-50 мкм, а иногда и 100 мкм.
Но у них есть серьезные недостатки – нужна аппаратура для циркуляции и фильтрации масла, при работе возникает нагрев, а для фиксации суппорта в нужном положении нужны специальные устройства. Кроме того, за системой сложно ухаживать.
Гидростатические направляющие широко используются в тяжелых и уникальных высокоточных станках с ЧПУ. Они бывают незамкнутые и замкнутые. Незамкнутые (без планок) проще по устройству и применяются при стабильных условиях работы и большой массе суппорта. Замкнутые лучше сопротивляются изгибу и опрокиду, но требуют тщательного и дорогого изготовления.
- Аэростатические используют вместо масла воздух. Поэтому у них низкое трение, высокая точность и долговечность. А если убрать подачу воздуха, суппорт надежно зафиксируется в отличие от гидростатических устройств. Но жесткость и динамика у них хуже, к тому же из-за низкой плотности воздуха появляются колебания. А еще воздушные каналы надо регулярно чистить.
Эти направляющие хорошо зарекомендовали себя в легких станках. Они используются в координатно-измерительных машинах, станках для изготовления печатных плат и подобном оборудовании.
Часто применяют конструкции, которые объединяют положительные качества разных типов направляющих.
Несимметричные направляющие
Охватываемые
Охватывающие
H | 6 | 8 | 10 | 12 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 | |
H1 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 | 120 | — | — | — | — | |
22 | 28 | 36 | 45 | 55 | 70 | 90 | 110 | 140 | — | — | — | |||
25 | 32 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 | 125 | 160 | — | — | — | — | ||
h | 11 | 13 | 17 | 21 | 11 | 34 | 42 | 53 | 63 | 84 | 104 | 129 | 165 | |
b | 2 | 2 | 3 | 3 | 5 | 5 | 8 | 10 | 12 | 16 | 20 | 20 | 25 | |
R | 0,4 | 0,4 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | |
В | при β =30° | 23,1 | 27,7 | 37 | 46,2 | 57,7 | 73,9 | 92,4 | 115,5 | 138,6 | 184,8 | 230,9 | — | — |
при β =25° | 26,1 | 31,3 | 41,8 | 52,2 | 65,3 | 83,5 | 104,4 | 130,5 | 156,6 | 208,9 | 261,1 | 326,4 | 417,7 | |
при β =20° | — | — | — | — | 77,8 | 99,6 | 124,5 | 155,6 | 186,7 | 248,9 | 311,2 | 388,9 | 497,9 | |
α | при α =30° | 0.50 | 0,50 | 0,75 | 0,75 | 1,25 | 1,25 | 2,00 | 2,50 | 3,00 | 4,0 | 5,0 | — | — |
при α =25° | 0.36 | 0.36 | 0,55 | 0,55 | 0,90 | 0,90 | 1,45 | 1,80 | 2,15 | 2,9 | 3,6 | 3,6 | 4,5 | |
при α =20° | — | — | — | — | 0,60 | 0,60 | 0,95 | 1,20 | 1,45 | 1,9 | 2,4 | 2,4 | 3,0 | |
Размер Н1 -рекомендуемый; размер В — справочный
Особенности выбора
При ремонте можно просто купить такие же направляющие. А можно и модернизировать станок. Только учтите ряд моментов.
Направляющие ставятся с предварительным натягом. Он регулируется диаметром шариков или роликов в каретке. Например, для токарных станков с ЧПУ по осям X и Y сила натяга должна быть 0,08С. А для оси Z он должен составлять 0,13С. Тогда гарантирована высокая жесткость всей конструкции.
Направляющие должны соответствовать классу точности всего станка.
Определите тип изделия.
Для обработки мягких заготовок длиной менее 1 м сгодятся полированные валы.
Чтобы точить металл или крупные деревянные заготовки, нужны профильные рельсы.
И напоследок, покупайте комплектующие только в проверенных магазинах.
Часто встречаются подделки, которые не только портят заготовки, но и срывают контракт. А чтобы доказать свою правоту, снимайте распаковку новых направляющих на видео одним дублем без монтажа.
Размеры, мм
Н | 8; 10; 12;16 | 20; 25; 32;40 | 50; 60 | 80; 100 |
h | 1,6 | 2,0 | 3,0 | 5,0 |
h1 = r | 0,5 | 1,0 | 1,6 | 2,0 |
b | 2,0 | 3,0 | 5,0 | 8,0 |
с | 1,6 | 2,0 | 2,5 | 3,0 |
c1 | 1,0 | 1,6 | 2,0 | 2,5 |
Роликовые профильные рельсовые направляющие
Роликовые рельсы являются подвидом профильных направляющих, у которых дорожки качения — плоские, а вместо шариков в опорных модулях использованы ролики. Это позволило увеличить жесткость направляющей, грузоподъемность и долговечность. Роликовые направляющие используются в высоконагруженных металлообрабатывающих станках с ЧПУ, предназначенных для фрезеровки черных металлов, стали, камня. Вряд ли Вы ищете именно такие направляющие, иначе Вы бы не читали данную статью.
Шариковые втулки
- Низкая грузоподъемность — следствие предыдущего пункта, а также конструктивного строения линейных подшипников.
- Недолговечность. Каждый шарик линейного подшипника касается вала в одной точке, что создает очень высокое давление. Со временем шарики могут прокатать канавку на валу, после чего вал подлежит замене.
- Люфт. Бюджетные линейные подшипники многими производителями изготавливаются зачастую с весьма существенным люфтом.
- Достаточно чувствительны к пыли и стружке на валу.
Шлицевые валы (ball spline)
Шлицевые валы имеют специальные дорожки качения для шариков втулки, они более износостойкие и более жесткие чем обычные валы, а также могут воспринимать крутильные усилия с втулки. Сочетая в себе преимущества монтажа валов, исносостойкость профильных рельсов, с возможностью создания натяга, шлицевые валы находят применение там, где требуется монтаж направляющих исключительно на концах.
Загрузка...