Направляючі верстатів з ЧПУ є основною частиною підтримки та напряму рухомих частин верстатів. Їх тип і характеристики безпосередньо впливають на точність, ефективність і стабільність обробки. Відповідно до властивостей тертя та структури, напрямна рейка верстатів з ЧПУ поділяється на наступні три категорії, кожна з яких має свої власні технічні переваги та відповідну сцену:
I. Ковзні напрямні: економічний базовий вибір
особливості:
Проста конструкція: прямий контакт між поверхнею напрямної рейки для формування тертя ковзання, відсутність складних тіл кочення чи гідравлічних систем, тому низькі витрати на виробництво, придатність для -обмеженого бюджету.
Висока жорсткість і стійкість до вібрації: поверхня напрямної рейки має велику площу контакту, що дозволяє їй витримувати велику силу різання та ударні навантаження, а також демонструє стабільність у важких верстатах або грубій механічній обробці.
Високий опір тертю: високий коефіцієнт статичного тертя (зазвичай 0.1 -0.3), низька швидкість легко «викрутитися», що призводить до низької точності позиціонування.
Швидке зношування: після тривалої роботи потрібні часті регулювання зазору та поповнення мастила, що призводить до поганого збереження точності. В основному використовується для простого обладнання з ЧПК з низькими вимогами до точності.
Типові програми: низька швидкість і низьке навантаження, наприклад, економічні токарні та фрезерні верстати з ЧПК.
ii. Напрямна рейка прокатного стану: основні рішення для високо-високошвидкісної обробки з сервоприводом
особливості:
Коефіцієнт тертя надзвичайно низький: за допомогою елементів кочення, таких як кулька, барабан або штифт, тертя ковзання перетворюється на тертя кочення, що призводить до того, що коефіцієнт тертя становить лише 0,0025-0,005, що робить рух плавним і гнучким.
Висока точність позиціонування: різниця між динамічним коефіцієнтом тертя та статичним коефіцієнтом тертя невелика, що забезпечує плавний і низький рух без повзання. Повторюваність може становити ±0,001 мм, задовольняючи вимогу точної обробки.
Зносостійкість і тривалий термін служби: навантаження на тіло кочення і поверхню напрямної рейки розподіляється рівномірно, швидкість зносу становить лише 1/50-1/100 напрямної рейки, що значно подовжує цикли обслуговування.
1. Відносно низька стійкість до вібрації: тіла кочення чутливі до ударних навантажень, вимагають високо-становлення та пристроїв гасіння вібрацій, а також потребують високого захисту (захист від пилу та стружки).
Підтип:
Кулькова напрямна: конструкція з точковим контактом, низьке тертя, висока швидкість, підходить для невеликих навантажень, високошвидкісних ситуацій (наприклад, високо-швидкісні обробні центри). Роликові напрямні: дротяна контактна конструкція, збільшення потужності в 3-5 разів, підходить для важкого різання (наприклад, великі портальні фрезерні верстати).
Направляюча голчаста роликова шина: компактна конструкція, підходить для невеликого обладнання з ЧПУ з обмеженим простором.
Типове застосування: високо-швидкісні обробні центри, прецизійні шліфувальні верстати, п’яти{1}}верстати з ЧПК та інші високо-точні, високо{3}}швидкісні програми.
III. Гідростатичні напрямні: найкраще рішення для над-точних і важких застосувань
особливості:
Нульовий знос через рідинне тертя: безперервна подача масла через зовнішню гідравлічну систему на поверхню напрямної рейки, утворюючи рівномірну плівку (товщина 0,01-0,03 мм), чисте рідинне тертя, коефіцієнт тертя до 0,0005.
Висока точність і жорсткість: висока несуча здатність масляної плівки (100 МПа і вище), жорсткість в 3-5 разів перевищує жорсткість направляючої рейки, плавний рух без повзання, стабільна точність позиціонування в межах ±0,0005 мм.
Чудове поглинання вібрації та термін служби: масляна плівка поглинає вібрацію різання, зменшує хвилястість поверхні, оскільки немає прямого контакту між поверхнями напрямної рейки, теоретичний термін служби необмежений (тільки стабільність масляної плівки).
Компактність і дорогість: необхідні прецизійні гідравлічні системи (включаючи фільтри, насоси тощо), вартість виробництва яких у 2-3 рази перевищує витрати на кочення направляючих рейок. Він також має суворі вимоги до чистоти масла (NAS 6 або вище) і контролю температури.
Підтип:
Рідкий статик Рідкий гідростатичний напрямний: мінеральне або синтетичне масло як середовище, придатне для над-точної обробки (наприклад, оптичні шліфувальні машини, координатно-розточувальні машини).
Газостатична напрямна: стиснене повітря як середовище, без забруднення, але з низькою пропускною здатністю, в основному використовується для очищення навколишнього середовища (наприклад, обладнання для виробництва інтегральних схем).
Типове застосування: над-точні обробні центри, важкі-портальні фрезерні верстати з ЧПК, обладнання для обробки аерокосмічних компонентів та інші високо-точні сцени з великими навантаженнями.
Варіанти: обмежений бюджет, низькі вимоги до точності: віддайте перевагу ковзним напрямним, щоб збалансувати вартість і базову продуктивність.
Висока-швидкісна, високо{1}}точна обробка: роликова напрямна є першим вибором, відповідно до навантаження можна вибрати кульковий або роликовий тип.
Гідростатичні напрямні є єдиним варіантом і потребують професійної гідравлічної системи та команди технічного обслуговування.
