A сферичен винт в CNC машинае прецизен трансмисионен компонент, който преобразува въртенето на двигателя в точно линейно движение. Обикновено се използва при CNC рутери, фрезови машини, стругове, гравиращи машини, плазмени машини и други CNC системи за движение.
За CNC оборудване сферичният винт влияе пряко върху точността на позициониране, повторяемостта, плавността на подаването, стабилността на рязане и дългосрочната-производителност на машината.
В един случай на CNC фреза, осите X и Y показаха непоследователно позициониране, като грешките достигаха до0,08 мм. След смяна на износените водещи винтове сКомплекти за шлифовани сферични винтове от клас C5и повторно{0}}подравняване на системата за линейно движение, повторяемостта се подобри до около0,01 мм. Това показва защо сферичният винт е един от ключовите компоненти в точността на машината с ЦПУ.
Какво е сферичен винт в CNC машина?
Сферичният винт в CNC машина е механично устройство, което използва винтов вал, сферична гайка и рециркулиращи топки за преобразуване на въртеливото движение в линейно движение. Когато моторът завърти вала на винта, сферичната гайка се движи по вала и задвижва CNC оста напред или назад.
С прости думи, моторът осигурява въртене, винтът преобразува това въртене в-праволинейно движение, а CNC оста се движи според програмираната траектория на инструмента.
Основен процес на движение:
1. Серво моторът или стъпковият двигател завърта вала на сферичния винт.
2. Стоманените топки се търкалят между вала на винта и сферичната гайка.
3. Сферичната гайка се движи линейно по вала на винта.
4. CNC масата, порталът или оста на шпиндела се движат с гайката.
Тъй като движението се основава на въртящ се контакт вместо на плъзгащ контакт, сферичните винтове могат да осигурят висока ефективност, ниско триене, плавно движение и добра точност на позициониране.
Защо машините с ЦПУ използват сферични винтове вместо водещи винтове
Водещите винтове се движат чрез плъзгащо триене между винта и гайката. Тази структура може да работи за прости машини с ниска-скорост или ниска{2}}цена, но триенето при плъзгане може да доведе до повече износване, топлина и луфт с течение на времето.
Машината с ЦПУ се нуждае от стабилно движение на подаване, ниска хлабина, повтарящо се позициониране и надеждно движение при условия на рязане. Сферичните винтове са по-подходящи за тези изисквания, тъй като търкалящите се топки намаляват триенето и подобряват ефективността на трансмисията.
В много CNC приложения ефективността на сферичния винт може да достигне около90–95%, което помага на двигателя да задвижва оста с по-малко загуби на мощност в сравнение с традиционните плъзгащи се винтови системи.
| Елемент за сравнение | Сферичен винт в CNC машина | Водещ винт |
|---|---|---|
| Форма за контакт | Контакт чрез стоманени топки | Плъзгащ се контакт между винт и гайка |
| Ефективност | Обикновено високо, често около 90–95% | По-ниско поради триенето при плъзгане |
| Контрол на хлабината | Може да се намали с предварително натоварване | Обикновено по-трудно се контролира при продължително-носене |
| Носете | По-ниското триене спомага за намаляване на износването | Триенето при плъзгане може да увеличи износването с течение на времето |
| Пригодност за ЦПУ | Подходящ за прецизно и повтарящо се движение на CNC подаване | По-подходящ за прости, по-бавни или по-малко прецизни системи |
Основни компоненти на CNC сферично-винтова система
CNC сачмено-винтова система не е само винтовият вал и гайката. Той също така включва рециркулиращи топки, система за връщане, опорни лагери, съединител, смазване и структурата на машината около него.
| Компонент | Роля в CNC машина | Какво да проверите |
|---|---|---|
| Винтов вал | Преобразува въртенето на двигателя в движение по оста | Диаметър, ход, дължина, степен на точност и крайна обработка |
| Сферична гайка | Движи се по винта и задвижва CNC оста | Тип гайка, предварително натоварване, размер на фланеца, връщаща структура и място за монтаж |
| Рециркулиращи топки | Намалете триенето между винта и гайката | Плавна циркулация, смазване, шум и състояние на износване |
| Система за връщане | Поддържа топките да циркулират вътре в гайката | Скорост, шум, стабилност и структура на гайката |
| Опорни лагери | Поддържайте краищата на винта и контролирайте аксиалното движение | BK/BF, FK/FF, EK/EF опорен тип, подравняване и предварително натоварване на лагера |
| Съединител | Свързва двигателя и винтовия вал | Подравняване, въртящ момент, хлабина и място за монтаж |
Как работи сферичният винт в CNC машина?
Принципът на работа се основава на търкаляне вместо на плъзгане. Моторът върти вала на винта, а спираловидният жлеб насочва търкалящите се топки между вала на винта и гайката. Гайката се движи линейно и задвижва CNC оста.
Топките не просто се търкулват веднъж и спират. Те непрекъснато се връщат през системата за връщане на топката вътре в гайката. Тази непрекъсната циркулация позволява плавно линейно движение при повтарящи се цикли на рязане с ЦПУ.
Сферичният винт предава главно аксиална сила. В машините с ЦПУ радиалното натоварване и страничното натоварване обикновено трябва да се поддържат от линейни направляващи, водещи блокове или носещи конструкции. Това разделяне помага на сферичния винт да се фокусира върху точното движение на подаване, докато направляващата система поддържа силите на рязане и твърдостта на машината.
Предимства на сферичните винтове в машините с ЦПУ
Сферичните винтове се използват широко в машините с ЦПУ, тъй като отговарят едновременно на няколко важни изисквания за движение: ефективност, точност, повторяемост, гладкост и стабилност на натоварването.
1. Висока ефективност
Триенето при търкаляне изисква по-малък въртящ момент от триенето при плъзгане. Това помага на CNC машините да постигнат по-плавно движение на подаване и по-добро ускорение с по-малко загуби на мощност.
2. Долен луфт
С подходящо предварително натоварване CNC сачмен винт може да намали аксиалната хлабина и да подобри повторяемостта. Това е важно за контуриране, джобове, пробиване, гравиране и повтарящи се операции по обработка.
3. По-добра точност на позициониране
CNC машините зависят от контролирано движение на оста. Правилно избраният и инсталиран сферичен винт помага на машината да достигне програмираната позиция по-последователно.
4. Стабилно движение на подаване
Механизмът за търкаляне помага за намаляване на проблемите с приплъзване. Това дава по-плавно движение по време на рязане, особено когато оста променя посоката или се движи с ниска скорост.
5. Дълъг експлоатационен живот
По-ниското триене обикновено означава по-малко износване и по-малко топлина. С правилно смазване, подравняване и защита, сферичният винт може да поддържа стабилно движение на оста на CNC за дълго време.
Видове сферични винтове, използвани в машини с ЦПУ
Различните CNC машини изискват различни видове сферични винтове. Подходящият избор зависи от точността на позициониране, натоварването, размера на машината, скоростта, бюджета и работната среда.
| Тип сачмен винт | Типично използване на CNC | Посока на избора |
|---|---|---|
| C7 валцуван сферичен винт | CNC рутери, дървообработващи машини, гравиращи машини, обща автоматизация | Рентабилен-за обичайно CNC движение на подаване |
| C5 заземен сферичен винт | По-високо{0}}прецизни CNC машини, оборудване за проверка, прецизни позициониращи оси | Избира се, когато точността на позициониране е по-взискателна |
| Сферичен винт с двойна гайка | Оси, изискващи по-малък луфт и по-висока твърдост | Полезно, когато предварителното натоварване и твърдостта са важни |
| Миниатюрен сферичен винт | Малки CNC машини, компактна автоматизация, настолна техника | Подходящ за ограничено пространство и по-лек товар |
Къде се използват сферичните винтове в машините с ЦПУ
Сферичните винтове обикновено се използват по главните оси на движение на CNC машини. Всяка ос има различни изисквания за натоварване и движение.
| CNC ос | Как се използва сферичният винт | Ключово изискване |
|---|---|---|
| Оста X- | Премества масата или портала хоризонтално | Дълъг ход, гладко подаване, повторяемост и подходяща опора |
| Y-ос | Поддържа движение на маса или портал по цялата ширина на машината | Твърдост, подравняване и стабилно движение при натоварване при рязане |
| Z-ос | Движи шпиндела нагоре и надолу | Аксиално натоварване, спирачна или задържаща сила, ниска хлабина и вертикална безопасност |
Основно ръководство: Как да изберете сферичен винт за CNC машина
Изборът на сферичен винт за CNC машина не трябва да започва със сложни изчисления. За ранна комуникация купувачите могат първо да потвърдят няколко основни фактора.
Диаметър на винта:
По-големите диаметри обикновено осигуряват по-висока твърдост и по-ниска деформация. Обичайните размери на CNC включват 12 mm, 16 mm, 20 mm, 25 mm и по-големи размери.
Олово или стъпка:
По-малката преднина обикновено дава по-фино позициониране и по-силен натиск. По-големият повод позволява по-бързо движение, но може да намали разделителната способност на позициониране.
Степен на точност:
Валцованите сферични винтове C7 обикновено се използват в CNC рутери, дървообработващи машини, машини за гравиране и обща автоматизация. C5 шлифованите сферични винтове обикновено се избират за по--прецизни CNC машини и взискателни приложения за позициониране.
Дължина и крайна обработка:
Дължината на винта и машинно обработените краища трябва да съответстват на хода на машината, опорните елементи, леглата на лагерите, съединителя и разположението на двигателя.
Предварително зареждане:
Предварителното натоварване може да намали хлабината и да подобри твърдостта, но прекомерното предварително натоварване може да увеличи триенето, топлината и натоварването на двигателя.
Поддържащи единици:
Поддържащите модули BK/BF, FK/FF и EK/EF се избират според размера на винта, структурата на машината и пространството за монтаж.
DLY CNC сачмено-винтова референция
DLY консумативиC7 валцовани сферични винтовеиC5 заземени сферични винтовеза CNC машини, оборудване за автоматизация, гравиращи машини, дървообработващи машини и системи за прецизно позициониране.
Материалът на вала на сферичния винт DLY еS55C, а материалът за сферична гайка е20CrMo. За CNC приложения диаметърът на винта, ходът, степента на точност, типът на гайката, обработката на края, опорните елементи и условията на монтаж трябва да бъдат потвърдени заедно.
За цялостна CNC система за движение сферичният винт също трябва да бъде проверен заедно с линейните водачи, водещите блокове, съединителя, двигателя, рамата на машината, смазването и условията на защита.
Заключение
A сферичен винт в CNC машинае един от ключовите компоненти, който превръща въртенето на двигателя в точно линейно движение. Той влияе пряко върху движението на подаването, точността на позициониране, повторяемостта и дългосрочната-стабилност на рязане.
В сравнение с водещите винтове, сферичните винтове използват въртящ се контакт, което осигурява по-висока ефективност, по-ниско триене, по-добра повторяемост и по-дълъг експлоатационен живот в системите за движение с ЦПУ.
За избор на машина с ЦПУ сферичният винт трябва да бъде съобразен с натоварването на машината, посоката на оста, дължината на движение, скоростта, степента на точност, предварителното натоварване, опорните елементи и структурата на монтажа.
Нуждаете се от помощ за проверка на CNC сферичен винт?
Ако потвърждавате изискването за диаметър на сферичния винт, ход, степен на точност, крайна обработка, опорен модул или CNC ос, можете да изпратите модела, чертежа, натоварването, дължината на движение или машинното приложение за справка.
Имейл: export@dlybearing.com
