Cosa sono le guide macchina e come sceglierle?

Le guide sono la parte più importante delle macchine utensili, poiché da esse dipende la precisione del movimento dell'utensile. Dall'articolo imparerai quali sono le guide circolari e lineari per macchine CNC, che è meglio scegliere: guide a rulli, a sfera o altre guide in alluminio.

Qualsiasi movimento reciproco del pezzo e dell'utensile avviene lungo le guide, una sorta di binari. Il corpo di lavoro della macchina o un dispositivo con un pezzo fissato al suo interno cammina lungo di essi. E poiché questi movimenti influiscono direttamente sulla qualità del prodotto, le guide devono soddisfare una serie di requisiti.

• Rigidità e durezza. Nella lavorazione dei metalli, si verificano grandi forze di taglio - 100 kg o più. È impossibile consentire al corpo di lavoro della macchina di "camminare" più della qualità specificata. Pertanto, le guide sono realizzate con acciai legati - ШХ-15, 95Х18, seguiti da trattamento termico e vari tipi di ceramica.

• Bassa forza di attrito. Quando si lavorano pezzi complessi su macchine CNC, l'utensile si muove con scatti e accelerazioni. E a causa dell'aumento dell'attrito, si perde la precisione dei suoi movimenti.

• Resistente all'usura e allo strappo. Nei modelli semplici di macchine per la lavorazione del legno, le guide sono fuse in un unico pezzo con il basamento e nelle macchine CNC sono collegate meccanicamente ad esso. Ma in tutti i casi, la riparazione è un'attività difficile e responsabile.

Poiché esistono molti tipi e modelli di macchine, le guide per loro sono diverse.

I movimenti di sagomatura di qualsiasi macchina sono rotazione e movimento lineare. Hanno bisogno delle guide appropriate.

• Le tavole rotonde sono spesso utilizzate nelle tavole rotanti in cui il pezzo viene lavorato da tutti i lati. Si trovano nelle fresatrici e nelle macchine a 5 assi.

• Teste e calibri motorizzati di torni e macchine multi-operazione con CNC si muovono lungo linearmente verticalmente ed orizzontalmente.

• Inclinati sono necessari per macchine utensili specializzate.

Più è facile creare guide, più sono economiche, ma non sempre danno la precisione richiesta dei movimenti. Pertanto, è necessario scegliere correttamente la forma della sezione trasversale.

• Rettangolare, colato contemporaneamente al letto, il più semplice. Spesso trovato in macchine da banco economiche.

Non differiscono per l'elevata precisione del lavoro, perché a causa dell'usura appare un gioco tra la guida e la boccola. Ma possono essere riparati, sono facili da lucidare.

• Triangolare o prismatico, più precisamente, perché grazie ai bordi smussati, non ci sono spazi vuoti. Erano ampiamente utilizzati nella costruzione di macchine utensili, ma ora vengono gradualmente sostituiti da altri tipi.

• Alberi cilindrici lucidati - semplice e comune, facile da installare sulla macchina o da sostituire. La tempra a induzione e la finitura superficiale garantiscono resistenza all'usura e basso coefficiente di attrito. Ma c'è un inconveniente: il fissaggio lungo i bordi porta a cedimenti sotto il proprio peso o sotto la massa della pinza. Un po ', ma porta già a errori del prodotto. Pertanto, tali guide non sono realizzate più lunghe di 1 me il rapporto tra il diametro e la lunghezza dell'albero dovrebbe essere almeno 0,05 e preferibilmente 0,06-0,1.

• Alberi scanalati migliore resistenza alla flessione e alla torsione. E la boccola, che viaggia lungo l'albero, non può girare da sola, il che aggiunge rigidità all'intera macchina. I contro degli alberi scanalati sono gli stessi di quelli lucidati.E un'altra cosa: l'albero scanalato è difficile da installare correttamente sulla macchina, quindi sono rari.

• Guida cilindrica - si tratta di normali guide tonde, ma per tutta la lunghezza sono saldate al supporto prismatico. Questo aumenta la rigidità. Quando la macchina lavora con pezzi di grandi dimensioni, queste guide sono piegate con il bancale, quindi la posizione relativa dell'utensile o del pezzo non cambia. Ciò significa che la precisione aumenta. E tali binari sono economici.

• "Coda di rondine" utilizzato in macchine utensili pesanti, che richiedono rigidità e stabilità sotto carichi alternati e statici. Sono fusi in un unico pezzo con il letto, rendendoli difficili da riparare quando indossati. Solo un produttore o una persona molto discreta che lavorerà a mano sarà in grado di molare le pialle per tutta la lunghezza. Ma tali binari servono a lungo.

• Profili in acciaio alluminio - il più affidabile nel lavoro. Grazie alle scanalature lungo le quali si muovono le sfere o i rulli, tali guide trattengono bene il carico, non giocano, non si torcono o si piegano.

La qualità della macchina è influenzata non solo dalle rotaie stesse, ma anche dal loro manicotto di accoppiamento. Nell'ingegneria meccanica, sono combinati in un unico termine: le guide. L'attrito, la precisione di posizionamento e tutto ciò che influisce sul movimento dipende dal design di questa coppia. Pertanto, le guide sono rese diverse: scorrevoli, rotanti e combinate.

In essi, la boccola della pinza su sfere o rulli viaggia lungo la rotaia. Sul manicotto sono realizzate speciali scanalature per le viti, grazie alle quali le sfere, quando raggiungono il bordo, tornano nella loro posizione originale. Assomiglia a un cuscinetto. Questa soluzione ha molti vantaggi.

• Buone proprietà dinamiche e basso attrito - la pinza può accelerare e fermarsi rapidamente. Questo è essenziale per la lavorazione di precisione di piccole parti come ritagli e scanalature.

• Bassa dissipazione del calore - le rotaie non si deformano a causa degli effetti termici. Ciò è particolarmente utile per le apparecchiature di alta precisione (precisione).

• Facile da mantenere - una volta usurate, è sufficiente sostituire le sfere. Sono più morbidi del binario di guida e quindi si usurano più velocemente.

Ma c'è uno svantaggio: una piccola capacità di smorzamento. Ciò significa che le vibrazioni generate durante il taglio vengono invariabilmente trasmesse al letto. Ciò ridurrà la precisione della lavorazione e porterà a scarti. Le vibrazioni si verificano, ad esempio, quando il grezzo non è uniforme durante le operazioni di sgrossatura.

Le guide a rulli hanno un design leggermente diverso. Sono rullo e palla.

• Quelli a rulli resistono a carichi maggiori di quelli a sfera. Ma l'attrito che si verifica alle estremità dei rulli riduce le proprietà dinamiche.

• I cuscinetti a sfera sono più adatti per lavori di precisione, ma non tollerano dati di taglio elevati.

Per condizioni difficili, sono necessarie altre costruzioni.

In essi, il manicotto scorre lungo il binario lungo lo strato di lubrificante. A causa dell'ampia area di supporto, possono sopportare carichi gravi, compresi i carichi d'urto, quindi sono ampiamente utilizzati nelle modalità di elaborazione iniziale. Ma in queste guide, la forza di attrito statico è molto più alta della forza di attrito del movimento, quindi, a basse velocità, i nodi non si muovono in modo uniforme, ma a salti.

Per compensare ciò, vengono utilizzate varie soluzioni tecniche.

• Quelli idrodinamici hanno un design semplice e affidabile. In essi, l'olio viene aspirato attraverso le scanalature di lubrificazione tra la rotaia e la boccola, che separa le superfici di sfregamento. Queste scanalature sono presenti lungo l'intera lunghezza della rotaia. Queste guide hanno un'elevata rigidità e buone proprietà di smorzamento. Svantaggi: funzionano bene solo ad alte velocità, altrimenti non c'è effetto idrodinamico. Inoltre, le condizioni operative peggiorano durante l'accelerazione e la decelerazione.Queste guide sono ampiamente utilizzate nelle macchine piallatrici e a carosello.

• Quelli idrostatici sono privi di questi svantaggi. In essi, la lubrificazione viene fornita sotto pressione da una pompa, quindi sulla superficie c'è sempre un film d'olio con uno spessore di 10-50 micron e talvolta 100 micron.

Ma hanno seri inconvenienti: hanno bisogno di attrezzature per la circolazione e il filtraggio dell'olio, il riscaldamento si verifica durante il funzionamento e sono necessari dispositivi speciali per fissare la pinza nella posizione desiderata. Inoltre, il sistema è difficile da mantenere.

Le guide idrostatiche sono ampiamente utilizzate nelle macchine utensili CNC ad alta precisione pesanti e uniche. Sono aperti e chiusi. Le estremità aperte (senza strisce) hanno un design più semplice e vengono utilizzate in condizioni operative stabili e una grande massa della pinza. Quelli chiusi sono più resistenti alla piegatura e al ribaltamento, ma richiedono una costruzione attenta e costosa.

• Quelli aerostatici usano l'aria invece dell'olio. Pertanto, hanno basso attrito, alta precisione e durata. E se rimuovi l'alimentazione dell'aria, la pinza sarà fissata saldamente, a differenza dei dispositivi idrostatici. Ma la loro rigidità e dinamica sono peggiori, inoltre, a causa della bassa densità dell'aria, compaiono fluttuazioni. Inoltre, i passaggi dell'aria devono essere puliti regolarmente.

Queste guide hanno dimostrato il loro valore nelle macchine utensili leggere. Sono utilizzati in macchine di misura a coordinate, macchine PCB e apparecchiature simili.

Si utilizzano lubrificazione semifluida o liquida, frizione mista volvente-scorrevole e altre soluzioni. Forniscono un'elevata rigidità e un funzionamento regolare. Ma hanno una vita breve.

Il compito principale è assicurarsi che non ci sia nient'altro che olio tra le parti di sfregamento. Per questo, le guide sono protette con dispositivi speciali.

• La protezione ondulata in gomma non fornisce refrigerante (liquido da taglio) sali sui prodotti in metallo, proteggerà da polvere e piccoli detriti. Ma non affronterà trucioli taglienti o oggetti di grandi dimensioni, ad esempio, se il pezzo cade sul letto.

• La protezione antirollio è più affidabile. Quando la pinza si muove, si arrotola e, al contrario, si apre. Pertanto, le guide sono sempre coperte da un nastro metallico, anche se a parete sottile.

• Il telescopico è il più affidabile. La scatola spessa si espande per tutta la lunghezza delle guide e le chiude su tutti i lati.

Ma tieni presente che più massiccia è la protezione, maggiore sarà lo sforzo necessario per piegarla. E più forte è l'attrito. Pertanto, non dovresti prendere la versione telescopica per macchine deboli o precise che richiedono elevate qualità dinamiche. Ma non è nemmeno consigliabile risparmiare sulla protezione.

• Le guide a volte devono essere pulite a mano. Ciò richiede un raschietto.

• E se durante il funzionamento vengono generati troppi detriti, è consigliabile fissare il tergicristallo sulla pinza.

E la tecnologia ama la toelettatura.

• Uno straccio è l'ideale per rimuovere sporco e olio vecchio dalle superfici.

• E l'olio per le superfici lubrificanti protegge le parti dalla corrosione. Inoltre periodicamente è necessario risciacquare le guide in olio per pulirle dagli ossidi.

Ma se questi strumenti non funzionano, puoi sempre acquistare nuove guide.

Durante la riparazione, puoi semplicemente acquistare le stesse guide. Oppure puoi aggiornare la macchina. Considera solo alcuni punti.

• Le guide sono precaricate. È regolato dal diametro delle sfere o dei rulli nel carrello. Ad esempio, per torni con CNC negli assi X e Y, la forza di interferenza dovrebbe essere 0,08C. E per l'asse Z, dovrebbe essere 0.13C. Quindi l'elevata rigidità dell'intera struttura è garantita.

• Le guide devono corrispondere alla classe di precisione dell'intera macchina.

Determina il tipo di prodotto.

• Per pezzi morbidi di lunghezza inferiore a 1 m, sono adatti alberi lucidati.

• Per affilare metallo o pezzi di legno di grandi dimensioni, sono necessarie guide profilate.

E infine, acquista i componenti solo in negozi fidati.