Cu ceva timp în urmă, am discutat despre un proiect personalizat de mașină de frezat CNC cu un client care plănuia să prelucreze aluminiu și oțel ușor.
Principalele sale preocupări nu erau doar prețul, ci și:
- Rigiditatea mașinii
- Precizia poziționării
- Calitate de preîncărcare
- Compatibilitatea componentelor
- Fiabilitate-pe termen lung
Acest lucru este de fapt foarte comun în proiectele de mașini CNC. Mulți constructori de mașini cheltuiesc mulți bani pe fusuri și motoare, dar subestimează importanța sistemului de mișcare liniară.
În realitate, performanța unei mașini CNC depinde adesea în mare măsură de calitatea:
- Sine de ghidare liniare
- Șuruburi cu bile
- Blocuri suport
- Potrivire de preîncărcare
- Precizie de asamblare
Alegerea greșită a sistemului de șuruburi cu bile cu 3 axe poate duce la:
- Vibrații în timpul tăierii
- Reacție
- Finisaj slab al suprafeței
- Precizie instabilă
- Zgomot excesiv
- Durată de viață scurtă a mașinii
În acest articol, vom explica cum să alegeți un sistem adecvat de șuruburi cu bile cu 3 axe pentru o mașină de frezat CNC, pe baza considerațiilor reale de inginerie.
Ce este un sistem de șuruburi cu bile cu 3 axe?
Un sistem cu șurub cu bile cu 3 axe se referă de obicei la sistemul complet de transmisie a mișcării liniare utilizat pe: axa X-, axa Y- și axa Z- a unei mașini CNC.
Un sistem de mișcare liniară CNC tipic include: șine de ghidare liniară, blocuri de rulmenți, șuruburi cu bile, piulițe pentru șuruburi cu bile, unități de sprijin BK/BF, cuplaje, motoare pas cu pas sau servo, suporturi de montare a motorului.
Pentru mașinile de frezat CNC, toate cele trei axe trebuie să funcționeze împreună cu o rigiditate ridicată și un control stabil al mișcării.
Spre deosebire de routerele simple pentru prelucrarea lemnului, mașinile de tăiat aluminiu și oțel impun cerințe mult mai mari asupra structurii mecanice.
De ce contează rigiditatea într-o mașină de frezat CNC
Mulți constructori de CNC pentru prima dată-se concentrează în principal pe viteză sau puterea motorului.
Cu toate acestea, rigiditatea este adesea factorul real care determină calitatea prelucrarii.
Când tăiați aluminiu sau oțel ușor, mașina suferă forțe de tăiere semnificative. Dacă sistemul de ghidare liniar sau șurub cu bile nu are rigiditate, mașina poate suferi de:
- Vibrație
- Urme de chatter
- Dimensiuni inexacte
- Adâncime de tăiere instabilă
- Uzura sculei
Acesta este motivul pentru care mulți constructori CNC preferă: șine de ghidare liniare HGR25 sau chiar șine HGR30 în loc de dimensiuni mai mici precum HGR15 sau HGR20 pentru aplicații grele-.
Șinele mai mari oferă:
- Capacitate de încărcare mai bună
- Rigiditate structurală mai mare
- Stabilitate îmbunătățită
- Rezistență mai bună la deformare
Pentru mașinile de frezat CNC de dimensiuni medii-, HGR25 este una dintre cele mai frecvent utilizate opțiuni.
Alegerea șurubului cu bile potrivit pentru fiecare axă
Selecția șurubului cu bile ar trebui să se bazeze pe: dimensiunea mașinii, sarcina pe axă, lungimea cursei, viteza de mișcare, forța de tăiere, cuplul motorului.
Pentru majoritatea mașinilor de frezat CNC de dimensiuni medii-, șuruburile cu bile SFU2005 sunt utilizate pe scară largă pentru axele X și Y.
De ce SFU2005 este popular
„2005” înseamnă:
- diametru șurub 20 mm
- plumb de 5 mm
Această combinație oferă un echilibru bun între: rigiditate, precizie de poziționare, capacitatea de încărcare și controlul vitezei.
Pentru prelucrarea aluminiului, SFU2005 este adesea preferat deoarece diametrul mai mare ajută la reducerea deformarii pe distanțe lungi de călătorie.
Dar despre axa Z-?
Axa Z- poartă de obicei o lungime de deplasare mai mică, dar o concentrație de sarcină verticală mai mare.
Mulți constructori aleg: SFU1605 sau SFU2005, în funcție de greutatea axului și de designul mașinii.
Avantaje SFU1605:
- Greutate mai ușoară
- Inerție inferioară
- Accelerație mai ușoară a motorului
- Potrivit pentru structuri compacte pe axa Z-
Avantaje SFU2005
- Rigiditate mai mare
- Asistență mai bună pentru-încărcare grea
- Vibrație redusă
Pentru configurații mai grele ale axului, SFU2005 este, în general, alegerea mai sigură.
De ce este importantă preîncărcarea
Un detaliu pe care mulți furnizori îl ignoră este preîncărcarea.
Cu toate acestea, preîncărcarea este extrem de importantă pentru precizia mașinii CNC.
Preîncărcarea ghidajului liniar ajută la reducerea: spațiul liber, vibrațiile, eroarea de poziționare, instabilitatea mișcării.
Mulți constructori CNC profesioniști preferă: preîncărcare G2 sau preîncărcare G3, deoarece sistemele preîncărcate oferă o rigiditate mai bună în timpul tăierii.
Fără preîncărcare adecvată, mașina poate dezvolta joc sau vibrații chiar dacă sunt folosite șine de{0}}înaltă calitate.
În același timp, preîncărcarea excesivă poate crește: frecarea, căldura și sarcina motorului.
O configurație echilibrată de preîncărcare este importantă pentru-performanța mașinii pe termen lung.
HGR25 vs HGR30: pe care ar trebui să alegi?
Mulți constructori CNC ezită între HGR25 și HGR30.
Ambele sunt alegeri comune pentru mașinile de frezat CNC, dar servesc priorități diferite.
| Model | Avantaje | Aplicații adecvate |
|---|---|---|
| HGR25 | Cost mai mic, greutate mai mică, instalare mai ușoară | Mașini CNC medii de tăiat aluminiu |
| HGR30 | Rigiditate mai mare și capacitate de încărcare | Structuri de portic grele, tăiere oțel |
Pentru majoritatea aplicațiilor din aluminiu și oțel ușor, HGR25 este deja suficient atunci când este combinat cu un cadru puternic al mașinii.
HGR30 devine mai atractiv pentru: mașini portal mai mari, tăiere agresivă, putere mare a arborelui și aplicații industriale.
Probleme comune de compatibilitate în construcțiile CNC DIY
Una dintre cele mai mari probleme în proiectele CNC personalizate este nepotrivirea compatibilității.
Mulți utilizatori cumpără componente separat de la diferiți furnizori și mai târziu descoperă probleme de asamblare.
Problemele comune includ:
Potrivire incorectă a suportului BK/BF
Este posibil ca prelucrarea la capătul șurubului cu bile să nu se potrivească corect cu blocurile suport.
Dimensiunea cuplajului nepotrivită
Diametrul arborelui motor și diametrul arborelui șurubului cu bile poate să nu se potrivească cu cuplajul.
Probleme de aliniere a carcasei piuliței
Carcasele piulițelor proiectate prost pot cauza erori de aliniere și frecare crescută.
Incompatibilitate șine și bloc
Diferitele mărci folosesc uneori toleranțe sau dimensiuni ușor diferite.
Erori de poziție a suportului motorului
Proiectarea necorespunzătoare a suportului poate crea probleme de aliniere a motorului.
Acesta este motivul pentru care mulți constructori de CNC preferă acum să cumpere un kit complet de șuruburi cu bile CNC sau o soluție completă de mișcare liniară de la un singur furnizor.
Kit complet de șuruburi cu bile cu 3 axe vs achiziție separată
Achiziționarea unui sistem complet de șuruburi cu bile cu 3 axe de la un furnizor oferă mai multe avantaje.
Compatibilitate mai bună
Toate componentele sunt combinate înainte de expediere.
Instalare mai ușoară
Procesul de asamblare devine mult mai simplu.
Risc redus
Mai puține șanse de nepotrivire de prelucrare sau erori dimensionale.
Livrare simplificată
O singură expediere este de obicei mai ușoară și mai ieftină decât aprovizionarea de la mai mulți furnizori.
Suport tehnic
Un furnizor complet poate ajuta la verificarea compatibilității între:
- Șine liniare
- Blocuri liniare
- Șuruburi cu bile
- Unități de sprijin
- Cuplaje
- Motoare
Pentru mulți cumpărători de peste mări, acest lucru este deosebit de important, deoarece înlocuirea pieselor incompatibile după expedierea internațională poate fi foarte costisitoare.
Ar trebui să alegeți șuruburi cu bile rulate sau măcinate?
Aceasta este o altă întrebare frecventă în proiectele de mașini CNC.
Mulți utilizatori confundă:
- Șuruburi cu bile rulate C7
- Șuruburi cu bile de împământare
In realitate:
- C7 este asociat în mod obișnuit cu șuruburi cu bile laminate
- C5 sau C3 sunt mai frecvente pentru șuruburi de împământare de precizie
Pentru majoritatea mașinilor de frezat CNC din aluminiu, șuruburile cu bile C7 laminate de înaltă calitate-sunt deja suficiente.
Șuruburile cu bile împământate devin mai importante pentru:
- Prelucrare de ultra-precizie
- Masini de slefuit
- Echipamente semiconductoare
- Automatizare industrială-de mare viteză
Alegerea corectă depinde de cerințele reale de prelucrare și de buget.
Configurație recomandată pentru o mașină de frezat CNC medie
Pentru tăierea aluminiului și a oțelului ușor, o configurație comună poate include:
Axa-X
- Sine HGR25
- blocuri HGW25
- Șurub cu bile SFU2005
- Unități suport BK/BF
- Motor NEMA23 în buclă{0}închisă
Axa -Y
- Sine HGR25
- SFU2005
- Preîncărcare medie
- Sistem de cuplare rigid
Axa -Z
- HGR20 sau HGR25
- SFU1605 sau SFU2005
- Suport motor compact
- Masa in miscare redusa
Acest tip de configurare oferă un echilibru bun între: rigiditate, precizie, cost și fiabilitate.
Rezumat
O mașină CNC este la fel de stabilă ca și sistemul său de mișcare liniară.
Alegerea sistemului potrivit de șuruburi cu bile cu 3 axe nu înseamnă doar selectarea individuală a șinelor și șuruburilor. Adevărata provocare este asigurarea compatibilității, preîncărcării, rigidității și preciziei de asamblare adecvate pe întreaga mașină.
Pentru prelucrarea aluminiului și a oțelului ușor, componentele potrivite corespunzător se pot îmbunătăți semnificativ:
- Calitatea prelucrarii
- Stabilitate de tăiere
- Precizia poziționării
- Durata de viață a mașinii
Dacă construiți un router CNC, o mașină de frezat sau un sistem de automatizare și nu sunteți sigur cum să se potrivească:
DLY poate ajuta la furnizarea unei soluții complete de mișcare liniară CNC compatibilă, bazată pe structura mașinii și cerințele aplicației.
Contactaţi-ne
Număr de telefon/WeChat: 16605788856
Whatsapp:+8616605788856
E-mail: dlyexport2@dlybearing.com
