כאשר בוני מכונות CNC מספקים ברגים כדוריים ומכוונים ליניאריים למכונה חדשה, גישת ברירת המחדל היא ליישם את אותו מפרט על פני כל הצירים - באותו קוטר, אותו עופרת, אותו סוג אום. זה מפשט את הרכש, מפחית את מספרי החלקים לניהול, ומרגיש שמרני.
בפועל, לרוב מדובר בגישה שגויה.
צירי X, Y ו-Z של מכונת CNC פועלים בתנאים שונים מהותית. ציר X מכסה את המהלך הארוך ביותר במהירות הגבוהה ביותר. ציר ה-Y נושא את המשקל המשולב של מכלול הציר ונע תחת עומסי חיתוך צלב- מתמשכים. ציר ה-Z פועל אנכית נגד כוח הכבידה, חייב להחזיק במצב כאשר הכוח מופסק, ודורש בורג קצר וקשיח יותר מהצירים האופקיים. שימוש באותו מפרט בורג כדורי עבור שלושתם פירושו מעבר-לציון שני צירים כדי להגן על השלישי, או פחות-ציון הציר התובעני ביותר כדי לחסוך בעלויות על האחרים.
מאמר זה מכסה מה בעצם כל ציר דורש ממגלשה ליניארית של בורג כדורי, כיצד להתאים את סדרת הברגים ולהוביל לכל סט של תנאים, והיכן לרוב בוני מכונות OEM טועים במפרט.
נקודת מפתח:אין לציין ציר CNC רק לפי קוטר בורג או עופרת. אורך מהלך, מהירות, עומס אנכי, עומס צירי, קיבולת מומנט מנחה, דרישת נגיעה וסכנת בטיחות, כולם משפיעים על בחירת הבורג הכדורי והמוביל הליניארי הסופית.
מדוע לכל ציר CNC יש דרישות שונות לבורג כדור
מגלשה ליניארית של בורג כדורי היא לא רק מנגנון הנעה. זהו אחד המרכיבים המרכזיים שמשפיעים על מידת הדיוק של מיקום הציר, כמה מהר הוא יכול לנוע, כמה דחף הוא יכול ליצור וכמה זמן הוא נמשך במחזור העבודה של המכונה. כל אחד מהפרמטרים הללו נקבע על ידי גיאומטריית הציר ותנאי העומס - ולא על ידי מפרט אוניברסלי אחד.
שלושה גורמים משתנים באופן משמעותי בין צירי CNC ומניעים ישירות את מפרט בורג הכדור:
אורך שבץמשפיע על קוטר הציר הנדרש ועל תצורת התמיכה. פיר בורג ארוך במהירות גבוהה יכול להיכנס לתהודה - למצב שנקרא מהירות קריטית - שבו הציר מצליף ומייצר רטט, רעש ובלאי מהיר. פיר קצר על ציר Z בדרך כלל אינו מוגבל על ידי מהירות קריטית, אלא חייב להיות קשיח מספיק כדי להתנגד לסטייה מתחת למשקל הציר.
כיוון עומס וגודלולקבוע אם הבורג פועל נגד כוחות צירים בלבד, וזה המקרה האידיאלי, או גם חשוף לעומסים רדיאליים ומומנטים שיש לטפל בהם על ידי המדריכים הליניאריים. על ציר אנכי, הבורג נושא את מלוא המשקל של הציר וגררת ציר Z- כעומס צירי קבוע, אותו יש להביא בחשבון לאומדן העומס הדינמי והחיי השירות המקביל.
מהירות ומחזור עבודהלהשפיע על קוטר העופרת והבורג הנדרשים. עבור מהירות ליניארית נתונה, מוביל קטן יותר דורש סל"ד בורג גבוה יותר, אשר חייב להיבדק הן מול מהירות קריטית והן מגבלת Dm·N של תכנון האום. בורג עופרת- גדול על ציר שנע באטיות- מבזבז את יכולת הדחף.
ציר X: מהלך ארוך, מהירות גבוהה, יעילות נסיעה מרבית
ברוב נתבי ה-CNC, מכונות ה-Gantry ומרכזי העיבוד, ציר ה-X הוא ציר המעבר הראשי - זה שאחראי לכסות את מלוא רוחב העבודה של המכונה במעבר מהיר בין חיתוכים. הוא בדרך כלל בעל המהלך הארוך ביותר, פועל במהירות הגבוהה ביותר ופועל בעומסים קלים יחסית במהלך מהלכים מהירים.
מה שציר X דורש ממגלשה ליניארית של בורג כדורי
קודם כל מהירות.מהירות המעבר המהירה של ציר X קובעת את ההובלה המינימלית. עבור מנוע סרוו הפועל במהירות של 3,000 סל"ד, ההובלה הנדרשת להשגת 30 מ"מ לדקה, או 500 מ"מ לשנייה, היא: 500 מ"מ/שנייה × 60 ÷ 3,000 סל"ד=10 מ"מ. כדי להשיג 60 מ' לדקה על אותו מנוע, יש צורך בהובלה של 20 מ"מ. רוב צירי X של נתב CNC מפעילים מובילים בין 10 מ"מ ל-20 מ"מ בהתאם לגודל המכונה ודרישת המהירות. כאשר דרישת המהירות דוחפת מעבר למה ש-SFU מוביל של 20 מ"מ יכול לספק בסל"ד המקסימלי של המנוע, סדרת ההובלה הגדולה- של SFE - עם מובילים של 25 מ"מ, 32 מ"מ, 40 מ"מ ומעלה - היא העלייה הנכונה.
קוטר פיר למהירות קריטית.בציר X מהלך של 2,000 מ"מ, אורך גל הבורג שאינו נתמך עשוי להגיע ל-2,200-2,400 מ"מ בין מיסבי התמיכה. באורך זה, פיר בקוטר 20 מ"מ יכול להיות מוגבל על ידי מהירות קריטית הרבה לפני הגעה לסל"ד המעבר המהיר הנדרש, בהתאם לתצורת התמיכה, מקדם הבטיחות ומבנה הברגים. בצירי CNC-ארוכים רבים, ברגים בקוטר 32 מ"מ או 40 מ"מ נבחרים בעיקר כדי לשמור על המהירות הקריטית מעל טווח הפעולה - לא בגלל שהעומס דורש זאת.
מגולגל C7 הוא בדרך כלל דרגת הדיוק הנכונה.עבור נתבים לעיבוד עץ ומכונות ייצור כלליות, ברגי כדור C7 מגולגלים מספיקים לעתים קרובות כאשר דיוק המיקום הנדרש בינוני. הדיוק הסופי של המכונה תלוי גם בהרכבה, נגיעה, התרחבות תרמית, קשיחות המנחה ופיצוי בקרה - דרגת הבורג היא גורם אחד מבין כמה.
מפרט ציר X מומלץ
עבור נתב CNC עם מהלך X של 1,500–2,500 מ"מ במעבר מהיר של 30–60 מ' לדקה:
- סדרת ברגים:SFU יחיד-אגוז, מחזור פנימי
- קוֹטֶר:25 מ"מ-40 מ"מ, מונע על ידי מהירות קריטית במהלך הנדרש
- עוֹפֶרֶת:10 מ"מ–20 מ"מ עבור סדרת SFU, מונע על ידי המהירות הנדרשת וסל"ד מנוע; סדרת SFE, 25 מ"מ, 32 מ"מ, 40 מ"מ+, לדרישות מהירות גבוהות יותר
- דִיוּק:C7 מגולגל לעיבוד עץ וניתוב כללי; קרקע C5 למרכזי עיבוד שבבי
- סוג אגוז:אגוז בודד, SFU, הוא סטנדרטי; אום כפול, DFU, רק אם נגיעה בהיפוך היא בעיית דיוק מתועדת
ציר Y: שבץ בינוני, העמסה משולבת, קשיחות מבנית
במכונות רבות בסגנון CNC ובמכונות -בסגנון ה-Y, ציר ה-Y נושא את מנוע הציר, את מכלול ציר ה-Z-, ולעיתים קרובות את הקורה הצולבת או האוכף. הוא נע בניצב לציר X, בדרך כלל במהירות נמוכה מ-X אך תחת עומס גבוה משמעותית - מכיוון שהמסה של כל מה שמותקן על כרכרת ה-Y מוסיפה לכוח הצירי הנדרש במהלך האצה והאטה.
מה שציר ה-Y דורש ממגלשה ליניארית של בורג כדורי
דרישת דחף גבוהה יותר מ-X.אם מכלול ציר ה-Z- והציר שוקלים יחדיו 80 ק"ג, והמכונה מאיץ ב-0.3 גרם, ציר ה-Y חייב ליצור 80 × 9.8 × 0.3=235N של דחף רק בשביל האצה - לפני הוספת כוח חיתוך כלשהו. יש להתאים את הבורג הכדורי לעומס הצירי המקביל, כולל רכיבי כוח האצה וכוח החיתוך בכיוון הבורג, עם מרווח בטיחות נאות של Ca.
ניהול עומס רגעים.כאשר הציר חותך בנקודה המוזזת מקו האמצע של ציר Y, כוח התגובה יוצר עומס רגעי על כרכרת Y. הרגע הזה נישא על ידי המדריכים הליניאריים, לא בורג הכדור. יש לחשב בנפרד עומסי מומנט מכוחות חיתוך מאופסט עבור המנחים הליניאריים ובלוקי הגררה -. יש להתאים את מפרט המדריך, כולל רוחב מסילה, מספר בלוקים ומחלקת עומס מראש, לרגע המקסימלי שגיאומטריית ציר Y יכולה ליצור. תחת-ציון מובילי ציר ה-Y- תוך ציון נכון של הבורג הכדורי נמצאת שגיאת תכנון נפוצה שיוצרת בלאי מוקדם של מוביל ואובדן דיוק.
עופרת בינונית למהירות ודחף מאוזנים.ציר ה-Y אינו זקוק להובלה הגדולה של ציר ה-X מכיוון שהוא מכסה מהלך קצר יותר במהירות מהירה נמוכה יותר. עופרת 10 מ"מ מספקת איזון סביר בין מהירות ודחף עבור רוב צירי ה-CNC ומרכזי העיבוד ה-Y. במכונות-כבדות המניעות משקלים של אוכף מעל 200 ק"ג, ייתכן שיהיה צורך במוביל של 5 מ"מ עם בורג בקוטר גדול יותר כדי לספק דחף נאות במומנט הנקוב של המנוע.
מפרט ציר Y מומלץ
עבור מרכז עיבוד CNC או נתב כבד עם מהלך Y של 800–1,500 מ"מ:
- סדרת ברגים:SFU עבור יישומים סטנדרטיים; אום כפול DFU למרכזי עיבוד שבבי מדויק שבהם ציר ה- Y משפיע על גימור פני השטח
- קוֹטֶר:20 מ"מ-32 מ"מ, מונע על ידי עומס ומהלך
- עוֹפֶרֶת:5 מ"מ–10 מ"מ, מונע על ידי מהירות-ל-איזון דחף
- דִיוּק:קרקע C5 למרכזי עיבוד שבבי; C7 מגולגל לניתוב וייצור כללי
- התאמת מדריך לינארי:השתמשו במסילה רחבה יותר, כגון HDR25 או HDR30 מסדרת ה-HD של DLY, עם ארבעה בלוקים, שניים לכל מסילה ושתי מסילות, כדי לנהל עומסי מומנט מאופסטות של כוחות הציר.
ציר Z: מהלך קצר, עומס אנכי, סיכון נסיעה-בגב
ציר Z הוא הנבדל ביותר מבחינה מכנית מבין השלושה. הוא זז אנכית, נושא עומס קבוע כלפי מטה, משקל הציר פועל בכל זמן מהלך קצר, ועליו להחזיק במצב אמין כאשר כונן הסרוו מופעל.- הדרישות הללו מצביעות על מפרט בורג כדורי שהוא ההפך מציר ה-X כמעט מכל בחינה.
מה שציר Z דורש ממגלשה ליניארית של בורג כדורי
עופרת קטנה לנטייה-לגב התחתון ודחף גבוה יותר.מוביל קטן יותר נותן למנוע יתרון מכני יותר ומפחית את הנטייה של ציר Z לחזור-לנהוג מתחת למשקל הציר. עם זאת, אין להתייחס לבורג כדורי כאל מנגנון נעילה - עצמי של - לבורגים כדוריים יש יעילות מכנית גבוהה, מה שאומר שהם רגישים יותר לנהיגה- לאחור מאשר ברגים מובילים מסורתיים. האם ציר Z נתון יחזור-בכונן תלוי בהובלה, בעומס, ביעילות הבורג, במצב הסיכה, והאם כונן הסרוו שומר על מומנט החזקה כשהוא נייח.
עופרת 5 מ"מ היא סטנדרטית עבור צירי CNC Z. הוא מספק דחף מספיק מהמומנט הנקוב של המנוע ושומר על ערך Dm·N בטווח הפעולה במהירויות המעורבות. אבל ההובלה לבדה אינה מבטיחה שהציר לא יירד כאשר החשמל מנותק.
בלם מנוע או איזון נגדי הם לרוב הכרחיים.עבור צירי CNC אנכיים, יש לשקול בלם מנוע או איזון נגדי בכל פעם שירידה בלתי מבוקרת עלולה ליצור סיכון בטיחותי, כלי או חלקי עבודה. כהתייחסות מעשית, מכלולי ציר Z- בסביבות 15-20 ק"ג ומעלה צריכים להיבדק בדרך כלל עבור דרישות בלמים או איזון נגדי - אך הסף בפועל תלוי בהובלה, ביעילות הבורג, בחיכוך ובהתנהגות הנעה, ויש להעריך אותו עבור כל עיצוב במקום ליישם ככלל קבוע.
פיר קצר פירושו קשיחות, לא מהירות קריטית.ציר בורג-AZ הוא בדרך כלל באורך 300-600 מ"מ. באורך זה, מהירות קריטית היא בדרך כלל לא הגורם המגביל אפילו בקטרים קטנים. בחירת הקוטר מונעת על ידי קיבולת העומס, Ca והסטת הציר מתחת למשקל הציר. פיר בקוטר 16 מ"מ או 20 מ"מ מכסה את רוב צירי ה-Z של נתב CNC; מרכזי עיבוד עם צירים כבדים יותר עשויים להזדקק ל-25 מ"מ.
אום כפול לעיבוד מדויק.במרכזי עיבוד CNC שבהם ציר Z שולט בעומק החיתוך, נגיעה בציר Z משפיעה ישירות על גימור פני השטח ודיוק הממדים. עיצוב אגוז DFU כפול-מסייע למזער את ההשפעה הצירית ולשפר את הקשיחות. בנתבי CNC שבהם סובלנות העומק היא ±0.1 מ"מ, מספיק ציר Z יחיד -SFU רגיל.
מדריך לינארי קומפקטי עבור אילוצי מקום.לציר Z יש בדרך כלל את שטח ההתקנה המצומצם ביותר. מדריך ליניארי צר, כגון HDR15 או HDR20 מסדרת ה-HD של DLY, עם שני בלוקים אופייני. המדריך חייב להיות בגודל כך שיישא את המשקל המשולב של הציר בתוספת הגררה בתוספת כל כלי בציר, עם מרווח עומס דינמי נאות.
מפרט ציר Z מומלץ
עבור מרכז עיבוד CNC או ציר Z של נתב עם מהלך של 200-500 מ"מ:
- סדרת ברגים:אום יחיד SFU לניתוב כללי; אום כפול DFU למרכזי עיבוד שדורשים דיוק עומק הדוק
- קוֹטֶר:16 מ"מ-25 מ"מ, מונע על ידי עומס, לא מהירות קריטית
- עוֹפֶרֶת:5 מ"מ סטנדרטי; 4 מ"מ עבור צירים כבדים הדורשים דחף מירבי
- דִיוּק:קרקע C5 למרכזי עיבוד שבבי; C7 התגלגל לניתוב
- בלם מנוע:מומלץ כאשר עומס אנכי עשוי לחזור-לניע את הבורג; בדיקה נדרשת עבור מכלולי ציר סביב 15-20 ק"ג ומעלה
- מדריך לינארי:HDR15–HDR20, סדרת HD, עם שני בלוקים, מותאמים לעומס האנכי בתוספת כוחות דינמיים במהלך חיתוך צלילה
טעויות מפרט נפוצות על ידי Axis
שימוש באותה עופרת בכל שלושת הצירים
אם ציר ה-X זקוק להובלה של 20 מ"מ למהירות, ואותו מוביל מוחל על ציר ה-Z כדי להפחית את מספרי החלקים, לציר ה-Z יהיה דחף לא מספיק במומנט הנקוב של המנוע וסיכון משמעותי לנהיגה-בגב תחת משקל הציר. יש לבחור את ההובלה באופן עצמאי עבור כל ציר.
גודל בורג כדור ציר Y למשקל המטען בלבד
עומס צירי שווה ערך בציר Y כולל רכיבי כוח תאוצה וכוח חיתוך בכיוון הבורג. התאמה למשקל מטען סטטי בלבד ממעיט בערכת העומס בפועל בפער משמעותי ברוב יישומי CNC. יש לחשב עומסי רגע בנפרד עבור מערכת ההנחיה הליניארית. התוצאה של גודל נמוך היא שולי בטיחות Ca שנראים נאותים על הנייר אך מובילים לשחיקה מוקדמת של האגוזים בשימוש.
השמטת בלם המנוע על ציר Z עם מוביל גדול
מוביל של 10 מ"מ או 20 מ"מ על ציר Z יכול-לנהוג אחורה תחת עומס אנכי משמעותי כאשר המנוע אינו מופעל.- זוהי תוצאה ידועה של גיאומטריה ויעילות של בורג כדור - לא פגם בייצור. הוספת בלם מנוע או איזון נגד הוא הפתרון הנכון. החלפת הבורג בהובלה קטנה יותר לאחר מעשה מוסיפה עלות ועבודה מחדש שהיו יכולים להימנע בשלב התכנון.
תחת-ציון המדריך הליניארי של ציר ה-Y- תוך ציון נכון של הבורג הכדורי
בורג הכדור נושא עומס צירי. המנחה הליניארי נושא את כל השאר - עומס רדיאלי, עומס רוחבי ועומסי מומנט מכוחות ציר מאופקים. על ציר ה-Y, עומסי הרגע הללו יכולים להיות משמעותיים. מדריך HDR15 עלול לסבול מקיצור חיי השירות אם עומס הרגעים של ציר ה-Y מתקרב באופן עקבי או חורג מדירוג הרגעים שלו. ציין את המדריך בהתבסס על הרגע המקסימלי שגיאומטריית הציר יכולה ליצור, לא רק על משקל המטען.
סיכום מפרט ציר X, Y, Z
| פָּרָמֶטֶר | ציר X | ציר Y | ציר Z |
|---|---|---|---|
| אילוץ ראשוני | מהירות קריטית / שבץ | דחף / עומס צירי | אחורה-כונן / דחף |
| עופרת טיפוסית | 10-20 מ"מ, SFU; 25 מ"מ+, SFE | 5-10 מ"מ | 4-5 מ"מ |
| קוטר אופייני | 25-40 מ"מ | 20-32 מ"מ | 16-25 מ"מ |
| סוג אגוז | אגוז יחיד SFU | SFU או DFU | SFU או DFU |
| ציון דיוק | C7 מגולגל / C5 קרקע | C5–C7 | קרקע C5 לעיבוד שבבי |
| בלם מנוע | בדרך כלל לא נדרש להחזקת כוח המשיכה | בדרך כלל לא נדרש להחזקת כוח המשיכה | מומלץ כאשר עומס אנכי עשוי לחזור-לחזור |
| סדרת מדריכים | סדרת HD HDR25–HDR35 | סדרת HD HDR25–HDR30, 4 בלוקים | סדרת HD HDR15–HDR20 |
| סיכון מרכזי | תהודה במהירות | עומס רגע על המדריך | חזרה-נהיגה, שגיאת עומק |
ברגי כדורים ומובילים ליניאריים עבור צירי CNC
עבור בוני מכונות CNC OEM המוציאים רכיבים בנפח, השיקול המעשי לאחר המפרט הוא עקביות בין אצוות. בורג שעומד בדיוק Ca והעופרת בהזמנה הראשונה חייב לעמוד באותו מפרט בהזמנה העשירית. שינוי בין אצוות - בקוטר הכדור, טעינה מוקדמת או שגיאת עופרת - מייצרת מכונות עם ביצועים שונים למרות השימוש באותם מספרי חלקים, מה שיוצר בקרת איכות ואחרי-בעיות מכירה.
DLY מייצרתSFU יחיד-אגוזוDFU כפול-אגוזברגים כדוריים בקטרים מ-12 מ"מ עד 80 מ"מ, עם מובילים מ-4 מ"מ עד 20 מ"מ, בדרגות דיוק מגולגלות C7 ו-C5/C3. עבור יישומים מהירים- בציר X הדורשים מובילים מעל 20 מ"מ, הסדרת לידים גדולות-SFEמכסה לידים של 25 מ"מ, 32 מ"מ, 40 מ"מ, 50 מ"מ ו-64 מ"מ. מסלולים ליניאריים זמינים בסדרת HD, HDR15 עד HDR65, עבור יישומי CNC כלליים, סדרת ED, EDR15 עד EDR30, עבור יישומים בפרופיל נמוך- ומהירות{11} גבוהה, וסדרת רולר RD, RDR15 עד RDR65, לעומס כבד{{14}15}, גבוה{14}15}, גבוה. כל הסדרות זמינות בדרגות דיוק סטנדרטיות ודיוק גבוהות ותומכות בהזמנות אצווה עם אישור זמן אספקה בשלב הבירור.
אשר את מפרט ציר ה-CNC שלך לפני ההזמנה
אם אתה מציין ברגים כדוריים ומובילים ליניאריים עבור עיצוב חדש של מכונת CNC, או מחליף רכיבים במכונה קיימת, צוות ההנדסה של DLY יכול לסקור את פרמטרי הציר שלך ולאשר את סדרת הברגים, הקוטר, ההובלה והמפרט הנכונים עבור כל ציר.
כדי לקבל תגובה מועילה, שתף את הדברים הבאים עבור כל ציר:
- אורך שבץ ואורך פיר לא נתמך
- מסת מטען, כולל כל הרכיבים המורכבים על הגררה
- נדרשת מהירות מעבר מהיר, מ"מ/שניות או מ'/דקה
- מהירות מדורגת מנוע, סל"ד ומומנט
- דרישת דיוק מיקום
- האם הציר הוא אופקי או אנכי
תמחור אצווה וזמן אספקה מאושרים במקביל למפרט הטכני.
צריך ברגים כדוריים ומובילים ליניאריים עבור ציר CNC X, Y או Z?
שלח את אורך המהלך, כיוון הציר, העומס, המהירות, נתוני המנוע ודרישת הדיוק שלך. DLY יכול לעזור לאשר את סדרת הברגים הכדוריים המתאימים, הקוטר, העופרת, סוג האגוזים ומפרט המדריך הליניארי.
אֶלֶקטרוֹנִי:dlyexport2@dlybearing.com
WhatsApp: +86 16605788856
