Механика каждого станка, независимо от его предназначения и типа, содержит комплектующие, которые относятся к базовым. Поэтому игнорировать их параметры недопустимо. Общепризнанно, что такой важной составляющей для металлорежущих или деревообрабатывающих устройств считаются направляющие. Именно ними определятся безошибочная и цикличная работа.
Поэтому тот, кто решил создать станок, должен позаботиться, чтобы в его конструкции использовались качественные направляющие для ЧПУ, положительно влияющие на функционал устройства. На приобретении комплектующих не экономят.
Основные типы направляющих
В процессе конструирования и монтажа станков (заводского и самодельного изготовления) применяют разные типы направляющих устройства. Это связано с их предназначением – фрезерование, сверление или токарные работы. Они могут быть двух типов.
Направляющие скольжения
Их используют в оборудовании небольшой мощности, не требующем особой точности и высокой производительности. Такими деталями комплектуют сверлильные и токарные агрегаты настольного типа, деревообрабатывающие станки.
Полированный вал, как вид направляющей, относится к бюджетным. Он наиболее распространен.
ВАЖНО! Его изготавливают из высоколегированной стали, выполняют индукционную закалку и, впоследствии, шлифовку. Такая обработка служит для увеличения продолжительности работы, а вал изнашивается меньше.
Полированный вал имеет недостатки:
- крепление в концевых точках, со станиной нет крепления, из-за чего налицо отсутствие жесткой связи со столом и наличие погрешностей в обработке;
- провисание при увеличенной длине, поэтому допустим её максимум – 1 метр. Рекомендуют иметь оптимальное соотношение диаметра вала и его длины (0.06-0.1), чтобы достичь нормальных результатов.
Как сделать самодельные направляющие для CNC-станка?
Работа любого станка основана на точности обработки изделий, которую обеспечивают направляющие стержни. Их вполне можно сделать самостоятельно и обойтись без лишних денежных затрат.
К примеру, рабочий элемент фрезерного станка сделать самостоятельно вряд ли получится, также как и в случае со сверлильным и токарным видами оборудования. Поэтому придется применять готовые решения, такие как дрели и приводы. Если применять направляющие, то все обстоит попроще, так как их тип и характеристики напрямую зависят от назначения устройства.
Самодельные направляющие на подшипниках
Самодельные элементы для ЧПУ своего изготовления могут быть сделаны в нескольких вариантах. В самом простом варианте в процессе изготовления агрегата по этому алгоритму нужно собрать конструкцию, которая состоит из следующих частей:
- подшипников, которые принимают силу мотора;
- уголка из металла, который выступает в качестве каретки;
- гаек и болтов, соответствующих внутреннему размеру подшипника.
Сначала замеряется длина уголка из металла и удаляется лишнее. Далее следует просверлить симметрично с обоих сторон отверстия одинакового размера. С помощью болтов и гаек прикрепляются подшипники.
Роликовые направляющие для станков своими руками
Такие элементы сделать самостоятельно можно следующим образом:
- Каркас неподвижной части следует поставить вертикально, что облегчит процесс сборки. В него нужно поставить только одну направляющую — нерегулируемую, которая должна быть в самом низу.
- Далее на нее по центру положить сепаратор и в него поставить зубчатое колесо и шарики.
- На шарики установить подвижную часть таким образом, чтобы ее направляющая находилась на них сверху, а зубчатое колесо в середине.
- Угол между подвижной частью и каркасом должен составлять примерно 80 градусов.
- Далее на направляющую подвижной части уложить сепаратор и в него также вставить колесо вместе с шариками.
- Сверху на все это положить оставшуюся направляющую неподвижной части.
- Весь пакет установить в каркас, а верхнюю часть закрепить.
- Чтобы шарики не выпадали, на концах направляющих проделать небольшие отверстия и вбить штифты таким образом, чтобы шарик при подходе к краю направляющей упирался в этот штифт.
Направляющие качения
Они сконструированы при участии подшипников качения.
У линейных подшипников – больший люфт, чем у каретки рельсовых направляющих, он меньше нагружен. Но у него есть ряд минусов:
- низкий уровень грузоподъемности;
- недолговечность;
- изготовление с солидным люфтом;
- чувствительный к воздействию пыли и стружек на вал.
Материал для производства втулок – бронза, латунь, капролон. Если имеет место соблюдение допусков, бронзовые подшипники скольжения не уступают подшипникам качения. Время от времени, если подшипник скольжения износился, его подгоняют, и чтобы устранить зазоры. Поэтому шариковая втулка более предпочтительна, благодаря тому, что она доступна и взаимозаменяема.
Вал и его виды
Стоит дать краткую характеристику и остальным видам.
- Шлицевому валу свойственно наличие специальной дорожки для шариков втулки. Отличаясь большей жесткостью и износостойкостью, сравнительно с валом обычного вида, применим в механизмах, в которых желателен монтаж направляющих на концах. В конструкции станков задействованы крайне редко из-за дороговизны.
- Вал на опоре в виде цилиндрических рельс линейного типа не допускает прогибания под нагрузкой и собственным весом. Его крепят на станине, надежно фиксируя. Несмотря на минусы, выражающиеся в наличии большого люфта втулок, их малом сроке эксплуатации, у цилиндрических рельс – большая грузоподъемность. Отличаясь от линейных подшипников, каретка по-разному реагирует на степень нагрузок. У небольшого станка ЧПУ, имеющего тяжелый шпиндель, есть вероятность того, что снизится точность.
Направляющие для ЧПУ станка
Обрабатывающие центры с ЧПУ для мелкосерийного и домашнего использования — дорогая штука и не каждый может позволить себе купить форматно-расточной или токарный с ЧПУ, но выполнить своими руками сносное по качеству обработки и чистоте реза устройство, можно запросто. Рассмотрим несколько конструкций, но сначала посмотрим на детали заводского изготовления, чтобы понять основные принципы работы.
Все направляющие для программируемых станков бывают кругового движения или линейного типа, это зависит от траектории, по которой движется подвижный узел в координатах. Будем рассматривать только линейные, как самые востребованные у самодельщиков, да и особой нужды для применения круговых устройств нет.
Каким конструкциям отдать предпочтение
Не все могут позволить себе приобрести, скажем, обрабатывающий центр с ЧПУ для изготовления мелкосерийных деталей в домашних условиях, станок форматного типа или для токарных работ. Но самодельный агрегат с ЧПУ, сделанный собственноручно – реально. Собранное устройство в умелых руках продемонстрирует образцы правильной обработки деталей.
Собирая механику программируемых станков, обычно применяют самодельные линейные направляющие, так как в устройствах с круговым движением нет необходимости. Обратим внимание на некоторые конструкции, применяемые при этом.
Оцинкованные или хромированные трубы
Они идут с различным диаметром можно использовать как стержни при монтаже маломощных устройств – плоскошлифовальных наждаков, сверлильных или токарных станков. По шлифованному цилиндрическому стержню осуществляется движение бронзовой втулки. Иногда суппорт делают и без нее. У труб – невысокая цен, их легко обрабатывать. Хотя есть минус: небольшой ресурс (стирание защитного слоя наступает спустя 15-20 проходок, после чего сталь изнашивается более интенсивно); нет нужного уровня прочности при высоких нагрузках.
Фрезер
Эффективен фрезер, в котором направляющий механизм изготовлен на основе бывшего в употреблении матричного принтера или печатной машинки «Янтарь». При таком варианте прослужит долго. Не нужно искать очень широкие подшипники, их внутренний поперечник должен равняться диаметру болтов.
Линейные направляющие для станков
Линейные направляющие
- шариковые направляющие
- роликовые направляющие
- миниатюрные направляющие
Шарико-винтовые передачи
- стандартные ШВП
- высокопрецизионные ШВП
- катаные ШВП
Валы и втулки
- шлицевые валы
- шариковые втулки
Актуаторы, линейные приводы
Горизонтальный обрабатывающий центр
Наиболее сложным и точным среди металлорежущих станков являются обрабатывающие центры. Высокоточные и жесткие по конструкции линейные направляющие с сепаратором и шарико-винтовые пары (ШВП, шарико- винтовые передачи) используются как для рабочих столов, устанавливающих и перемещающих обрабатываемую деталь быстро и с высокой точностью, так и для перемещения обрабатывающего инструмента. Подшипники с перекрестными роликами (поворотные кольца) – обеспечивают плавное вращение поворотных столов.
Направляющие для фрезерных станков
Хотя обрабатывающие центры и токарные станки с ЧПУ стали наиболее массовой продукцией станкостроения, фрезерные станки сохраняют свою область применения в передовых областях машиностроении. Наиболее совершенные станки, которые позволяют обрабатывать детали со сверхвысокой точностью могут работать только под контролем высококвалифицированных рабочих. Чтобы устранить этот весьма квалифицированный, но ручной труд THK поставляет шарико-винтовые передачи и линейные направляющие для фрезерных станков, которые применяются в системах линейного перемещения и позволяют избегать ненужных перемещений обрабатывающих узлов и обрабатываемых деталей.
Направляющие для токарных станков с ЧПУ (числовым программным управлением)
Наряду с обрабатывающими центрами, токарные станки с ЧПУ (числовым программным управлением) играют важную роль в машиностроении. Направляющие для токарных станков и ШВП THK востребованы для перемещения держателей инструмента токарного станка благодаря высокой жесткости и точности. Компактная конструкция линейных систем THK способствует уменьшению размеров оборудования.
Направляющие для продольно-фрезерных станков
Продольно-фрезерный станок – это большой фрезерный станок. Очевидно, заготовка детали для такого станка тоже большая и тяжелая. Однако, если для перемещения рабочего стола используются линейные направляющие THK высокой жесткости, то стол перемещается плавно и с высокой точностью.
Направляющие для зубофрезерных станков с ЧПУ
В зубофрезерных станках, на которых изготавливаются шестерни для редукторов различного назначения, традиционно использовались линейные направляющие скольжения. Их конструкция была усложнена обвязкой трубопроводов и системой контроля и подачи смазки. Возможно упростить конструкцию и увеличить время между техническим обслуживанием, использовав линейные направляющие и ШВП THK со смазыванием.
Направляющие для шлифовальных станков
Гидравлические цилиндры использовались до последнего времени для движения рабочего стола с заготовкой. Теперь для движения рабочего стола используются сервосистемы с шарико-винтовыми передачами. Такое решение увеличивает скорость и точность позиционирования и позволяет увеличить производительность станка. При этом не требуется использования гидравлической системы, это способствует чистоте и устраняет вредное влияние на окружающую среду.
Чтобы купить направляющие для станков или ШВП для станков пришлите, пожалуйста, их обозначения, необходимые характеристики и информацию об условиях эксплуатации.
