Направляющие станка (часть 2)
Продолжение статьи о направляющих
- Шлицевые валы
Шлицевые валы представляют собой особый тип валов, обладающих специальными дорожками качения для шариков втулки. Они характеризуются повышенной износостойкостью и жесткостью по сравнению с обычными валами, а также способностью воспринимать усилия скручивания с втулки. Эти валы объединяют в себе преимущества монтажа валов, износостойкости профильных направляющих и возможность создания натяга.
Применение шлицевых валов особенно оправданно там, где требуется установка направляющих исключительно на концах. Это важно, например, в ситуациях, когда станки имеют ограниченное пространство для размещения направляющих или, требуется специфическая конструкция.
Однако стоит отметить, что шлицевые валы существенно дороже полированных валов – порой на полпорядка или даже на порядок. Из-за этого они редко применяются в строении обычных станков, особенно в случаях, где нет настоятельной необходимости в их уникальных свойствах.
Выбор между шлицевыми и другими типами валов зависит от конкретных требований приложения, бюджета и желаемых характеристик системы.
- Валы на опоре
Линейные валы на опорах, также известные как цилиндрические рельсы, поддерживают направляющую по всей длине, предотвращая ее прогиб под воздействием нагрузки или собственного веса, особенно при больших длине и массе движущейся каретки. Эти рельсы крепятся напрямую на станок, а отверстия с резьбой в опорах предназначены для удобного крепления и обеспечивают надежную фиксацию направляющей на станине.
Цилиндрические рельсы имеют общие недостатки с полированными валами, такие как высокий люфт у втулок и ограниченная долговечность. Однако, в отличие от полированных валов, цилиндрические рельсы не провисают на длине и обладают большей грузоподъемностью. Важно отметить, что каретки на цилиндрических рельсах по-разному реагируют на разнонаправленные нагрузки, так как не являются замкнутыми по контуру в отличие от шариковых втулок на валах.
Производство валов и цилиндрических рельс – относительно несложный процесс, и это приводит к наличию множества известных и малоизвестных производителей. Однако качество и характеристики могут значительно различаться в зависимости от производителя. Иногда даже каретки от одного производителя могут не подходить к валам того же производителя из другой партии, что подчеркивает важность внимательного выбора компонентов для обеспечения совместимости и надежной работы системы.
- Профильные линейные направляющие
Данный тип направляющих применяется в ситуациях, где требуется максимальная точность обработки. Их установка осуществляется непосредственно на станину станка, а специальные дорожки качения обеспечивают равномерное распределение нагрузки на каретку. Этот тип направляющих обладает следующими характеристиками:
Высокая точность: направляющие этого типа предоставляют высший уровень точности при перемещении.
Большая грузоподъемность: они способны выдерживать значительные нагрузки, что делает их идеальным вариантом для приложений с высокими требованиями к грузоподъемности.
Прямолинейность: характеризуются способностью обеспечивать прямолинейное движение без отклонений.
Низкий люфт: минимальные зазоры обеспечивают стабильность и точность в работе.
Среди недостатков следует выделить сложность монтажа и высокие требования к шероховатости поверхности для обеспечения оптимальной работы. Важно учитывать эти особенности при выборе и установке данного типа направляющих, чтобы обеспечить оптимальные условия для высокой точности и эффективности работы станка.
Классы точности
Направляющие для станков с ЧПУ могут иметь различные классы точности, характеризующиеся допустимыми значениями основных и дополнительных погрешностей. Комплектующие с обозначением C соответствуют стандартному классу точности, где допустимые отклонения по ширине и высоте не превышают 0,1. Дополнительные классы включают особо точный (H), прецизионный (P), супер-прецизионный (SP) и ультра-прецизионный (UP). Различия между ними заключаются в уровне допустимых отклонений, где более высокий класс обозначает более строгие требования к точности. Выбор класса точности зависит от конкретных требований процесса и необходимой точности обработки на станке с ЧПУ.
Итоги
При выборе станка стоит обращать внимание на тип используемых направляющих для понимания класса станка, его работоспособности и долговечности.
- Вал и бронзовая втулка: низкая жесткость и грузоподъемность, ограниченная точность, периодическая подгонка, низкая цена, ограниченная доступность готовых изделий на рынке. Вал может провисать при большой длине.
- Вал и пластмассовая втулка: низкая жесткость и грузоподъемность, низкая точность, периодическая подгонка, низкая цена, высокий износ, ограниченная доступность готовых изделий на рынке. Вал может провисать при большой длине.
- Вал и шариковая втулка: низкая жесткость и грузоподъемность, ограниченная точность, средняя стоимость. Вал может провисать при большой длине. Используются в 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 станках среднего класса.
- Профильные направляющие: высокая жесткость, точность, износостойкость, высокая грузоподъемность, не требуется регулировка, высокая стоимость. Важно учесть сложность монтажа и необходимость соответствующей подготовки монтажных поверхностей. Используются в станках среднего и промышленного класса.