Průvodci obráběcími stroji: konstrukční a aplikační vlastnosti: více informací na webových stránkách Promoil

Vodítka pro obráběcí stroje jsou jednotky, které zajišťují pohyb obrobku a pracovních částí stroje po dané dráze pro dosažení požadované relativní polohy během procesu zpracování.

Vodítka pro obráběcí stroje jsou jednotky, které zajišťují pohyb obrobku a pracovních částí stroje po dané dráze pro dosažení požadované relativní polohy během procesu zpracování.

Hlavními částmi jednotky jsou profilové vedení a po nich se pohybující pohyblivé jednotky, které nesou pracovní prvky stroje. Konstrukce těchto jednotek, stejně jako zajištění pohybu po nich, jsou různorodé a odpovídají realizaci konkrétních kovoobráběcích úkolů.

Přesnost zpracování na kovoobráběcím stroji závisí na vlastnostech a kvalitě vodítek. Proto jsou na ně kladeny následující požadavky:

• vysoká nosnost a odolnost proti opotřebení;
• vysoká přesnost pohybu a polohování;
• rovnoměrný pohyb při nízkých rychlostech, bez skoků;
• tuhost a nedostatek vibrací;
• minimalizace třecí síly;
• udržitelnost.

Vedení vysoce přesných CNC strojů jsou upevněna s takovou mírou spolehlivosti, aby byly vyloučeny i minimální posuny při provozu zařízení – pod vlivem hmotnosti, pohybu nebo vibrací pracovních jednotek.

Typy vodicích strojů

V kovoobráběcích strojích jsou instalována kluzná, valivá a kombinovaná vedení, která kombinují oba typy. Na druhé straně jsou hlavní typy vodicích strojů rozděleny do několika typů, z nichž každý má své vlastní vlastnosti, klady a zápory.

Pro snadnější vnímání zobrazujeme klasifikaci v tabulce.

Podívejme se na vlastnosti každého typu vodítek.

Posuvná vedení

Povrch kluzných vedení je v přímém kontaktu s jednotkami, které se po nich pohybují. Působení značných třecích sil způsobuje jejich zrychlené opotřebení. Jejich práci navíc značně ovlivňuje rozdíl mezi třecí silou v klidu a třecí silou při pohybu – při nízkých rychlostech dochází k pohybu jednotek křečovitě.

Pro snížení vlivu třecích sil se používají antifrikční plastové obložení a další techniky, zejména kapalná a plynná média, to znamená hydrostatická, hydrodynamická a aerostatická vedení.

Hydrostatická vodítka

Zajistěte rovnoměrný a přesný pohyb pomocí olejového mazání. Jsou vybaveny speciálními olejovými kapsami, kam je mazivo přiváděno pod tlakem a vytékající vytváří olejovou vrstvu požadované tloušťky po celé délce styčných ploch.

Použitím olejového mazání lze výrazně snížit vibrace, což je dobře patrné ze stavu vodní hladiny u skel instalovaných na jednoduchých lineárních a hydrostatických kluzných vedeních

výhody:

• odolat značnému zatížení;
• dokonale tlumí vibrace;
• může pracovat ve znečištěných podmínkách.

nevýhody:

• komplexní mazací systém;
• nutnost použití speciálních svorek pro umístění jednotky do požadované polohy;
• potřeba hydraulického zařízení pro přívod, cirkulaci, filtraci a odvod oleje;
• náročná instalace a zvýšené nároky na údržbu;
• vysoké náklady.

Navzdory výhodám, kvůli složitosti zařízení a vysoké ceně, nejsou hydrostatická vedení široce používána.

Hydrodynamická vedení

Provoz těchto jednotek je založen na principu „plovoucí“ pohyblivé jednotky. Olej vyplňuje mezery mezi mazacími drážkami na pracovních plochách vodítek, v důsledku čehož při pohybu jednotek jsou třecí plochy odděleny vrstvou kapaliny.

výhody:

• účinné snížení tření;
• tlumení vibrací;
• snížené opotřebení.

nevýhody:

• dobrý výkon pouze při významných rychlostech posuvu;
• Potíže s akcelerací a brzděním.

Aerostatická vodítka

Fungují na vzduchovém – plynovém mazání. Konstrukčně podobné hydrostatickým: mají kapsy, do kterých je přiváděn vzduch pod tlakem. To znamená, že mezi plochami vedení a pohybovanou jednotkou nevzniká olejová, ale vzduchová vrstva.

výhody:

• nejnižší tření;
• přesné polohování;
• spolehlivá fixace;
• životnost.

nevýhody:

• nízká nosnost;
• slabá tlumicí schopnost (horší tlumení vibrací);
• vzduchové průchody a mezery se snadno ucpou.

Konstrukčně se kluzná vedení dělí na trojúhelníková, obdélníková a lichoběžníková. Existují také „krabicové“ uzly, jako je BoxWay, SlideWay a „box-in-box“ – Box-in-box.

Trojúhelníková a obdélníková vedení se používají především u soustruhů s přímým ložem. „Krabicová“ a pravoúhlá vedení se používají jako vertikální vedení ve vertikálních soustruzích a také u horizontálních vyvrtávaček. Instalují se také do frézovacích obráběcích center. A modely Box-in-box se používají pro osy Z u těžkých strojů, jako jsou portálové frézky.

Válečková vedení

Jednotky tohoto typu se začaly poprvé používat v polovině dvacátého století na bruskách, souřadnicových vyvrtávačkách a dalších přesných strojích, kde byly vyžadovány malé přesné pohyby do 0,001 mm. Takové pohyby bylo obtížné realizovat na posuvných vedeních kvůli skokům.

Vedení tohoto typu jsou dnes nejžádanější pro CNC frézky a soustruhy kovů, protože jejich použití umožňuje dosáhnout požadované produktivity na strojích s výrazně nižším výkonem – až 10x.

Jednotka se skládá z vodicí kolejnice s leštěným montážním povrchem a oběžnými dráhami, dále z vozíku s valivými prvky, jejich oběžnými drahami a těsněními.

Vnitřní struktura valivého vedení (válečkové a kuličkové typy valivých těles)

V závislosti na tom, které valivé prvky jsou použity, existují:

• kuličková vedení;
• válečková vedení.

U jednotek prvního typu je kontakt třecích ploch bodový, což je optimální pro dynamické zatížení: vysokorychlostní zpracování, časté změny směru pohybu. Kuličková vedení se používají ve frézkách a soustruzích se šikmým ložem.

U jednotek druhého typu je kontakt třecích ploch lineární (podél tvořící přímky válce). Taková vodítka se vyznačují vyšší tuhostí a nosností. Válečková vedení se používají u portálových strojů, horizontálních frézek, frézovacích obráběcích center, soustruhů se šikmým ložem a vertikálních soustruhů.

Hlavní výhody rolovacích vodítek:

• minimální tření;
• vysoká plynulost pohybů bez skoků;
• vysoká rychlost pohybu a rychlé zrychlení;
• ve vhodném provedení poskytují vysokou nosnost, tuhost a odolnost systému a také vysokou udržovatelnost

• nestabilita vůči znečištění;
• relativně nízké tlumení;
• vysoké náklady.

Ve většině ohledů, s výjimkou schopnosti tlumení, jsou valivá vedení lepší nebo srovnatelná s kluznými vedeními. A co je nejdůležitější, umožňují extrémně přesné malé instalační pohyby, což je u moderních CNC strojů velmi důležité.

Mnoho výrobců dnes vyrábí soustruhy s valivými vedeními. Například společnost Neway CNC Equipment souběžně s uvedením řady SC strojů s kluznými vedeními uvedla speciálně pro naše zákazníky na trh aktualizovanou řadu PC (Promoil Configuration) s valivými vedeními.

Nahrazení kluzného tření valivým třením umožnilo zvýšit třídu přesnosti polohování, rychlost zpracování a přesnost. Navíc jsou taková vodítka odolnější a opravitelná.

Kombinovaná vodítka

V takových uzlech je klouzání podél některých ploch kombinováno s rolováním podél jiných. Jsou rozšířené a kombinují klady a zápory dvou typů uzlů.

Obvykle jsou valivé podpěry instalovány ve směru, který určuje přesnost, a posuvné podpěry jsou instalovány kolmo k hlavním složkám řezných sil.

Co dalšího potřebujete vědět o průvodcích

• Tvar vodicí hřídele může být lineární nebo kruhový.
• Materiály vedení stroje jsou litina a ocel s vysokou tvrdostí, například jakost 40X s kalením HFC (vysokofrekvenční proudy).
• Litina se používá při výrobě kluzných vedení, která jsou integrální s rámem.
• Ocel se používá k výrobě odnímatelných a nadzemních jednotek.
• Vodítka jsou umístěna vodorovně, svisle a šikmo.
• Uzly jsou upevněny po celé délce nebo pouze na koncových částech.
• Požadavky na přesnost výroby jsou vysoké – povolená odchylka je 0,2 mm na délku 1 metr.
• Důležité je kvalitní broušení strojních vodítek.
• Přípustná drsnost a celkové rozměry jsou regulovány a stanoveny na základě pracovního zatížení.

Jak vybrat vodítka pro stroj

Větší rozmanitost průvodců někdy vede do slepé uličky, abyste pochopili, která možnost bude pro vás optimální, podívejte se na naše souhrnné tabulky a vyberte si správnou.

Při výběru vodítek se zaměřujeme na prováděné operace.

Pohyb nástroje vzhledem k obrobku

Soustružnický stroj

Frézka

Operace

Optimální vodítka

Operace

Optimální vodítka

Pro minimalizaci volnoběhu.

Pro minimalizaci volnoběhu.

Lineární pohyby G01

Obrábění válcových, čelních ploch, drážek, válcových závitů.

Frézování konců a rovin.

Zpracování úkosů, úkosů, úkosů, kuželových závitů.

Kruhové pohyby G02, G03

Zpracování vazeb ve formě rádiusů, zaoblení, zaoblení.

Vzorkování říms, otvorů, oken, prohlubní, frézování konců, rovin, frézování závitů.

Zpracování kulových ploch.

Zpracování zakřivených kontur a tvarových ploch pomocí kulových fréz.

Zpracování tvarových ploch.

Vysokorychlostní frézování HSM.

Existuje také univerzální princip pro výběr vodítek podle charakteru zpracování prováděného na stroji.