Преди време обсъдихме проект за CNC фреза по поръчка с клиент, който планираше да обработва алуминий и лека стомана.
Основните му притеснения бяха не само цената, но и:
- Твърдост на машината
- Точност на позициониране
- Качество на предварително зареждане
- Съвместимост на компонентите
- Дългосрочна{0}}надеждност
Това всъщност е много често срещано в проектите за CNC машини. Много производители на машини харчат много пари за шпиндели и двигатели, но подценяват значението на системата за линейно движение.
В действителност производителността на една CNC машина често зависи силно от качеството на:
- Линейни направляващи релси
- Сачмени винтове
- Поддържащи блокове
- Съвпадение на предварително натоварване
- Прецизност на сглобяване
Изборът на грешна 3-осна сферично-винтова система може да доведе до:
- Вибрация по време на рязане
- Луфт
- Лошо покритие на повърхността
- Нестабилна точност
- Прекален шум
- Съкратен живот на машината
В тази статия ще обясним как да изберем подходяща 3-осна сферично-винтова система за CNC фреза въз основа на реални инженерни съображения.
Какво е 3-осна сферично-винтова система?
3-осната сачмено-винтова система обикновено се отнася до пълната система за предаване на линейно движение, използвана по: ос X-, ос Y- и ос Z- на CNC машина.
Типичната CNC система за линейно движение включва: линейни направляващи релси, лагерни блокове, сферични винтове, сферични винтови гайки, BK/BF опорни модули, съединители, стъпкови или серво мотори, скоби за монтиране на мотори.
За CNC фрезови машини и трите оси трябва да работят заедно с висока твърдост и стабилен контрол на движението.
За разлика от обикновените дървообработващи машини, машините за рязане на алуминий и стомана поставят много по-високи изисквания към механичната структура.
Защо твърдостта има значение при CNC фреза
Много-конструктори с ЦПУ за първи път се фокусират главно върху скоростта или мощността на двигателя.
Въпреки това, твърдостта често е истинският фактор, който определя качеството на обработката.
При рязане на алуминий или лека стомана машината изпитва значителни сили на рязане. Ако линейният водач или сферично-винтовата система нямат твърдост, машината може да страда от:
- Вибрация
- Следи от бърборене
- Неточни размери
- Нестабилна дълбочина на рязане
- Износване на инструмента
Ето защо много конструктори с ЦПУ предпочитат: HGR25 линейни водещи релси или дори HGR30 релси вместо по-малки размери като HGR15 или HGR20 за тежки-приложения.
По-големите релси осигуряват:
- По-добра товароносимост
- По-висока структурна твърдост
- Подобрена стабилност
- По-добра устойчивост на деформация
За средно{0}}размерни CNC фрезови машини HGR25 е един от най-често използваните избори.
Избор на подходящ сферичен винт за всяка ос
Изборът на сферичен винт трябва да се основава на: размер на машината, натоварване на оста, дължина на движение, скорост на движение, сила на рязане, въртящ момент на двигателя.
За повечето фрезови машини с ЦПУ със среден размер сферичните винтове SFU2005 се използват широко за X и Y оси.
Защо SFU2005 е популярен
„2005“ означава:
- 20 mm диаметър на винта
- 5 мм повод
Тази комбинация предлага добър баланс между: твърдост, точност на позициониране, товароносимост и контрол на скоростта.
За машинна обработка на алуминий SFU2005 често се предпочита, тъй като по-големият диаметър помага за намаляване на деформацията при дълги разстояния.
Какво ще кажете за оста Z-?
Оста Z- обикновено носи по-малка дължина на движение, но по-голяма концентрация на вертикално натоварване.
Много производители избират: SFU1605 или SFU2005 в зависимост от теглото на шпиндела и дизайна на машината.
SFU1605 Предимства:
- По-леко тегло
- По-ниска инерция
- По-лесно моторно ускорение
- Подходящо за компактни конструкции по оста Z-
SFU2005 Предимства
- По-висока твърдост
- По-добра поддръжка при-тежко натоварване
- Намалена вибрация
За по-тежки шпинделни настройки SFU2005 обикновено е по-безопасният избор.
Защо предварителното зареждане е важно
Един детайл, който много доставчици пренебрегват, е предварителното зареждане.
Въпреки това, предварителното натоварване е изключително важно за точността на CNC машината.
Предварителното натоварване на линейния водач помага за намаляване на: хлабина, вибрации, грешка при позициониране, нестабилност при движение.
Много професионални конструктори с ЦПУ предпочитат: предварително натоварване G2 или предварително натоварване G3, тъй като системите с предварително натоварване осигуряват по-добра твърдост по време на рязане.
Без подходящо предварително натоварване машината може да развие луфт или вибрации, дори ако се използват високо-качествени релси.
В същото време прекомерното предварително натоварване може да се увеличи: триене, топлина и натоварване на двигателя.
Балансираната конфигурация на предварително зареждане е важна за-производителността на машината в дългосрочен план.
HGR25 срещу HGR30: Кое да изберете?
Много CNC конструктори се колебаят между HGR25 и HGR30.
И двете са често срещан избор за CNC фрезови машини, но обслужват различни приоритети.
| Модел | Предимства | Подходящи приложения |
|---|---|---|
| HGR25 | По-ниска цена, по-леко тегло, по-лесен монтаж | Рязане на алуминий, средни CNC машини |
| HGR30 | По-висока твърдост и товароносимост | Тежки портални конструкции, рязане на стомана |
За повечето приложения от алуминий и лека стомана HGR25 вече е достатъчен, когато се комбинира със здрава рама на машината.
HGR30 става по-привлекателен за: по-големи портални машини, агресивно рязане, висока мощност на шпиндела и индустриални приложения.
Често срещани проблеми със съвместимостта при DIY CNC компилации
Един от най-големите проблеми в персонализираните CNC проекти е несъответствието в съвместимостта.
Много потребители купуват компоненти отделно от различни доставчици и по-късно откриват проблеми при сглобяването.
Често срещаните проблеми включват:
Неправилно съответствие на поддръжката на BK/BF
Обработката на края на сферичния винт може да не пасне правилно на опорните блокове.
Несъответствие на размера на съединителя
Диаметърът на вала на двигателя и диаметърът на сферичния винт може да не съответстват на съединителя.
Проблеми с подравняването на корпуса на гайката
Лошо проектираните корпуси на гайките могат да причинят грешки при подравняване и повишено триене.
Несъвместимост на релса и блок
Различните марки понякога използват малко по-различни толеранси или размери.
Грешки в позицията на скобата на двигателя
Неправилният дизайн на скобата може да създаде проблеми с подравняването на двигателя.
Ето защо много CNC конструктори сега предпочитат закупуването на пълен комплект CNC сферични винтове или цялостно решение за линейно движение от един доставчик.
Пълен 3-осов комплект сферични винтове срещу отделна покупка
Закупуването на пълна 3-осна сферично-винтова система от един доставчик предлага няколко предимства.
По-добра съвместимост
Всички компоненти са съпоставени заедно преди изпращане.
По-лесна инсталация
Процесът на сглобяване става много по-прост.
Намален риск
По-малък шанс за несъответствие при обработка или грешки в размерите.
Опростена доставка
Една пратка обикновено е по-лесна и по-евтина, отколкото доставка от множество доставчици.
Техническа поддръжка
Пълният доставчик може да помогне да се провери съвместимостта между:
- Линейни релси
- Линейни блокове
- сачмени винтове
- Поддържащи звена
- Съединители
- Двигатели
За много чуждестранни купувачи това е особено важно, тъй като подмяната на несъвместими части след международна доставка може да бъде много скъпа.
Трябва ли да изберете валцувани или шлифовани сферични винтове?
Това е друг често срещан въпрос в проектите за CNC машини.
Много потребители объркват:
- С7 валцовани сферични винтове
- Заземени сферични винтове
В действителност:
- C7 обикновено се свързва с валцовани сферични винтове
- C5 или C3 са по-често срещани за винтове за прецизно заземяване
За повечето CNC фрезови машини за алуминий вече са достатъчни висококачествени валцовани сачмени винтове C7.
Заземените сферични винтове стават по-важни за:
- Ултра{0}}високо прецизна обработка
- Шлифовъчни машини
- Полупроводниково оборудване
- Високо{0}}скоростна индустриална автоматизация
Правилният избор зависи от действителните изисквания за обработка и бюджета.
Препоръчителна конфигурация за средна CNC фреза
За рязане на алуминий и лека стомана общата конфигурация може да включва:
Оста X-
- Релси HGR25
- Блокове HGW25
- SFU2005 сферичен винт
- BK/BF поддържащи единици
- Двигател NEMA23 със затворен{0}}контур
Y-ос
- Релси HGR25
- SFU2005
- Средно предварително натоварване
- Твърда съединителна система
Z-ос
- HGR20 или HGR25
- SFU1605 или SFU2005
- Компактна скоба за мотор
- Намалена подвижна маса
Този тип настройка осигурява добър баланс между: твърдост, прецизност, цена и надеждност.
Резюме
CNC машината е толкова стабилна, колкото и нейната система за линейно движение.
Изборът на правилната 3-осна сачмено-винтова система не е просто избор на релси и винтове поотделно. Истинското предизвикателство е осигуряването на подходяща съвместимост, предварително натоварване, твърдост и точност на сглобяване в цялата машина.
За обработка на алуминий и лека стомана, правилно подбраните компоненти могат значително да подобрят:
- Качество на обработка
- Стабилност при рязане
- Точност на позициониране
- Живот на машината
Ако изграждате CNC рутер, фреза или система за автоматизация и не сте сигурни как да съпоставите:
DLY може да ви помогне да осигурите цялостно съвместимо CNC решение за линейно движение, базирано на структурата на вашата машина и изискванията на приложението.
Свържете се с нас
Телефонен номер/WeChat: 16605788856
Whatsapp:+8616605788856
Имейл: dlyexport2@dlybearing.com
