Leitspindel ist wichtiges Detail, der als Bewegungskonverter verwendet wird. Es wandelt die Rotationsbewegung in eine translatorisch-geradlinige Bewegung um. Dazu wird es mit einer speziellen Mutter geliefert. Darüber hinaus bietet es eine Bewegung mit einer bestimmten Genauigkeit.
Schraubenqualitätsindikatoren
Die Schraube als sehr wichtiges Detail muss viele Anforderungen erfüllen. Um beispielsweise in einem Tischschraubstock eingesetzt zu werden, muss er für folgende Parameter geeignet sein: Durchmessermaß, Profilgenauigkeit und Gewindesteigungsgenauigkeit, Verhältnis des Schraubengewindes zu seinen Stützhälsen, Verschleißfestigkeit, Gewindedicke. Wichtig ist auch zu beachten, dass die Spindeln je nach Bewegungsgenauigkeit in mehrere Genauigkeitsklassen von 0 bis 4 eingeteilt werden können. Beispielsweise müssen Gewindespindeln von Werkzeugmaschinen einer Genauigkeitsklasse von 0 entsprechen bis 3. 4 Genauigkeitsklasse ist für den Einsatz in solchen Geräten nicht geeignet.
Führungsspindel-Rohmaterial
Als Rohling für die Herstellung einer Schraube wird ein gewöhnlicher Stab verwendet, der aus hochwertigem Metall abgeschnitten wird. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass einige Anforderungen an das als Rohling dienende Material gestellt werden. Das Metall muss eine gute Verschleißfestigkeit, eine gute Bearbeitbarkeit und auch einen stabilen Gleichgewichtszustand unter den Bedingungen der inneren Spannung aufweisen, die nach der Verarbeitung auftreten. Das ist sehr wichtig, denn gegebenes Eigentum helfen Verformungen zu vermeiden Führungsschraube während seiner weiteren Verwendung.
Für die Herstellung dieses Teils mit einer durchschnittlichen Genauigkeitsklasse (2. oder 3.), das keinen Anforderungen an eine erhöhte Temperaturbeständigkeit unterliegt, wird A40G-Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt mit Schwefelzusätzen und Stahl 45 mit Zusatz von verwendet führen. Eine solche Legierung verbessert die Bearbeitbarkeit der Schraube und verringert auch die Oberflächenrauhigkeit des Materials.
Schraubenprofil
Es gibt drei Schraubenprofile, die bei der Herstellung der Leitspindel einer Drehmaschine oder einer anderen verwendet werden. Das Profil kann trapezförmig, rechteckig oder dreieckig sein. Die häufigste Art ist das Trapezgewinde. Zu seinen Vorteilen gehört die Tatsache, dass es genauer ist als ein rechteckiges. Außerdem ist es möglich, mit Hilfe einer geteilten Mutter die axialen Spiele mit einer Trapezschraube einzustellen, die aufgrund von Geräteverschleiß auftreten.
Wichtig ist hier auch zu beachten, dass sowohl das Schneiden als auch das Schleifen eines Trapezgewindes an einer Schraube viel einfacher ist als ein rechteckiges. Gleichzeitig müssen Sie jedoch verstehen, dass die Genauigkeitseigenschaften eines rechteckigen Gewindes höher sind als die von Trapezgewinden. Das heißt, wenn es darum geht, eine Schraube mit der besten Einstellung für die Genauigkeit herzustellen, müssen Sie immer noch ein rechteckiges Gewinde schneiden. Trapezgewindetriebe sind für sehr genaue Operationen nicht geeignet.
Schraubenverarbeitung
Die Hauptteile, auf denen die Schraube in der Maschine basiert, sind die Stützhälse und Bunde. Die Gewindefläche einer Schraube wird als ihr Gewinde betrachtet. Die größte Genauigkeit in einem Tischschraubstock und allen anderen Maschinen mit einer solchen Schraube muss zwischen der Ausführungsfläche des Teils sowie der Hauptbasisfläche gewährleistet sein. Es stellt die technologische Basis bei der Herstellung der Leitspindel dar. Aus diesem Grund erfolgt zur Vermeidung von Verformungen die Bearbeitung all dieser Oberflächen unter Verwendung dieses Teils bestimmt die Besonderheiten der Bearbeitung des Bleis Schraube.
Auch hier ist zu beachten, dass die Schraube mit andere Klasse Genauigkeit, verarbeitet zu verschiedenen Werten. Teile der Genauigkeitsklassen 0,1 und 2 werden bis zur 5. Qualität bearbeitet. Schrauben der 3. Genauigkeitsklasse werden bis zur 6. Qualität verarbeitet. Schrauben der 4. Kategorie werden ebenfalls bis zur 6. Klasse verarbeitet, haben aber gleichzeitig ein Toleranzfeld für den Außendurchmesser.
Zentrieren und Gewindeschneiden
Um eine Schraube annehmbarer Qualität zu erhalten, müssen mehrere weitere Arbeitsgänge durchgeführt werden. Einer davon war die Zentrierung des Teils, das weiterläuft Drehbank. Die Leitspindel bzw. das Werkstück für dieses Teil wird auf der vorgegebenen Vorrichtung zentriert und hier werden die Enden darauf geschnitten. Zusätzlich wird ein Werkstückschleifvorgang durchgeführt. Verwenden Sie dazu Spitzenlos- oder Rundschleifmaschinen in den Zentren. Wichtig ist hier anzumerken, dass das Schleifen in der Mitte nur bei Schrauben der Genauigkeitsklassen 0,1 und 2 durchgeführt wird.
Außerdem muss das Werkstück begradigt werden, bevor mit dem Gewindeschneiden fortgefahren wird. Hierbei ist zu beachten, dass nur Schrauben der 3. und 4. Genauigkeitsklasse dieser Operation unterzogen werden. Danach wird ihre Oberfläche weiter poliert. Als Ausrüstung zum Schneiden von Gewinden an einer Leitspindel wird eine Schraubendrehmaschine verwendet.
Beschreibung der Schraubenmutter
Die Leitspindelmutter ist so konzipiert, dass sie präzise Montagebewegungen ermöglicht. In einigen seltenen Fällen können sie aus einem Material wie z. B. reibungsfreiem Gusseisen hergestellt werden. Dieses Element muss für einen ständigen Eingriff mit den Windungen der Schraube sorgen und auch als Ausgleichsteil wirken. Sie müssen den Spalt ausgleichen, der zwangsläufig entsteht, wenn die Schraube verschleißt. Beispielsweise werden Muttern für Leitspindeln, die in Drehmaschinen verwendet werden, doppelt hergestellt. Dies ist erforderlich, um den Spalt zu beseitigen, der entweder aufgrund der Herstellung und Montage der Maschine oder aufgrund des Verschleißes ihrer Teile auftreten kann.
Die Besonderheit einer Schraube mit Doppelmutter besteht darin, dass sie einen festen und einen beweglichen Teil hat. Der bewegliche Teil, der rechts ist, kann sich entlang der Achse des festen Teils bewegen. Es ist diese Bewegung, die die Lücke ausgleicht. Die Mutternfertigung wird nur für Schrauben der Genauigkeitsklasse null, 1. und 2. durchgeführt. Für ihre Herstellung wird Zinnbronze verwendet.
Woraus bestehen Nüsse und was tragen sie?
Die gebräuchlichsten Materialien für die Herstellung dieser Art von Teilen sind Aluminium-Eisen-Bronzen gemäß der Werkzeugmaschinennorm MT 31-2. Neben diesem Material kann auch reibungsarmes Gusseisen als Ersatz für unverantwortlich verwendet werden
Es ist wichtig, hier hinzuzufügen, dass die Mutter viel schneller verschleißt als die Leitspindel selbst. Dafür gibt es mehrere Gründe:
- das Gewinde der Mutter ist schlecht vor jeglicher Art von Verschmutzung geschützt, und es ist auch ziemlich schwierig, es von diesen unnötigen Elementen zu reinigen;
- es kommt oft vor, dass dieses Element anfänglich schlecht geschmiert ist, was die Lebensdauer stark beeinträchtigt;
- Wenn die Mutter mit der Schraube in Eingriff steht, stellt sich heraus, dass alle Windungen des zweiten Elements gleichzeitig arbeiten, aber die Schraube hat nur diejenigen, die mit der Mutter in Eingriff stehen.
Aus diesen Gründen müssen Schrauben mit Mutter häufiger kontrolliert werden, da sich der Verschleiß der Mutter relativ schnell einstellt.
Bei der Wahl Fräse(CNC-Fräse) entscheiden:
1. Mit welchem Material werden Sie arbeiten? Hiervon hängen die Anforderungen an die Steifigkeit der Konstruktion der Fräsmaschine und deren Bauart ab.
Zum Beispiel verarbeitet eine Sperrholz-CNC-Maschine nur Holz (einschließlich Sperrholz) und Kunststoffe (einschließlich Verbundwerkstoffe - Kunststoff mit Folie).
Auf einer Fräsmaschine aus Aluminium können bereits NE-Metall-Rohlinge bearbeitet werden, auch die Verarbeitungsgeschwindigkeit von Holzprodukten wird zunehmen.
Aluminium-Fräsmaschinen sind für die Stahlbearbeitung nicht geeignet, hier werden bereits massive Maschinen mit Gusseisenbett benötigt, während die Bearbeitung von NE-Metallen auf solchen Fräsmaschinen effizienter sein wird.
2. mit der Größe der Werkstücke und der Größe des Arbeitsfeldes der Fräsmaschine. Diese definiert die Anforderungen an die Mechanik einer CNC-Maschine.
Achten Sie bei der Auswahl einer Maschine darauf, die Mechanik der Maschine zu studieren, die Fähigkeiten der Maschine hängen von ihrer Wahl ab und es ist unmöglich, sie ohne eine wesentliche Änderung des Designs zu ersetzen!
Mechanik CNC-Fräsen Maschine aus Sperrholz und Aluminium ist oft gleich. Näheres weiter unten im Text.
Aber je größer der Arbeitsbereich der Maschine ist, desto steifere und teurere Linearbewegungsführungen werden für ihre Montage benötigt.
Bei der Auswahl von Maschinen für die Produktion von Teilen in großer Höhe herrscht häufig der Irrglaube, dass es ausreicht, eine Maschine mit einem großen Z-Verfahrweg zu wählen, aber selbst mit einem großen Z-Verfahrweg ist es unmöglich, ein Teil mit steilen Neigungen herzustellen wenn die Höhe des Teils größer ist als die Arbeitslänge des Fräsers, dh mehr als 50 mm.
Betrachten Sie das Gerät einer Fräsmaschine und die Auswahlmöglichkeiten am Beispiel von CNC-Maschinen der Modelist-Serie.
A) Wahl des CNC-Maschinendesigns
Für den Bau von CNC-Maschinen gibt es zwei Möglichkeiten:
1) Entwürfe mit beweglichem Tisch, Bild 1.
2) Gestaltung mit beweglichem Portal, Figur 2.
Bild 1Formatkreisfräsmaschine
Vorteile Konstruktion der Maschine mit einem beweglichen Tisch - dies ist eine einfache Implementierung, eine größere Steifigkeit der Maschine aufgrund der Tatsache, dass das Portal fest und am Rahmen (Basis) der Maschine befestigt ist.
Mangel - große Größen, verglichen mit der beweglichen Portalkonstruktion, und die Unfähigkeit, schwere Teile zu bearbeiten, da der bewegliche Tisch das Werkstück trägt. Dieser Entwurf gut geeignet für die Bearbeitung von Holz und Kunststoffen, also leichten Materialien.
Figur 2 Fräse mit beweglichem Portal (Portalmaschine)
Vorteile Ausführungen einer Fräsmaschine mit beweglichem Portal:
Starrer Tisch, der standhalten kann großes Gewicht Leerzeichen,
Unbegrenzte Werkstücklänge,
Kompaktheit,
Möglichkeit der Ausführung der Maschine ohne Tisch (z. B. zum Einbau einer Rundachse).
Mängel:
Weniger strukturelle Steifigkeit.
Die Notwendigkeit, starrere (und teurere) Führungen zu verwenden (aufgrund der Tatsache, dass das Portal an den Führungen "hängt" und nicht am starren Rahmen der Maschine befestigt ist, wie bei der Konstruktion mit einem beweglichen Tisch).
B) Wahl der Mechanik der CNC-Fräsmaschine
Die Mechanik wird vorgestellt (siehe Nummern in Abb. 1, Abb. 2 und Abb. 3):
3 - Führungshalter
4 - Linearlager oder Hülsen
5 - Stützlager (zur Befestigung von Leitspindeln)
6 - Leitspindeln
10 - Kupplung zum Verbinden der Welle der Leitspindel mit der Welle von Schrittmotoren (SM)
12 - Laufmutter
Figur 3
Auswahl des linearen Bewegungssystems der Fräsmaschine (Führungen - Linearlager, Leitspindel - Leitmutter).
Als Führungen können verwendet werden:
1) Rollenführungen, Abbildung 4.5
Figur 4 
Abbildung 5
Diese Art der Führung hat Eingang in die Konstruktion von Hobbylasern und Werkzeugmaschinen aus der Möbelindustrie gefunden, Bild 6
Der Nachteil ist eine geringe Belastbarkeit und geringe Ressourcen, da sie ursprünglich nicht für den Einsatz in Maschinen mit gedacht waren große Menge Bewegungen und hohe Belastungen, geringe Kraft Aluminiumprofil Führungen führt zum Einsturz, Bild 5 und in der Folge zu einem nicht behebbaren Umkehrspiel, das den weiteren Einsatz der Maschine ungeeignet macht.
Eine andere Ausführung von Rollenführungen, Bild 7, ist ebenfalls nicht für hohe Belastungen geeignet und kommt daher nur in Lasermaschinen zum Einsatz.
Abbildung 7
2) runde Führungen, sind eine Stahlwelle aus hochwertigem verschleißfestem Wälzlagerstahl mit geschliffener Oberfläche, oberflächengehärtet und hartverchromt, dargestellt unter der Nummer 2 in Bild 2.
Das optimale Lösung für Amateurdesigns, weil Zylindrische Führungen haben eine ausreichende Steifigkeit, um weiche Materialien in kleinen CNC-Maschinengrößen zu relativ geringen Kosten zu handhaben. Nachfolgend finden Sie eine Tabelle zur Auswahl des Durchmessers von zylindrischen Führungen in Abhängigkeit von maximale Länge und minimale Durchbiegung.
Einige Chinesen Hersteller billiger Werkzeugmaschinen Führungen nicht von ausreichendem Durchmesser, was zu einer verringerten Genauigkeit führt, beispielsweise wenn sie auf einer Maschine aus Aluminium verwendet werden Arbeitslänge 400 mm Führungen mit einem Durchmesser von 16 mm führen in der Mitte zu einer Durchbiegung durch das Eigengewicht von 0,3..0,5 mm (je nach Gewicht des Portals).
Beim richtige Wahl Wellendurchmesser, das Design von Maschinen mit ihrer Verwendung ist ziemlich stark, das große Gewicht der Wellen verleiht der Struktur eine gute Stabilität, allgemeine strukturelle Steifigkeit. Bei Maschinen, die größer als ein Meter sind, erfordert die Verwendung von Rundführungen eine erhebliche Vergrößerung des Durchmessers, um eine minimale Durchbiegung aufrechtzuerhalten, was die Verwendung von Rundführungen zu einer unangemessen teuren und schweren Lösung macht.
| Achslänge | Sperrholzmaschine | Aluminium-Holzbearbeitungsmaschine | Aluminiummaschine für Aluminiumarbeiten | |
| 200mm | 12 | 12 | 16 | 12 |
| 300mm | 16 | 16 | 20 | 16 |
| 400mm | 16 | 20 | 20 | 16 |
| 600mm | 20 | 25 | 30 | 16 |
| 900mm | 25 | 30 | 35 | 16 |
3) Profilschienenführungen
Polierte Wellen an Großmaschinen werden durch Profilführungen ersetzt. Die Verwendung einer Stütze entlang der gesamten Länge der Führung ermöglicht die Verwendung von Führungen mit viel kleineren Durchmessern. Aber die Verwendung dieser Art von Führung ist auferlegt hohe Anforderungen zur Steifigkeit des Tragrahmens der Maschine, da die Betten aus Duraluminiumblech bestehen oder Stahlblech an sich sind nicht starr. Der kleine Durchmesser von Schienenführungen erfordert die Verwendung eines dickwandigen profilierten Stahlrohrs oder eines strukturellen Aluminiumprofils mit einem großen Querschnitt in der Konstruktion der Maschine, um die erforderliche Steifigkeit zu erhalten und Tragfähigkeit Maschinenrahmen.
Die Verwendung einer speziellen Profilschienenform ermöglicht eine bessere Verschleißfestigkeit im Vergleich zu anderen Schienentypen.
Abbildung 8
4) Zylindrische Führungen auf einem Träger
Zylindrische Führungen auf einem Träger sind ein billigeres Analogon von Profilführungen.
Ebenso wie profilierte benötigen sie den Einsatz im Rahmen der Maschine nicht Plattenmaterialien, und professionelle Rohre mit großem Querschnitt.
Vorteile - keine Durchbiegung und keine Federwirkung. Der Preis ist doppelt so hoch wie bei zylindrischen Führungen. Ihr Einsatz ist gerechtfertigt, wenn die Verfahrlänge über 500 mm liegt.
Abbildung 9 Zylindrische Führungen auf einem Träger
Der Umzug kann wie folgt durchgeführt werden Buchsen(Gleitreibung) - Abb.10 auf der linken Seite und mit Linearlager(Rollreibung)- Reis. 10 richtig.
Abbildung 10 Buchsen und Linearlager
Der Nachteil von Gleitbuchsen ist der Verschleiß der Buchsen, der zum Auftreten von Spiel führt, und der erhöhte Aufwand zur Überwindung der Gleitreibung, was den Einsatz leistungsfähigerer und teurerer Schrittmotoren (SM) erfordert. Ihr Vorteil ist der niedrige Preis.
In letzter Zeit ist der Preis für Linearlager so stark gesunken, dass es wirtschaftlich sinnvoll ist, auch bei preiswerten Hobbykonstruktionen zu wählen. Der Vorteil von Linearlagern liegt in einem niedrigeren Reibungskoeffizienten im Vergleich zu Hülsen, und dementsprechend geht die meiste Kraft von Schrittmotoren auf nützliche Bewegungen und nicht auf die Bekämpfung von Reibung, was sie ausmacht mögliche Anwendung kleinere Motoren.
Um auf einer CNC-Maschine eine Rotationsbewegung in eine Translationsbewegung umzuwandeln, muss ein Schraubengetriebe verwendet werden ( Führungsschraube ). Durch die Drehung der Schraube bewegt sich die Mutter nach vorne. In Fräs- und Graviermaschinen einsetzbar gleitende Schraubenzahnräder und Schrägwälzräder .
Der Nachteil eines gleitenden Schraubengetriebes ist eine ziemlich große Reibung, die seinen Einsatz bei hohen Geschwindigkeiten einschränkt und zu Verschleiß an der Mutter führt.
Gleitschneckengetriebe:
1) metrische Schraube. Der Vorteil einer metrischen Schraube ist ihr günstiger Preis. Nachteile - geringe Genauigkeit, kleiner Schritt und langsame Geschwindigkeit Bewegung. Höchstgeschwindigkeit Propellerverdrängung (Geschwindigkeit mm`s pro min) basierend auf der maximalen Drehzahl des Schrittmotors (600 U / min). Die besten Fahrer halten das Drehmoment bis zu 900 U / min. Mit dieser Rotationsgeschwindigkeit können Sie eine lineare Verschiebung erhalten:
Für M8-Schraube (Gewindesteigung 1,25 mm) - nicht mehr als 750 mm/min,
Für Schraube M10 (Gewindesteigung 1,5 mm) - 900 mm/min,
Für M12-Schraube (Gewindesteigung 1,75 mm) - 1050 mm/min,
Für M14-Schraube (Gewindesteigung 2,00 mm) - 1200 mm/min.
Bei maximaler Drehzahl hat der Motor etwa 30-40 % seines ursprünglich angegebenen Drehmoments, und dieser Modus wird ausschließlich für Leerlaufbewegungen verwendet.
Bei so niedrigem Vorschub erhöhter Verbrauch der Fräser, nach einigen Arbeitsstunden bilden sich Kohlenstoffablagerungen an den Fräsern.
2) Trapezschraube. Im zwanzigsten Jahrhundert, vor dem Aufkommen von Kugelgewindetrieben, eine führende Position bei Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung eingenommen. Vorteil - hohe Genauigkeit, große Gewindesteigung und folglich hohe Bewegungsgeschwindigkeit. Dabei ist auf die Art der Bearbeitung zu achten, je glatter und gleichmäßiger die Oberfläche der Schraube, desto länger die Lebensdauer des Spindel-Mutter-Getriebes. Gerollte Schrauben haben einen Vorteil gegenüber Gewindeschrauben. Die Nachteile des Trapezgewinde-Mutter-Getriebes sind ein relativ hoher Preis im Vergleich zu einer metrischen Schraube, Gleitreibung erfordert den Einsatz von Schrittmotoren mit ausreichend hoher Leistung. Die gängigsten Schrauben sind TR10x2 (Durchmesser 10 mm, Gewindesteigung 2 mm), TR12x3 (Durchmesser 12 mm, Gewindesteigung 3 mm) und TR16x4 (Durchmesser 16 mm, Gewindesteigung 4 mm). Bei Werkzeugmaschinen ist die Kennzeichnung eines solchen Zahnrades TR10x2, TR12x3, TR12x4, TR16x4
Rollgewindetriebe:
Kugelgewindetrieb (SVP). Beim Kugelgewindetrieb wird die Gleitreibung durch Rollreibung ersetzt. Um dies zu erreichen, werden bei einem Kugelgewindetrieb Schraube und Mutter durch Kugeln getrennt, die in den Aussparungen der Gewindegänge rollen. Die Rückführung der Kugeln wird durch parallel zur Schneckenachse verlaufende Rückführkanäle gewährleistet.
Abbildung 12
Kugelumlaufspindel bietet die Möglichkeit, mit zu arbeiten schwere Lasten, gute Laufruhe, deutlich erhöhte Ressourcen (Haltbarkeit) durch reduzierte Reibung und Schmierung, gesteigerter Wirkungsgrad (bis zu 90%) durch weniger Reibung. Es kann mit hohen Geschwindigkeiten betrieben werden, bietet eine hohe Positioniergenauigkeit, hohe Steifigkeit und kein Spiel. Das heißt, Maschinen mit Kugelumlaufspindeln haben eine viel längere Ressource, aber einen höheren Preis. Die Maschinen sind mit SFU1605, SFU1610, SFU2005, SFU2010 gekennzeichnet, wobei SFU eine Einzelmutter, DFU eine Doppelmutter ist, die ersten beiden Ziffern der Schraubendurchmesser und die zweiten beiden die Gewindesteigung sind.
Führungsschraube Fräsmaschine kann wie folgt angebaut werden:
1) Ausführung mit einem Stützlager. Die Befestigung erfolgt auf einer Seite der Schraube mit einer Mutter am Stützlager. Die zweite Seite der Schraube ist über eine starre Kupplung an der Schrittmotorwelle befestigt. Vorteile - einfache Konstruktion, Nachteil - erhöhte Belastung des Schrittmotorlagers.
2) Ausführung mit zwei Drucklagern. Die Konstruktion verwendet zwei Stützlager in Innenseiten Portal. Der Nachteil des Designs ist eine kompliziertere Implementierung im Vergleich zu Option 1). Der Vorteil ist weniger Vibration, wenn die Schraube nicht perfekt eben ist.
3) Ausführung mit zwei Stützlagern auf Zug. Die Konstruktion setzt zwei Stützlager ein Außenseiten Portal. Vorteile - Die Schraube wird im Gegensatz zur zweiten Option nicht verformt. Der Nachteil ist eine komplexere Implementierung des Designs im Vergleich zur ersten und zweiten Option.
Bleinüsse es gibt:
Bronze spielfrei. Der Vorteil solcher Nüsse ist die Haltbarkeit. Nachteile - schwierig herzustellen (daher hoher Preis) und haben einen hohen Reibungskoeffizienten im Vergleich zu Caprolon-Muttern.
Caprolon spielfrei. Caprolon ist derzeit weit verbreitet und ersetzt zunehmend Metall in professionellen Designs. Eine Laufmutter aus graphitgefülltem Caprolon hat im Vergleich zur gleichen Bronze einen deutlich geringeren Reibungskoeffizienten.
Abbildung 14 Führungsmutter aus graphitgefülltem Caprolon
Bei der Kugelgewindemutter (Kugelgewindetrieb) wird die Gleitreibung durch Rollreibung ersetzt. Vorteile - geringe Reibung, die Fähigkeit, mit hohen Geschwindigkeiten zu arbeiten. Der Nachteil ist der hohe Preis.
Kupplungsauswahl
1) Anschluss über eine starre Kupplung. Vorteile: Starre Kupplungen übertragen mehr Drehmoment von Welle zu Welle, kein Spiel bei hoher Belastung. Nachteile: erfordert eine genaue Montage, da diese Kupplung Fluchtungsfehler und Fluchtungsfehler der Wellen nicht ausgleicht.
2) Anschluss mit Faltenbalgkupplung (geteilt). Der Vorteil der Verwendung einer Faltenbalgkupplung besteht darin, dass Sie mit ihrer Verwendung Fluchtungsfehler beim Einbau der Antriebswelle und der Achse des Schrittmotors bis zu 0,2 mm und Fluchtungsfehler bis zu 2,5 Grad ausgleichen können, wodurch der Schrittmotor weniger belastet wird Lager und eine längere Schrittmotorressource. Außerdem können Sie die entstehenden Vibrationen dämpfen.
3) Verbindung mit Nockenkupplung. Vorteile: Sie können die entstehenden Vibrationen dämpfen, im Vergleich zu einer geteilten Welle mehr Drehmoment von Welle zu Welle übertragen. Nachteile: weniger Fluchtungsausgleich, Fluchtungsfehler des Einbaus der Antriebswelle und der Achse des Schrittmotors bis 0,1 mm und Fluchtungsfehler bis 1,0 Grad.
C) Wahl der Elektronik
Elektronik wird vorgestellt (siehe Abb. 1 und 2):
7 - Schrittmotorsteuerung
8 - Stromversorgung der Schrittmotorsteuerung
11 - Schrittmotoren
Es gibt 4-Leiter, 6-Leiter und 8-Leiter Schrittmotoren . Alle können verwendet werden. Bei den meisten modernen Steuerungen erfolgt der Anschluss über eine Vierleiterschaltung. Der Rest der Leiter wird nicht verwendet.
Bei der Auswahl einer Maschine ist es wichtig, dass der Schrittmotor über ausreichend Leistung verfügt, um das Arbeitswerkzeug ohne Schrittverluste, also ohne Lücken, zu bewegen. Je größer die Gewindesteigung, desto stärkere Motoren werden benötigt. Je größer der Strom des Motors ist, desto größer ist normalerweise sein Drehmoment (Leistung).
Viele Motoren haben 8 Ausgänge für jede Halbwicklung separat - dies ermöglicht Ihnen, einen Motor mit in Reihe oder parallel geschalteten Wicklungen anzuschließen. Bei parallel geschalteten Wicklungen benötigen Sie einen Treiber mit doppelt so viel Strom wie bei in Reihe geschalteten Wicklungen, es reicht aber die halbe Spannung.
Im Gegensatz dazu ist bei Reihenschaltung die Hälfte des Stroms erforderlich, um das Nenndrehmoment zu erreichen, aber um die maximale Drehzahl zu erreichen, ist die doppelte Spannung erforderlich.
Der Bewegungsbetrag pro Schritt beträgt typischerweise 1,8 Grad.
Für 1.8 ergeben sich 200 Schritte pro Schritt volle Umdrehung. Um die Anzahl der Schritte pro mm zu berechnen ( "Schritte pro mm" (Schritt pro mm)) verwenden wir die Formel: Anzahl der Schritte pro Umdrehung / Schraubensteigung. Für eine Schraube mit einer Steigung von 2 mm erhalten wir: 200/2 = 100 Steigungen/mm.
Controller-Auswahl
1) DSP-Controller. Vorteile - die Möglichkeit, Ports (LPT, USB, Ethernet) und die Unabhängigkeit der Frequenzen von STEP- und DIR-Signalen von der Arbeit auszuwählen Betriebssystem. Nachteile - hoher Preis (ab 10.000 Rubel).
2) Controller aus Chinesische Hersteller für Hobbymaschinen. Vorteile - niedriger Preis (ab 2500 Rubel). Der Nachteil sind die erhöhten Anforderungen an die Stabilität des Betriebssystems, es erfordert die Einhaltung bestimmter Konfigurationsregeln, es ist vorzuziehen, einen dedizierten Computer zu verwenden, es sind nur LPT-Versionen verfügbar.
3) Amateurdesigns von Controllern auf diskreten Elementen. Niedriger Preis Chinesische Controller ersetzen Amateurdesigns.
Am weitesten verbreitet in Amateurmaschinenkonstruktionen sind chinesische Steuerungen.
Auswahl eines Netzteils
Nema17-Motoren benötigen eine Stromversorgung von mindestens 150 W
Nema23-Motoren benötigen eine Stromversorgung von mindestens 200 W
Kugelumlaufspindel- ein „Schrauben-Mutter“-Getriebe, das die Rotationsbewegung der Schraube, die ihm von der Welle eines Schrittmotors oder Servoantriebs übertragen wird, in die Translationsbewegung einer Mutter umwandelt, die auf / in einem Tisch oder Spindelgehäuse befestigt ist. Ursprünglich für den Einsatz in hochpräzisen Geräten gedacht, dient es tatsächlich als Grundlage für die Konstruktion kinematischer Schemata gesteuerter Achsen in 90% der heute hergestellten CNC-Maschinen, unabhängig von den Genauigkeitsanforderungen.
Vorteile von Kugelgewindetrieben gegenüber anderen Getriebetypen:
- hohe Genauigkeit linearer Bewegungen;
- Wirkungsgrad erreicht 98 %;
- lange Lebensdauer;
- bei Kugelgewindetrieben wird im Gegensatz zu Zahnradpaaren eine Vorspannung entsprechend der erforderlichen Klasse erzeugt;
- die Möglichkeit, Motoren mit geringerer Leistung zu verwenden, da die Kugelumlaufspindel keinen erhöhten Kraftaufwand erfordert, um den Tisch oder das Spindelgehäuse von einem Ruhezustand in einen Bewegungszustand zu überführen.
Nachteile: Sie haben Angst vor Schmutz und Staub, Längenbeschränkungen (aufgrund der Gefahr des Durchhängens der Schraube, was zu einer Verformung der Befestigungspunkte und einem beschleunigten Verschleiß der Mutter führt), erhöhte Empfindlichkeit gegenüber Vibrationen.
Klassifizierung von Kugelgewindetrieben
Kugelgewindetriebe werden nach mehreren Kriterien klassifiziert.
Leitspindel-Technologie. Bei gerollten Schrauben wird die Nut durch Kaltwalzen aufgebracht. Diese Methode ist billiger, aber nur für Produkte mittlerer Genauigkeit geeignet. Bei Schraubfundamenten wird die Nut vor der Wärmebehandlung geschnitten und dann geschliffen. Es stellt sich als teurer, aber genauer heraus.
Typ Nuss. Es gibt geflanschte und runde, in jedem Typ sind sie in einfach und doppelt unterteilt.
Art des Kugelrücklaufmechanismus. Externe Rezirkulation - die Kugeln werden zurückgeführt Arbeitsbereich durch ein Rohr, das sich außerhalb des Mutternkörpers befindet. Der Rücklaufzyklus beträgt 1,5 bis 5,5 Umdrehungen der Schraube. Interne Rückführung - Kugeladapter eingeschnitten internes Profil Nüsse in jeder Runde. Der Rücklaufzyklus ist eine Umdrehung. Endrücklaufsystem – die Kugel legt den gesamten Weg durch alle Windungen innerhalb der Mutter zurück. Wird in Getrieben mit großer Schraubensteigung verwendet.
Die Schraubensteigung ist das grundlegende Kriterium für die Auswahl eines Getriebes zur Lösung spezifischer Probleme. Kugelgewindetriebe mit feiner Steigung werden in Werkzeugmaschinen mit niedriger Drehzahl verwendet, sie zeichnen sich durch hohe Ressourcen und hohe Belastbarkeit aus. Eine Erhöhung der Tonhöhe führt zu einer Verringerung der Fähigkeit, hohe Belastungen wahrzunehmen, erhöht jedoch die Bewegungsgeschwindigkeit.
