Содержание:
В ходе приобретения и последующей сборке станка ЧПУ важно учитывать определенные нюансы. Особое внимание уделяется специальным направляющим, которые в народе называются «рельсами». Без этого элемента невозможно точно выполнить 3D-печать или фрезеровку. Движение по осям не должно провоцировать износ подшипников или вероятность возникновения люфта. Требования к таким элементам для каждого вида станка различные.
Особенности
Рельса – это узел, обеспечивающий движение лазера, заготовки или шпинделя. Они перемещаются совместно с узлом по заданной траектории с необходимой точностью. Главными элементами конструкции является вал высокой прочности и передвижные узлы, которые несут функционирующие элементы станка на себе.
Все направляющие тщательно закреплены. Это исключает даже малейшие сдвиги в ходе функционирования оборудования. На устойчивость станка ЧПУ не могут повлиять ни вибрации, ни вес узлов.
Описание конструкции
С давних времен люди передвигали грузы путем линейного передвижения или качения. В современном мире эти действия также активно используются на различных установках. Изначально для этих целей использовались подшипники скольжения, однако со временем на их место пришли подшипники качения. Люди стали монтировать элементы качения в механизмы еще 100 лет назад. При этом детали для линейного передвижения начали активно использовать только последние 20 лет.
Когда в одной точке сходятся шарик и поверхность, создается высокий уровень давления. В связи с этим придумали профильные рельсы, которые отличаются своеобразной формой дорожек для качения шарика. Это позволяет существенно увеличить площадь контакта. Процентное соотношение радиуса шарика и дорожки называется касанием. Оно существенно увеличивает способность переносить нагрузки, срок эксплуатации, жесткость при одинаковом уровне давления.
Профильные рельсовые направляющие могут иметь две основные конструкции с шариками, которые являются деталями качения. Первая с круговой дорожкой для качения, а вторая имеет профиль дорожки в виде готической арки.
Круговая дорожка отличается одной линией касания, которая находится в самом рельсе, а вторая – на каретке. Благодаря этому, создается контакт в двух точках. Форма в виде готической арки имеет две линии касания на самом рельсе, а также две линии качания в каретке. В итоге формируется контакт в четырех точках.
При тщательном изучении элементов можно увидеть, что скольжение имеет разницу, которая обусловлена различными показателями диаметров. Разница существенно выше у дорожки в виде готической арки, чем у дорожки с круговым профилем. Такой подход позволяет сформировать высокий показатель трения, оптимальный уровень сопротивления, большее потребление энергии и износ. Направляющие стандартного типа оснащены дорожкой с круговым профилем. Готическая арка применяется исключительно в миниатюрных рельсах, которые обеспечивают максимальную компактность элемента.
К характеристикам профильных направляющих рельсов относится размещение дорожек. Оно может иметь форму «Х» или «О». Это зависит от условий применения подшипника.
Дефект во время монтажа может подвергать рельсовую систему нагрузкам моментного типа. Отмечается небольшое расстояние между активными элементами. При этом внутренняя нагрузка также уменьшается. Направляющие профильные рельсы чаще всего изготавливаются с расположением дорожек в форме «Х».
Рассмотрим главные характеристики:
- Возможность больших допусков при монтаже;
- Отличаются идеальной способностью подстраиваться;
- Позволяют экономить при создании и подготовке поверхности для последующей установки.
Чем интересны?
Рельсы являются основными деталями станков для фрезерования и гравирования. Они предназначены для поглощения вибраций во время работы, защищают заготовки от всевозможных деформаций. В данном случае системы качения служат дополнительными опорами, которые гарантируют максимальную точность перемещения.
В производственных условиях применяется несколько типов направляющих. Между собой они отличаются уровнем жесткости и грузоподъемности. Самые популярные из них хромированные прецизионные валы линейного типа. Для их изготовления используют высоколегированную, высокоуглеродистую сталь. Диаметр находится в пределах 6-60 миллиметров. Конструкция отличается высоким уровнем стойкости к абразивным и механическим повреждениям. Благодаря таким характеристикам, системы можно применять даже в самых загрязненных условиях.
Нередко в составе конструкции применяется каретка линейного качения. Внутри элемента есть дорожка, по которой перемещаются шарики и ролики. Это обеспечивает прямолинейное движение во всех направлениях. Конструкция отличается высоким уровнем жесткости, дает минимально трение, имеет огромную прочность. Простая шариковая каретка линейного типа чаще всего используется именно с направляющими рельсового типа.
Установка профильного вала может осуществляться на различные опоры. Один из вариантов крепится с помощью специальных лапок, а другой имеет крепление в виде фланца. Фиксировать такие опоры можно абсолютно в любых местах. Они отлично устанавливаются даже в условиях ограниченного пространства.
Существуют направляющие линейного типа с каретками и без кареток. Они могут быть цилиндрического типа или иметь форму V («хвост ласточки»). Основные отличия комплектующих деталей заключаются в уровне износостойкости и сроке эксплуатации.
В конструктиве профильных рельсовых направляющих используются подшипники линейного типа. Они имеют максимально простую конструкцию, быстро устанавливаются в корпус. Благодаря этим элементам, производится точное качение рабочих элементов или модулей оборудования с любым показателем грузоподъемности.
Разновидность направляющих в плоскости линейного типа тесно связана с геометрией самой станины. Все эти нюансы учитываются при разработке проекта станка на начальной стадии изготовления. Важнейшим этапом производства является тестирование.
