Направляющие, их виды и конструктивные особенности – Станкотека

Данная статья расскажет как выбрать направляющие для станка с ЧПУ, а также о самых распространенных видах направляющих и их преимуществах.

НАПРАВЛЯЮЩИЕ ПОЛИРОВАННЫЕ ВАЛЫ

Самый распространенный и бюджетный вид направляющих. Отличается низкой стоимостью, легкостью обработки и установки.

Полированные валы изготавливаются из высоколегированных сталей, как правило — конструкционных подшипниковых, и проходят индукционную закалку поверхности с последующей шлифовкой.

Это обеспечивает продолжительное время работы и сопутствует меньшему износу вала.

Шлифованные валы имеют идеальную поверхность и обеспечивают движение с очень маленьким трением.

Валы крепятся только в 2 точках на концах, и поэтому монтаж их не представляет особой сложности.

Полированные валы

Полированные валы

Однако многие недобросовестные производители часто делают валы из дешевых и мягких сортов высокоуглеродистых сталей, пользуясь тем, что покупатель не всегда обладает средствами для проверки вида материала и его твердости.

К недостаткам полированных валов относятся:

1. Отсутствие крепления к станине.

Вал крепится в двух точках на концах — это облегчает монтаж направляющих, однако приводит к тому, что направляющие устанавливаются независимо от рабочей поверхности стола. В то же время в портальных станках крайне желательно ставить направляющие в жесткой связи со столом. Такая связь снижает погрешности обработки, если рабочий стол подвергался искривлению, «повело винтом» — направляющие, повторяя изгибы стола, нивелируют часть погрешности.

Полированные валы

Крепление вала

2. 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.

Виды направляющих

Применяются направляющие скольжения, качения и комбинированные. По характеру трения направляющие скольжения делятся на направляющие полужидкостного трения, жидкостного (гидростатические и гидродинамические) и газового трения (аэростатические). Направляющие качения подразделяются по виду тел качения на шариковые, роликовые и игольчатые.

oF1X3DQrOFz9h9EeKApYm-QnCzO1ATWlQIo4wHXih1tJn9AnAGtANdogIyc3ilhg2pB_MOWFXpTUKCLVeXmRyaf3jbRd3XmHW00H6xecTzjYbpPWVC6I8tdn8-VW7ilhVSifym1o

Каждая из разновидностей направляющих имеет свои особенности и ограничения. В некоторых случаях используются комбинированные направляющие, совмещающие в своей конструкции особенности разных типов.

Также направляющие различают по форме поперечного сечения — прямоугольные, треугольные, трапециевидные (ласточкин хвост) и круглые (цилиндрические). Широко используется сочетание различных форм.

Особенности направляющих разной формы

Прямоугольные направляющие отличаются простотой конструкции и регулировки, способны воспринимать большие нагрузки, технологичны в изготовлении.

cNTA-WOzjwFhqqoQZzEsyPZuBWCrfcV9lr1nE8LLk5lQHouMj3Yam6qvhcFJgjQx6mLv6WIVegjwVRKIi_6e3r7wf34cxLUruLVo2P-YFLCjokYS1seYN_hDV1VLyzqphQJOjxJd

Треугольные направляющие обладают свойством автоматического выбора зазора под действием собственного веса узла, но угловое расположение рабочих граней усложняет их изготовление и контроль.

3qQmwjmNjF0-HkTigC0qoG3E2pPabkSmy0RwK_aWvBOSlQD2IDepttF3F0oBLjIS0Exl4i7HriVK2G_V9Y_rN1Hc3ivwadvGdEGEJn3p0ZTCIhiRydeeXUnE_p08d1U2kq1L-Ycl

Трапециевидные направляющие компактны, но сложны в изготовлении и контроле. Они довольно просто регулируются, но не отличаются высокой точностью.

QMMMG6DOtWWu6cPioSHCAAABOC1cMp8gVjM-FqWdihFyHEfviDFn5413RTANBVmZdfgWUECv_NV0WPfg3H-PvcKPZQl6VC7OBZwZEqheFCpwb7GwuM540J0ralYYDtGSEiiZkzFE

Круглые (цилиндрические) направляющие применяются редко. В охватываемом варианте они не отличаются большой жёсткостью из-за прогиба штанг, поэтому их чаще всего применяют при малой длине хода. В охватывающем варианте возникают трудности с изготовлением полукруглого профиля.

yFrVPQ9nr2NhqTkenIeoftLGQqz5I4D37g39dqYx3_MmeI04iaZakeSl0GIb_SlWU-a01lmO-QhXmqf3A9eXgqb8bUtVR5Q7Egs0h2xmfy9CVC7ODj1TxBQ6Ii0HHz3_TOP46u0T

Назначение линейных направляющих

Направляющие линейного перемещения на фрезерно-гравировальных станках выполняют три задачи:

  1. Являются опорами для поперечной балки, отвечают за ее движение в заданном направлении. Низкая сила трения — одно из ключевых требований к узлу.
  2. Отвечают за точность перемещения и не должны иметь люфтов в паре направляющая-подшипник. Повышенные требования предъявляются к позиционированию направляющих относительно рабочего поля.
  3. Воспринимают вторичные нагрузки. Опоры должны иметь высокие показатели жесткости на изгиб и кручение.

Существует несколько разновидностей линейных направляющих для станков с ЧПУ фрезерно-гравировальной группы. Они различаются формой сечения профиля, имеют разные показатели грузоподъемности и жесткости. Тип линейных направляющих закладывается в проект станка и уже не может быть изменен в процессе эксплуатации, поскольку связан с геометрией станины и высотой портала относительно рабочего поля.

Для изготовления деталей этих узлов используются шарикоподшипниковые стали типа ШХ-15, коррозионностойкие 95Х18, а также их зарубежные аналоги. Для повышения прочности и износостойкости их подвергают термической обработке.

Устройство

Самое общее описание направляющей: она представляет собой узел, обеспечивающий перемещение заготовки, инструмента и связанных с ними элементов по нужной траектории с заданной точностью.

Основные части направляющей прочный вал или профильная направляющая и перемещающиеся по ним подвижные узлы, несущие на себе рабочие элементы станка.

Конструктивные решения направляющей, а также обеспечение перемещения по ней очень разнообразны и подчинены выполнению конкретных задач металлообработки.

Устройство профильной рельсовой направляющей типа Hiwin

профильная рельсовая направляющая типа hiwin

Виды линейных подшипников на вал:

1. Шариковые втулки

Линейные подшипники качения имеют большие люфты по сравнению с каретками рельсовых направляющих и меньшие нагрузочные характеристики.

Помимо этого для защиты от поворота каретки необходимо использовать как минимум два направляющих вала на одну ось. Недостатки линейных подшипников качения:

  •             
  • Низкая грузоподъемность.             
  • Cледствие 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.
Шариковая втулка

Шариковые втулки

  •             
  • Люфт            
  • Бюджетные линейные подшипники многими производителями изготавливаются зачастую с весьма существенным люфтом.
  • Достаточно чувствительны к пыли и стружке на валу

2. 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 необходимо быть уверенным, что вы всегда сможете достать материал для подшипника и обработать его как нужно.

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 с использованием тел качения

Преимущества направляющих качения по сравнению с уже рассмотренными:

  • низкие потери на трение (малое усилие перемещения);

  • плавное перемещение рабочего органа на малых скоростях;

  • высокая точность установочных перемещений;

  • отсутствие всплывания рабочего органа при высоких скоростях перемещений;

  • высокая точностная надёжность при хорошей защите от загрязнений;

  • низкое тепловыделение при работе;

  • простота смазки.

Использование стальных закалённых направляющих с предварительным натягом позволяет устранить зазоры и обеспечить достаточно высокую жёсткость при относительно большой нагрузочной способности.

В направляющих могут использоваться шариковые, роликовые и игольчатые тела качения. Шариковые тела качения по сравнению с роликовыми имеют меньшую площадь контакта, что снижает их нагрузочную способность, а также общую жёсткость. Такой тип тел качения чаще встречается на небольших станках, имеющих относительно невысокую массу подвижных узлов. Роликовые тела качения используются в крупных станках и высоконагруженных узлах.

4RpBZI3efSk7OAz-jFIr4NJZ2zkd048TWN9_pM-uMKyaBGgl9aGmbJY7HZodCIIPZEPSvFCt5XwOk9WlL1d4ICJDi_0RJZBjhavonpnBY0WpMUajFkxRM-a-MmpjHIh4w7I2ZjE6

По конструкции различают направляющие без возврата тел качения и с возвратом по специальному каналу или при перекатывании в замкнутом объёме.

К недостаткам этих направляющих следует отнести высокую стоимость, трудоёмкость в изготовлении и сложность монтажа.

На сегодняшний день направляющие качения являются наиболее распространенными и встречаются почти во всех типах станков. 

Надежные производители, изготавливающие детали по всем стандартам качества

Если вы решили выбирать направляющие для фрезерного станка ЧПУ, то стоит отталкиваться от предназначения всего механизма и требуемых от него характеристик. Но, сейчас мы рассмотрим отдельный продукт от известного производителя, на него можно ориентироваться. Роликовая каретка HIWIN RGW25HCZAH.

  • Класс точности: H — Высокий, что является средним значением среди всех классов прочности.
  • Тип нагрузки: Сверхвысокий, означает что станок способен работать с тяжело обрабатываемыми материалами.
  • Тип крепления: Сверху и снизу, что обеспечивает надежное соединение с рельсом.
  • По итогу этой статьи мы разобрали, какие виды направляющих бывает и какие у них есть плюсы и минусы, а также разобрали один определенный продукт от надежного производителя, у которого всегда только качественные детали.

Направляющие на станках MULTICUT

Во всех сериях станков компании MULTICUT используются профильные направляющие и линейные подшипники HIWIN — одного из наиболее известных производителей комплектующих с бескомпромиссным качеством. Все узлы доставляются со склада официального представителя компании в России, что является гарантией оригинальности продукции. HIWIN специализируется на технологиях линейного перемещения. Компания создает высокоточные компоненты, которые используются в станкостроении, производстве авиационной и космической техники, медицинского оборудования.

Производитель разработал четыре серии профильных линейных направляющих для ЧПУ, которые выпускаются в типоразмерах от 15 до 45. Шариковые и роликовые линейные направляющие имеют 4 ряда тел качения, что обеспечивает высокую несущую способность, устойчивость портала и каретки со шпинделем.

Одно из преимуществ компонентов HIWIN — плавность хода. Благодаря этому даже черновые проходы на станках MULTICUT дают высокую чистоту поверхности изделия. В линейных подшипниках применяются пластиковые сепараторы, благодаря которым снижен уровень вибрации и шума.

Получить консультации, касающиеся направляющих линейного перемещения, а также других узлов, предусмотренных в станках MULTICUT, можно у наших сотрудников по телефону.

Защитные устройства для направляющих

Надёжная защита направляющих грязи, мелкой стружки и абразивной пыли является залогом их долговечности. Как уже отмечалось, наиболее чувствительны к загрязнению направляющие качения.

В качестве защитных устройств применяют:

  • стационарные литые или сварные щитки, закрепляемые на подвижном рабочем органе;

_VLxAG15bOMJnUVpCdUoaRZur89yDeZnsq_sQQzDZG6GHdQbCZdok6qJrZdsjdDb4rf_SufJDqw0dIJ_fNR7C8oYZcWdDyL9cdy_gjgfiK7raFfgi8XGfTZa7fuVHqCpvmQk-oYt

  • телескопические щитки, состоящие из взаимно подвижных щитков с уплотнениями в соединениях (применяются в станках с большой длиной хода);

90oPhIX1KXccoMjE-Y96ijsYJPvWpKK47HAFg2xsDxViaBB6T0IowwPcpXeV_70xejScR-G3N_a4lnV1lupmKApOw4oCketsSXqNh8LHzy0iGtlNBYzY-vIK6V7FEbzYgd8uQPt3

  • защитные ленты из различных материалов (стальные, текстовиниловые, армированные полиамидные и т.п.);

S_6WSqLoii4p3P9wB31QB3iWqgSBuats-FC8bErSnzV3jcNR8Vz97GmtYJyv8D5nGwvk_DzCTyu2AM5uGOqhs3HCjruf9dIKpBxyXbP7ocCOXw8rKLkJ-Pu1PwjRQ71Uo0ysyOEi

  • гармоникообразные меха из различных полимерных материалов.

1y48PxRZfHN0Va-sc0rljE4pF1YF9hY6KR4cvrkfNBZTBv6S8b-bJz3jLnrDkw-baX6s4qt0fE24zFjQfyhBbCwZ6ZMz6EcmGFNFDmPlByW9Y0EVeNDEMcWS8k3pcRNr_8CWPg_N

Выбор защитного устройства зависит от конкретных условий работы и особенностей конструкции направляющих и станка в целом.

Установка

Правильная и точная установка направляющих станка с ЧПУ – залог его безотказной работы.

Поэтому перед началом этой операции удаляют все загрязнения с кромок и плоскости базовой установочной поверхности, которая должна иметь строго горизонтальное, выверенное уровнем, расположение.

Рассмотрим установку двухрельсовой направляющей.

Выбирают, согласно нанесённой на него маркировке, основной рельс.

Если основной рельс крепится к боковой кромке базовой поверхности, он осторожно помещается на опорную поверхность и временно закрепляется болтами в слегка прижатом к боковой кромке положении.

При этом метка на рельсе совмещается с боковой базовой поверхностью опоры. Крепёжные отверстия рельса не должны быть смещены относительно базовых.

Затем винты, фиксирующие рельс, затягиваются по порядку, чтобы рельс плотно прижался к боковой опорной поверхности.

Так устраняется смещение в горизонтальной плоскости.

После этого затягиваются установочные болты (вертикальные) по порядку, от середины к концам рельса. При этом необходимый крутящий момент затяжки определяется динамометрическим ключом.

Если основной рельс не имеет прижимных винтов, которые обеспечивают боковое крепление, его устанавливают с применением тисков.

Крепёжные болты затягивают временно, а затем, прижимая рельс небольшими тисками к базовой боковой кромке в тех местах, где находятся установочные болты, полностью затягивают эти болты с предписанным усилием, перемещаясь от одного конца рельса к другому.

В том случае, если базовая кромка со стороны основного рельса отсутствует, его выравнивание в горизонтальной плоскости осуществляют с помощью визирного уровня, цифрового индикатора или поверочной линейки.

После правильного монтажа основного рельса, параллельно ему устанавливают вспомогательный рельс.

При этом используют поверочную линейку. Она размещается параллельно основной направляющей; параллельность определяется цифровым индикатором. После того, как параллельность достигнута, закрепляют болты вспомогательного рельса окончательно.

Кроме того, применяют специальные направляющие линейки, а также выравнивание положения вспомогательного рельса с помощью кареток из комплекта рельсовых направляющих.

Чтобы установить каретки, на них помещают стол и временно закрепляют его рабочими болтами. Затем прижимают каретки со стороны основного рельса к боковой базовой поверхности стола фиксирующими болтами и устанавливают стол. После этого установочные болты на основной и вспомогательной стороне полностью затягиваются.

Если каретки используют для правильной установки вспомогательного рельса по основному, то стол помещают на каретки главного рельса, а вспомогательный временно закрепляют.

Установочные болты двух кареток на главном рельсе и одной из двух кареток на вспомогательном затягивают полностью.

Затем болты на вспомогательном рельсе полностью затягивают по порядку при временном закреплении второй каретки на вспомогательном рельсе.

При этом главный рельс служит ориентиром, а стол с каретками – индикатором параллельности.

Для обработки крупномерных заготовок направляющие наращиваются до нужной длины соединением нескольких секций. Предприятия-поставщики специально оговаривают такую возможность.

Секции для стыкового соединения маркируются таким образом, чтобы обеспечить последовательный их монтаж. При этом установочные болты располагаются ближе к концам соединяемых секций.

Секции по всей длине должны быть обеспечены опорой. Поэтому может потребоваться наращивание самой станины.

Секции наращивания проводятся через те же процедуры установки, что и основные.

Машинная обработка – одна из наиболее подробно и разнообразно оснащённых производственных отраслей. Для станков с программным управлением имеется широкий выбор комплектующих.

Правильный подбор оптимального конструктивного решения и отъюстированная установка направляющих станка с ЧПУ – надёжная гарантия качества металлообработки на этом станке.

См.также

  • Ласточкин хвост

Где купить цилиндрические направляющие

Сегодня на рынке существует много предложений по продаже данной продукции. На первый взгляд, нет ничего сложного в изготовлении шлифованного стержня. Однако, при кустарном производстве, как правило, применяется металл низкого качества, что влечет за собой искажение при обработке изделия на станке ЧПУ.

— один из лидеров рынка по производству станков с числовым программным управлением и комплектующим к ним. Отзывы благодарных клиентов, размещенные на сайте интернет-магазина, подтверждают это. Чтобы заказать продукцию в «ЧПУ Мастер» — просто позвоните или нажмите кнопку «купить» рядом с нужным товаром. Мы доставим заказ во все регионы России и страны СНГ.

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.

Роликовая направляющая

Роликовая направляющая

Рекомендации

При выборе станка типу направляющих следует уделить особое внимание, так как именно от этого узла зависит точность и долговечность оборудования.

  • При выборе большого станка для черновых обдирочных работ, которые не требуют особой точности стоит рассмотреть направляющие с полужидкостным трением, так как они больше приспособлены для данного вида работ, а значит прослужат намного дольше.

  • Если же необходима достаточно высокая точность при чистовых и черновых работах, то стоит выбирать направляющие с телами качения.

  • При чистовой обработке, требующей прецизионной точности и высокого класса шероховатости поверхности следует выбирать направляющие жидкостного трения.

Если вы планируете покупку станочного оборудования, но затрудняетесь с выбором, консультанты маркетплейса СТАНКОТЕКА подберут для вас оптимальные варианты с учётом всех обстоятельств и стоящих перед вами задач. Свяжитесь с нами или

оставьте заявку

на сайте.

Какие бывают каретки

Различают несколько видов кареток: обычные, фланцевые, обычные удлиненные и фланцевые удлиненные.

У данной конструкции есть некоторые особенности: профиль, соприкасаясь с шариком в подшипнике каретки, образует дугу, а не точку, как в случае с цилиндрическим валом.

Купить профильные рельсовые направляющие можно отдельно или в комплекте с кареткой. Второй вариант более предпочтителен, так как при изготовлении комплекта, на деталях ставится маркировка. Такие конструкции более устойчивы к износу, так как при интенсивной работе станка в результате вибраций идеально подобранные детали деформируются медленнее.

( 1 оценка, среднее 5 из 5 )

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...