Чи знаєте ви, скільки типів напрямних рейок існує в обробних центрах з ЧПУ?

«Детальний опис типів напрямних рейок для обробних центрів з ЧПК»

1. Направляюча рейка лінійного руху
   Лінійна напрямна рейка є найпоширенішим типом напрямної рейки в обробних центрах. Вона спрямовує рухомі деталі для точного руху по прямій лінії. Лінійні напрямні рейки мають такі переваги, як проста конструкція, легке виготовлення та легке гарантування точності. На кожній осі обробного центру, такій як вісь X, вісь Y та вісь Z, зазвичай використовуються лінійні напрямні рейки.
   Точність та продуктивність лінійних напрямних рейок залежать від матеріалу, виробничого процесу та точності встановлення напрямних рейок. Високоякісні лінійні напрямні рейки можуть забезпечити стабільну точність та надійність обробного центру за умов високошвидкісного руху та великих навантажень.
2. Направляюча рейка кругового руху
   Напрямні рейки для кругового руху в основному використовуються для обертових валів обробних центрів або компонентів, які потребують кругового руху. Проектування та виготовлення напрямних рейок для кругового руху є досить складними, і такі фактори, як відцентрова сила та тертя, необхідно враховувати через особливості кругового руху.
   Напрямні рейки для кругового руху зазвичай використовують високоточні кулькові або роликові підшипники для забезпечення плавності та точності обертального руху. У деяких високоточних обробних центрах гідростатичні напрямні рейки для кругового руху також використовуються для подальшого підвищення точності та стабільності обертового вала.

1. Направляюча рейка головного руху
   Направляюча рейка головного руху — це напрямна рейка, яка відповідає за реалізацію основного руху інструменту або заготовки в обробному центрі. Точність та продуктивність напрямної рейки головного руху мають вирішальний вплив на точність обробки та ефективність обробного центру.
   В обробних центрах для основних напрямних рейок руху зазвичай використовуються високоточні роликові напрямні рейки або гідростатичні напрямні рейки. Ці напрямні рейки мають такі характеристики, як висока швидкість, висока точність і висока жорсткість, і можуть задовольнити вимоги обробних центрів за умов високошвидкісного різання та обробки під великим навантаженням.
2. Направляюча рейка руху подачі
   Направляюча рейка руху подачі — це напрямна рейка, яка відповідає за реалізацію руху подачі інструменту або заготовки в обробному центрі. Точність і стабільність напрямної рейки руху подачі безпосередньо впливають на точність обробки та якість поверхні обробного центру.
   Напрямні рейки для руху подачі зазвичай використовують ковзні напрямні рейки, роликові напрямні рейки або гідростатичні напрямні рейки. Серед них роликові напрямні рейки та гідростатичні напрямні рейки мають вищу точність і стабільність і підходять для високоточних обробних центрів; тоді як ковзні напрямні рейки мають переваги простої конструкції та низької вартості і підходять для деяких обробних центрів середньої та низької точності.
3. Регулювальна напрямна рейка
   Регулювальна напрямна рейка — це напрямна рейка, яка використовується в обробному центрі для регулювання положення інструменту або заготовки. Точність і гнучкість регулювальної напрямної рейки суттєво впливають на точність обробки та зручність експлуатації обробного центру.
   Напрямні рейки для регулювання зазвичай використовують ковзні або кочіючі напрямні рейки. Ці напрямні рейки мають малий коефіцієнт тертя та високу точність і дозволяють легко здійснювати точне регулювання інструменту або заготовки.

1. Розсувна напрямна рейка
   (1) Традиційна розсувна напрямна рейка
   Традиційні напрямні рейки з чавуну та чавуну із загартованої сталі мають такі переваги, як проста конструкція, легке виготовлення, хороша жорсткість та висока вібростійкість. Однак, недоліками такого типу напрямних рейок є великий статичний коефіцієнт тертя та динамічний коефіцієнт тертя, який змінюється зі швидкістю, що призводить до великих втрат на тертя. На низьких швидкостях (1-60 мм/хв) схильні до явища повзучості, що знижує точність позиціонування рухомих деталей. Тому, за винятком економічних верстатів з ЧПК, традиційні ковзні напрямні рейки більше не використовуються на інших верстатах з ЧПК.
   (2) Розсувна напрямна рейка з пластиковим покриттям
   Наразі більшість верстатів з ЧПК використовують напрямні рейки з пластиковим покриттям, тобто м'який стрічковий пояс із пластикової плівки, що складається з пластику та інших хімічних матеріалів, наклеєний на поверхню тертя рухомої напрямної рейки. Пластикові напрямні рейки зазвичай поділяються на два типи: м'який стрічковий пояс з тефлоновою направляючою рейкою та епоксидне зносостійке покриття напрямної рейки.
   Розсувні напрямні рейки з пластиковим покриттям мають такі характеристики:
   • Хороші характеристики тертя: М'який ремінь з пластикової плівки направляючої рейки з пластиковим покриттям має низький коефіцієнт тертя, що може зменшити опір тертю рухомих частин та покращити плавність руху.
   • Гарна зносостійкість: м'який ремінь з пластикової плівки має гарну зносостійкість і може подовжити термін служби направляючої рейки.
   • Стабільний рух: Коефіцієнт тертя напрямної рейки з пластиковим покриттям стабільний і не змінюється зі швидкістю. Тому рух стабільний, і явище повзання не виникає легко.
   • Добре гасіння вібрації: м'який ремінь з пластикової плівки має певну еластичність і може поглинати вібрацію рухомих частин і покращувати точність обробки обробного центру.
   • Добра технологічність: процес виробництва напрямних рейок з пластиковим покриттям є відносно простим, з низькою вартістю та легким монтажем та обслуговуванням.
2. Роликова направляюча рейка
   (1) Принцип роботи
   Напрямні рейки, що котяться, розміщують елементи кочення, такі як кульки, ролики та голки, між поверхнями напрямних рейок, щоб перетворити тертя ковзання між поверхнями напрямних рейок на тертя кочення. Цей метод тертя значно зменшує опір тертю та покращує чутливість і точність руху.
   (2) Переваги
   • Висока чутливість: Різниця між динамічним коефіцієнтом тертя та статичним коефіцієнтом тертя кочуючих напрямних рейок дуже мала, тому рух стабільний, а явища повзучості не виникають легко під час руху на низьких швидкостях.
   • Висока точність позиціонування: Точність повторюваного позиціонування кочуючих напрямних рейок може досягати 0,2 мкм, що може відповідати вимогам високоточних обробних центрів.
   • Малий опір тертю: Коефіцієнт тертя кочення елементів кочення значно менший, ніж коефіцієнт тертя ковзання, що робить рух рухомих частин легшим і зменшує споживання потужності при русі.
   • Невеликий знос, хороше збереження точності та тривалий термін служби: площа контакту між елементами кочення та поверхнями напрямної рейки невелика, зношується незначно та може підтримувати високу точність протягом тривалого часу.
     (3) Недоліки
     Напрямні рейки, що котяться, мають низьку стійкість до вібрації та високі вимоги до захисту. Під час процесу обробки вібрація впливає на точність руху елементів кочення, тим самим знижуючи точність обробки обробного центру. Крім того, напрямні рейки, що котяться, потребують належних заходів захисту, щоб запобігти потраплянню пилу, стружки та інших забруднень на поверхню напрямної рейки та пошкодженню елементів кочення та напрямних рейок.
     (4) Випадки застосування
     Роликові напрямні рейки особливо підходять для випадків, коли робочі частини верстатів потребують рівномірного руху, чутливого руху та високої точності позиціонування. Саме тому роликові напрямні рейки широко використовуються у верстатах з ЧПК.
3. Гідростатична напрямна рейка
   (1) Направляюча рейка з рідинним гідростатичним механізмом
   • Принцип роботи
     Між двома робочими поверхнями напрямної рейки з рідинним гідростатичним механізмом є масляна камера. Після подачі мастила під певним тиском може утворитися гідростатична масляна плівка, завдяки чому робоча поверхня напрямної рейки перебуває в стані чистого рідинного тертя без зносу та з гарним збереженням точності.
   • Переваги
     • Висока точність: Рідинні гідростатичні напрямні рейки можуть забезпечити надзвичайно високу точність та стабільну точність обробного центру за умов високошвидкісного руху та важкого навантаження.
     • Низький коефіцієнт тертя: Чисте рідинне тертя робить коефіцієнт тертя надзвичайно низьким, що значно зменшує споживання потужності при русі.
     • Відсутність повзання на низьких швидкостях: Навіть на низьких швидкостях напрямні рейки з рідинним гідростатичним механізмом не демонструють феномену повзання, що забезпечує плавність руху.
     • Велика вантажопідйомність та хороша жорсткість: гідростатична масляна плівка може витримувати велике навантаження, покращуючи вантажопідйомність та жорсткість обробного центру.
     • Олива має ефект поглинання вібрації та хорошу вібростійкість: Олива може поглинати вібрацію та зменшувати її вплив під час обробки на точність обробки.
   • Недоліки
     Конструкція напрямних рейок з рідинним гідростатичним приводом є складною, вимагає системи подачі оливи, а також високої чистоти оливи. Це збільшує вартість виробництва та обслуговування.
   • Класифікація
     Рідинні гідростатичні напрямні рейки для обробних центрів можна розділити на дві основні категорії: відкритого типу та закритого типу. Масляна камера відкритої рідинно-гідростатичної напрямної рейки безпосередньо з'єднана із зовнішнім світом, має просту структуру, але схильна до зовнішнього забруднення; масляна камера закритої рідинно-гідростатичної напрямної рейки закрита, і олива переробляється для використання, вона має високу чистоту, але складну структуру.
     (2) Газогідростатична напрямна рейка
   • Принцип роботи
     Після введення газу з певним тиском між двома робочими поверхнями напрямної рейки повітряної гідростатичної напрямної рейки може утворитися гідростатична повітряна плівка, яка рівномірно розділяє дві поверхні напрямної рейки штампувального верстата з ЧПУ для досягнення високоточного руху.
   • Переваги
     • Малий коефіцієнт тертя: Коефіцієнт тертя газу надзвичайно малий, що полегшує рух рухомих частин.
     • Нелегко спричинити нагрівання та деформацію: Через малий коефіцієнт тертя виділяється менше тепла, і нелегко спричинити нагрівання та деформацію напрямної рейки.
   • Недоліки
     • Мала вантажопідйомність: Вантажопідйомність газогідростатичних напрямних рейок відносно невелика і часто використовується у випадках з невеликими навантаженнями.
     • Коливання тиску повітря впливають на точність: Коливання тиску повітря спричиняють зміни повітряної плівки, тим самим впливаючи на точність напрямної рейки.
     • Слід звернути увагу на запобігання утворенню пилу: пил, що потрапляє на поверхню напрямної рейки, призведе до її пошкодження, тому необхідно вжити ефективних заходів щодо запобігання утворенню пилу.