نحوه انتخاب یک سیستم بال اسکرو سه محوره برای ماشین فرز CNC

چند وقت پیش، با مشتری که قصد داشت آلومینیوم و فولاد سبک را ماشین کند، درباره پروژه ماشین فرز سفارشی CNC بحث کردیم.

نگرانی اصلی او نه تنها قیمت، بلکه:

• سختی ماشین
• دقت موقعیت یابی
• کیفیت پیش بارگذاری
• سازگاری کامپوننت
• قابلیت اطمینان بلندمدت-

این در واقع در پروژه های ماشین CNC بسیار رایج است. بسیاری از ماشین سازان پول زیادی را صرف دوک ها و موتورها می کنند، اما اهمیت سیستم حرکت خطی را دست کم می گیرند.

در واقعیت، عملکرد یک دستگاه CNC اغلب به شدت به کیفیت موارد زیر بستگی دارد:

• ریل های راهنمای خطی
• توپ پیچ
• بلوک های پشتیبانی
• تطبیق پیش بارگذاری
• دقت مونتاژ

انتخاب سیستم بال اسکرو سه محوره اشتباه ممکن است منجر به موارد زیر شود:
 

• لرزش در حین برش
• عکس العمل
• پرداخت سطحی ضعیف
• دقت ناپایدار
• سر و صدای بیش از حد
• عمر دستگاه کوتاه شده است

در این مقاله نحوه انتخاب یک سیستم بال اسکرو 3 محوره مناسب برای دستگاه فرز CNC بر اساس ملاحظات مهندسی واقعی را توضیح خواهیم داد.

سیستم بال اسکرو سه محوره چیست؟

یک سیستم بال اسکرو 3 محوره معمولاً به سیستم انتقال حرکت خطی کامل مورد استفاده در: محور X، محور Y- و محور Z- یک ماشین CNC اشاره دارد.

یک سیستم حرکت خطی معمولی CNC شامل: ریل های راهنمای خطی، بلوک های بلبرینگ، پیچ های توپی، مهره های بال اسکرو، واحدهای پشتیبانی BK/BF، کوپلینگ ها، موتورهای پله ای یا سروو، براکت های نصب موتور می باشد.

برای ماشین های فرز CNC، هر سه محور باید با سفتی بالا و کنترل حرکت پایدار کار کنند.

برخلاف روترهای ساده نجاری، ماشین‌های برش آلومینیوم و فولاد تقاضای بسیار بیشتری را برای ساختار مکانیکی دارند.

چرا سختی در یک ماشین فرز CNC مهم است؟

بسیاری از اولین{0}}سازندگان CNC عمدتاً روی سرعت یا قدرت موتور تمرکز می‌کنند.

با این حال، سختی اغلب عامل واقعی تعیین کننده کیفیت ماشینکاری است.

هنگام برش آلومینیوم یا فولاد سبک، دستگاه نیروهای برش قابل توجهی را تجربه می کند. اگر سیستم راهنمای خطی یا بال اسکرو فاقد استحکام باشد، ممکن است دستگاه دچار مشکلات زیر شود:

• لرزش
• نشانه های پچ پچ
• ابعاد نادرست
• عمق برش ناپایدار
• پوشیدن ابزار

به همین دلیل است که بسیاری از سازندگان CNC ترجیح می دهند: ریل های راهنمای خطی HGR25 یا حتی ریل های HGR30 را به جای اندازه های کوچکتر مانند HGR15 یا HGR20 برای کاربردهای سنگین{4}}.

ریل های بزرگتر ارائه می دهند:

• ظرفیت بار بهتر
• استحکام ساختاری بالاتر
• ثبات بهبود یافته
• مقاومت بهتر در برابر تغییر شکل

برای ماشین‌های فرز CNC اندازه متوسط، HGR25 یکی از رایج‌ترین انتخاب‌ها است.

انتخاب بال اسکرو مناسب برای هر محور

انتخاب توپ پیچ باید بر اساس: اندازه ماشین، بار محور، طول سفر، سرعت حرکت، نیروی برش، گشتاور موتور باشد.

برای اکثر ماشین‌های فرز CNC اندازه متوسط، بال‌اسکروهای SFU2005 به‌طور گسترده برای محورهای X و Y استفاده می‌شوند.

چرا SFU2005 محبوب است

"2005" به این معنی است:

• قطر پیچ 20 میلی متر
• سرب 5 میلی متر

این ترکیب تعادل خوبی بین: سفتی، دقت موقعیت، ظرفیت بار و کنترل سرعت ارائه می دهد.

برای ماشینکاری آلومینیوم، SFU2005 اغلب ترجیح داده می شود زیرا قطر بزرگتر به کاهش انحراف در مسافت های طولانی کمک می کند.

در مورد محور Z- چطور؟

محور Z-معمولاً طول سفر کمتر اما غلظت بار عمودی بیشتری را حمل می‌کند.

بسیاری از سازندگان بسته به وزن اسپیندل و طراحی دستگاه انتخاب می کنند: SFU1605 یا SFU2005.

مزایای SFU1605:

• وزن سبک تر
• اینرسی پایین تر
• شتاب موتور آسانتر
• مناسب برای ساختارهای محوری فشرده Z-

مزایای SFU2005

• سفتی بالاتر
• پشتیبانی بار سنگین-بهتر
• کاهش لرزش

برای تنظیمات اسپیندل سنگین تر، SFU2005 به طور کلی انتخاب امن تری است.

چرا پیش بارگذاری مهم است

یکی از جزئیاتی که بسیاری از تامین کنندگان نادیده می گیرند، پیش بارگذاری است.

با این حال، پیش بارگذاری برای دقت دستگاه CNC بسیار مهم است.

پیش بار راهنمای خطی به کاهش فاصله، ارتعاش، خطای موقعیت، ناپایداری حرکت کمک می کند.

بسیاری از سازندگان حرفه ای CNC ترجیح می دهند: G2 preload یا G3 preload، زیرا سیستم های از پیش بارگذاری شده استحکام بهتری را در حین برش فراهم می کنند.

بدون پیش بارگیری مناسب، دستگاه ممکن است واکنش یا لرزش ایجاد کند، حتی اگر از ریل های{0} با کیفیت بالا استفاده شود.

در همان زمان، پیش بارگذاری بیش از حد ممکن است افزایش یابد: اصطکاک، گرما و بار موتور.

یک پیکربندی پیش بارگذاری متعادل برای عملکرد بلند مدت دستگاه مهم است.

HGR25 در مقابل HGR30: کدام را باید انتخاب کنید؟

بسیاری از سازندگان CNC بین HGR25 و HGR30 تردید دارند.

هر دو گزینه های رایج برای ماشین های فرز CNC هستند، اما اولویت های متفاوتی دارند.

برای اکثر کاربردهای آلومینیومی و فولادی سبک، HGR25 زمانی که با یک قاب ماشین قوی ترکیب می‌شود کافی است.

HGR30 برای: ماشین های دروازه ای بزرگتر، برش تهاجمی، قدرت دوک بالا و کاربردهای صنعتی جذاب تر می شود.

مشکلات رایج سازگاری در سازه های CNC DIY

یکی از بزرگترین مشکلات در پروژه های سفارشی CNC عدم تطابق سازگاری است.

بسیاری از کاربران قطعات را جداگانه از تامین کنندگان مختلف خریداری می کنند و بعداً مشکلات مونتاژ را کشف می کنند.

مسائل رایج عبارتند از:

تطبیق پشتیبانی BK/BF نادرست

ماشینکاری انتهای بال اسکرو ممکن است به خوبی بر روی بلوک های نگهدارنده قرار نگیرد.

عدم تطابق اندازه جفت

قطر شفت موتور و قطر شفت بال اسکرو ممکن است با کوپلینگ مطابقت نداشته باشد.

مشکلات تراز مسکن مهره

محفظه های مهره با طراحی ضعیف می توانند باعث ایجاد خطا در تراز و افزایش اصطکاک شوند.

ناسازگاری راه آهن و بلوک

برندهای مختلف گاهی از تلورانس ها یا ابعاد کمی متفاوت استفاده می کنند.

خطاهای موقعیت براکت موتور

طراحی نامناسب براکت می تواند مشکلاتی در تراز موتور ایجاد کند.

به همین دلیل است که بسیاری از سازندگان CNC اکنون ترجیح می دهند یک کیت کامل پیچ توپ CNC یا راه حل کامل حرکت خطی را از یک تامین کننده خریداری کنند.

کیت بال اسکرو 3 محور در مقابل خرید جداگانه

خرید یک سیستم بال اسکرو کامل 3 محوره از یک تامین کننده چندین مزیت دارد.

سازگاری بهتر

همه اجزا قبل از حمل و نقل با هم تطبیق داده می شوند.

نصب راحت تر

روند مونتاژ بسیار ساده تر می شود.

کاهش ریسک

احتمال کمتری برای عدم تطابق ماشینکاری یا خطاهای ابعادی.

حمل و نقل ساده شده

یک محموله معمولاً راحت‌تر و ارزان‌تر از تأمین منابع از چندین تأمین‌کننده است.

پشتیبانی فنی

یک تامین کننده کامل می تواند به تأیید سازگاری بین:

• ریل های خطی
• بلوک های خطی
• بال اسکرو
• واحدهای پشتیبانی
• کوپلینگ ها
• موتورها
   

برای بسیاری از خریداران خارج از کشور، این امر به ویژه مهم است زیرا تعویض قطعات ناسازگار پس از حمل و نقل بین المللی می تواند بسیار پرهزینه باشد.

آیا باید پیچ ​​های رول شده یا زمینی را انتخاب کنید؟

این یکی دیگر از سوالات رایج در پروژه های ماشین CNC است.

بسیاری از کاربران اشتباه می کنند:

• بال پیچ C7 رول شده
• پیچ های توپی زمین

در واقع:

• C7 معمولاً با پیچ های رول شده همراه است
• C5 یا C3 برای پیچ های زمین دقیق رایج تر است

برای اکثر ماشین‌های فرز CNC آلومینیوم،-بالاپیچ‌های نورد شده C7 با کیفیت بالا از قبل کافی هستند.

پیچ های زمینی برای موارد زیر اهمیت بیشتری پیدا می کنند:

• ماشینکاری فوق العاده-با دقت بالا
• ماشین های سنگ زنی
• تجهیزات نیمه هادی
• اتوماسیون صنعتی-سرعت بالا

انتخاب صحیح به نیازهای واقعی ماشینکاری و بودجه بستگی دارد.

پیکربندی توصیه شده برای یک ماشین فرز CNC متوسط

برای برش آلومینیوم و فولاد سبک، یک پیکربندی رایج ممکن است شامل موارد زیر باشد:

X{0}}محور

• ریل HGR25
• بلوک های HGW25
• بال اسکرو SFU2005
• واحدهای پشتیبانی BK/BF
• موتور NEMA23 حلقه بسته

Y{0}}محور

• ریل HGR25
• SFU2005
• پیش بارگذاری متوسط
• سیستم کوپلینگ صلب

Z{0}}محور

• HGR20 یا HGR25
• SFU1605 یا SFU2005
• براکت موتور فشرده
• کاهش جرم متحرک

این نوع تنظیم تعادل خوبی بین: سفتی، دقت، هزینه و قابلیت اطمینان ایجاد می کند.

خلاصه

یک دستگاه CNC فقط به اندازه سیستم حرکت خطی آن پایدار است.

انتخاب سیستم بال اسکرو 3 محوره مناسب صرفاً انتخاب ریل و پیچ به صورت جداگانه نیست. چالش واقعی اطمینان از سازگاری مناسب، پیش بارگذاری، صلبیت و دقت مونتاژ در کل دستگاه است.

برای ماشینکاری آلومینیوم و فولاد سبک، اجزای مناسب می توانند به طور قابل توجهی بهبود یابند:

• کیفیت ماشینکاری
• پایداری برش
• دقت موقعیت یابی
• طول عمر ماشین

اگر در حال ساخت یک روتر CNC، ماشین فرز یا سیستم اتوماسیون هستید و مطمئن نیستید که چگونه آن را مطابقت دهید:

• ریل های راهنمای خطی
• توپ پیچ
• واحدهای پشتیبانی
• کوپلینگ ها
• موتورها

DLY می تواند به ارائه یک راه حل کامل حرکت خطی CNC بر اساس ساختار دستگاه و الزامات برنامه کمک کند.

در مورد پروژه CNC خود بحث کنید

تماس با ما

شماره تلفن / وی چت: 16605788856

واتساپ:+8616605788856

ایمیل: dlyexport2@dlybearing.com