CNC için kurşun vidalar ve somunlar. CNC makinesi seçimi için öneriler. CNC freze makinesinin cihazı. Bilyalı vidaların diğer dişli türlerine göre avantajları

Boyama
16.06.2019

Zaxis trapez dişli kurşun vidalar ve somunlar satmaktadır. Katalog en popüler standart boyutlardaki parçaları içerir. Kurşun vidalar 1 metre uzunluğunda çubuklar halinde tedarik edilir. Müşterinin talebi üzerine, Zaxis çalışanları kaplin bağlantısı için gereken çapta bir muyluyu boyuta göre kesecek ve işleyecektir. Bitmiş parçalarda pahlar, yuvarlamalar, dolgular vardır ve çapak yoktur. Uygulamanızda lütfen çapsal ve doğrusal ölçüler için yüzey pürüzlülüğü ve tolerans aralıklarını belirtiniz.

Trapez vidalar

Kendinden frenleme ve sürüş performansının optimum kombinasyonu nedeniyle vidalardaki trapez profil diğerlerinden daha sık kullanılır. Geleneksel iplikler, kalıcı iplikler kadar yüksek kuvvetleri iletme yeteneğine sahip değildir ancak mukavemet özellikleri, çalışma hareketlerini gerçekleştirmek için yeterlidir. Yapısal karbondan yapılmış kurşun vidalar satıyoruz ve paslanmaz çelikten. Ürünler aşınmaya dayanıklıdır ve kullanım ömrü yüksektir. Kurşun vidaların boşluğu, ısıl işlem görmüş kalibre edilmiş bir çubuktur. İplik profili yuvarlanarak oluşturulur ve çalışma yüzeyleri oldukça temizdir. Katalogda 8, 10, 12, 16, 20 ve 28 mm çapında ve 2, 3, 4, 5 adımlı kurşun vidalar yer almaktadır. Web sitesinde fiyatları ve fiyatları bulacaksınız. teknik açıklamalar tüm standart boyutlardaki parçalar için.

Fındık

Zaxis, her türlü acme vidasıyla uyumlu somunlar satmaktadır. Katalog aşağıdaki malzemelerden yapılmış parçaları içerir:

  • haline gelmek. En bütçe çözümü kritik olmayan düğümler için;
  • bronz. Çelik kurşun vidalarla birlikte sürtünme katsayısı 0,07-0,1 olan çiftler oluştururlar;
  • kaprolon. Malzeme bronzdan 6 kat daha hafiftir ve kurşun vidanın çalışma ömrünü 2 kat artırır. Su ile yağlandığında çiftteki sürtünme katsayısı 0,005-0,02'dir. Somunlar, yüksek konumlandırma doğruluğu sağlayan garantili sıkılıkla yapılmıştır.

Parçalar silindirik dış yüzeyli ve flanşlı olarak üretilmektedir. Kurşun vidaları Zaxis web sitesinden veya telefonla sipariş edebilirsiniz.

Vidalı– bir step motorun veya servo sürücünün şaftı tarafından kendisine iletilen vidanın dönme hareketini, bir masanın veya mil kutusunun üzerine/içine monte edilmiş bir somunun öteleme hareketine dönüştüren “vida somunu” tipi bir şanzıman. Başlangıçta yüksek hassasiyetli ekipmanlarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır, ancak gerçekte doğruluk gerekliliklerine bakılmaksızın bugün oluşturulan CNC makinelerinin %90'ında kontrollü eksenlerin kinematik diyagramlarının oluşturulması için temel oluşturur.

Bilyalı vidaların diğer dişli türlerine göre avantajları:

  • doğrusal hareketlerin yüksek doğruluğu;
  • Verimlilik %98'e ulaşır;
  • uzun servis ömrü;
  • vidalı millerde dişli çiftlerinden farklı olarak gerekli sınıfa göre ön yük oluşturulur;
  • bilyalı vidanın tablayı veya iş mili kutusunu hareketsiz durumdan hareket durumuna taşımak için daha fazla kuvvet gerektirmemesi nedeniyle daha düşük güçlü motorların kullanılma olasılığı.

Dezavantajları: kir ve tozdan korkarlar, uzunluk kısıtlamaları (bağlama noktalarının deformasyonuna ve somunun daha hızlı aşınmasına yol açan vidanın sarkması tehlikesi nedeniyle), titreşimlere karşı artan hassasiyet.

Vidalı sınıflandırma

Bilyalı vidalar çeşitli kriterlere göre sınıflandırılır.

Kurşun vida üretim teknolojisi. Haddelenmiş vidalarda oluk soğuk haddeleme ile uygulanır. Bu yöntem daha ucuzdur ancak yalnızca orta hassasiyet sınıfındaki ürünler için uygundur. Taşlama vidalarında ısıl işlemden önce oluk açılır ve daha sonra taşlanır. Daha pahalı ama daha doğru çıkıyor.

Somun türü. Flanşlı ve yuvarlak olanları vardır, her tip içerisinde tekli ve çiftli olarak ayrılırlar.

Bilya dönüş mekanizmasının türü. Dış devridaim - toplar geri gönderilir çalışma alanı somun gövdesinin dışında bulunan bir tüp aracılığıyla. Geri dönüş döngüsü vidanın 1,5 ila 5,5 dönüşü arasındadır. İç devridaim - bilya geçişleri her dönüşte somunun iç profiline kesilir. Geri dönüş döngüsü bir devrimdir. Son geri dönüş sistemi - top, somunun içindeki tüm dönüşler boyunca tam yol kat eder. Büyük adımlı pervanelere sahip dişlilerde kullanılır.

Pervane eğimi, belirli sorunları çözmek için dişli seçiminde temel kriterdir. İnce adımlı vidalı miller düşük hızlı makinelerde kullanılır; uzun servis ömrü ve yüksek yük kapasitesi ile karakterize edilirler. Adımın arttırılması, yüksek yükleri absorbe etme yeteneğinin azalmasına yol açar, ancak hareket hızını arttırır.

“Makine olsaydı ama onunla bir ilgisi olurdu”, “Yapalım, bakalım ne olacak, sonra göreceğiz”, “Merak ediyorum”, “Nasıl keseceğimi bilmiyorum” bir dekupaj testeresi veya bir eğe, öyleyse bırakalım kesmeyi makine yapsın," "Problemin kendisi ve çözme süreci ilginç", "Bir makine istiyorum ki üzerinde çok sayıda KIT kesebileyim ve çok para kazanabileyim" ," vesaire. ve benzeri. Böyle bir kompleksin inşaatına başlanması için bu tür teşvikler ve pahalı cihaz CNC makinesi gibi, yaygın olmasına rağmen ciddi değildir.

Benim amacım yukarıdakilerin hiçbiriyle örtüşmüyordu. Makinede ne yapacağımı biliyordum; uçaklarım için balsa parçaları gördüm. Neden CNC? Ama ellerimden yorulduğum için çok uzun sürdü. Örneğin, burada bir CNC makinesi için tasarlanmış ve tamamen kesilmiş I-5 uçağının bir kopyasının üst kanat konsollarının ve dengeleyicisinin bir fotoğrafı var.

Bu benim CNC için özel olarak tasarlanmış ilk modelim. Kaburgalar 1,5 mm balsadır, tamamı zıvana üzerindedir, parçaların %80'i benzersizdir. Bunu manuel olarak yapmak sizi yorar ve muhtemelen yapamazsınız bile. Böyle bir modelin ilk uçuşunda çarptığını hayal edebiliyor musunuz? Yoksa ikincisinde mi? Griye döneceksin! Sonra yeni bir kanat ya da belki bir dengeleyiciyi alıp kestim….

Tamam ozaman. Neden makine? Nereye tükürürseniz atın - lazer kesimli bir ofis! Dosyaları verdim, parçaları aldım ve pahalı olmadı. Evet, KIT'ler üretiyorsanız bu doğrudur ancak geliştirme süreci sırasında geçerli değildir. Ofislerin hacim ihtiyacı var, 2-3 parça kesmekle ilgilenmiyorlar, 10 parça bile kesmiyorlar, 10 standart sac veriyorlar. Evet, onlara doğru koşmuyorsun.

İçini ve dışını tasarlamak ve ardından her şeyin mükemmel şekilde uyması için bir tabakadan lazerle kesmek yalnızca basit bir model için mümkündür, ancak bir kopyası için mümkün değildir. Belki birisi bunu yapabilir ama ben yapamam. Bir düğüm tasarladım, kestim, yapıştırdım, ellerimde döndürdüm, hoşuma gitmeyenleri düzelttim, yoluma devam ettim; benim yaklaşımım bu. Bunun için de makinenin evde olması gerekir.

Web sitemizdeki CNC makinelerine ayrılmış forumu okurken, bir makine yapmak isteyenlerin beş kuruş olduğu sonucuna vardım. Ama eğer insanlar genel olarak elektronik ve programlarla dostsa, en azından Neyi ve nasıl yapacağınıza dair bir anlayışınız varsa, o zaman makinenin mekanik kısmı olan bir boru ile. Makalenin amacı, konuyla ilgilenenlere belirli bir makinenin tasarlanması örneğini kullanarak konuyu tanıtmaktır. Forumlardaki soruların daha anlamlı ve temele dayalı olmasını isterim. acımasız gerçekler ve spekülasyona dayalı değil. Makinenizi tam olarak nasıl yapmanız gerektiğini öğretmek ve belirtmek gibi bir görevim yok. Önerilerimi dikkate alabilirsin ya da görmezden gelebilirsin, bu senin hakkın.

Bu makale elektronik ve programlar hakkında tek kelime etmeyecek. Ve sadece bu, belki birisinin yazacağı ayrı bir makalenin konusu olduğu için değil. Kimseyi gücendirmek istemiyorum ama bence elektronik bugün sorun değil. Mekaniğin aksine, tamamen kolayca satın alınabilir - takın ve çalışır ve maliyeti, makinenin tüm maliyetlerinin dörtte birinden fazla değildir. Ancak kabul edilebilir kalitede ve uygun fiyata mekanik bir sorundur. İnsanların bir CNC makinesi istemenin yanı sıra, bunun arkasında ne olduğunu da anlamalarını istiyorum.

Teknik özellikleri belirledik

Amaç

  1. Daha önce de belirtildiği gibi, makine esas olarak balsa plakalarının frezelenmesi için gereklidir - uçak modellerinin parçalarını onlardan kesmek. Bu malzeme için makinenin maksimum verimliliğe sahip olması gerekir. Balsaya ek olarak inşaat ve uçak kontrplağı, ahşap, plastik, fiberglas ve karbon fiber de frezelenecek. Listelenen malzemeler için makinenin doğruluğu maksimum uzunlukta 0,1 mm'den daha kötü olmamalıdır.
  2. Makine, metal olmayanlara ek olarak, 3 mm'ye kadar çapa sahip kesicilerle, 150...250 mm/dak ilerlemeyle ve 2 mm'ye kadar derinlikle alüminyum alaşımlarını kesme konusunda iyi olmalıdır. Alüminyum alaşımlarını frezelerken doğruluk, 150x150 mm'lik bir alanda 0,05 mm civarında olmalıdır.
  3. Belirli durumlar dışında çeliğin frezelenmesi sağlanmaz ve hız ve doğruluk düzenlenmez.
  4. Kanatların, kaportaların, lambaların vb. yapıştırılması ve kalıplanması için metalik olmayan malzemelerden model ve matrislerin 3 boyutlu frezelenmesi mümkün olmalıdır.

Optimum olarak küçük boyutlu masa makinesi listelenen görevler için bir çerçeve tasarımına sahip olmalıdır.

Kesme kuvvetleri ve step motor

Frezeleme sırasında daha iyi kesmesi için kesiciye baskı uygulamanız gerektiğine dair bir yanlış kanı vardır. Bu doğru değil. Unutmayın dekupaj testeresiyle kesmeyi unutmayın, biraz baskı uygularsanız eğe kırılırdı. Kesme hızı, dekupaj testeresini ne kadar hızlı ileri geri hareket ettirdiğinize ve eğenin keskinliğine bağlıdır. İnce kesicilerle frezeleme yaparken de aynı tablo görülür; yanlış kesme koşullarını ayarlarsanız kesici kırılır. Bu nedenle keskin, yüksek kaliteli takımlara ve optimum kesme koşullarına güveneceğiz. Bu koşullar altında iş mili üzerindeki yüklerin ve desteklerdeki reaksiyonların birkaç kilogram düzeyinde küçük olması beklenir.

Bu kilogramları formüller kullanarak hesaplamak gerekli değildir. Mümkün olan maksimum çabayı doğrudan çıplak ellerinizle kolayca ve net bir şekilde değerlendirebilirsiniz. Bunu yapmak için ince bir tane alın freze 1 mm çapında ve elinizde kırmaya çalışın. Bunu yapmanın sizin için ne kadar kolay olduğuna şaşıracaksınız. 3 mm çapındaki bir kesicinin elinizde kırılması daha zordur, ancak yine de bu çabalar engelleyici değildir. İzin verilen yükler aşıldığında kesicinin tahrip olması, makinemizi kritik gerilimlerden ve arızalardan koruyacak sigorta olacaktır. Makinenin sertliği bu yükler için tercihen çift marjlı olarak tasarlanmalıdır.

Bir step motorun gücüne esas olarak kesme için değil, kılavuzlardaki ve vida çiftindeki sürtünme kuvvetlerinin üstesinden gelmek için ihtiyaç duyulur ve bu kuvvetler işçiliğin kalitesine, açıklıklara, çarpıklıklara ve yağlamanın varlığına bağlıdır. Bu kuvvetleri hesaplamak mümkündür, yöntemler mevcuttur, ancak mekanizma ne kadar küçük olursa, sonuçlar da o kadar az güvenilir olur. Dolayısıyla, güce dayalı bir makine için motor seçmek, içten yanmalı motorlu bir model uçak için motor seçmekle aynı şamanizmdir: rezervle çekecek veya çekmeyecek - sınırda, yani. deneyimlerden veya prototiplerin analizine dayanarak.

Piyasada çok sayıda step motor bulunmaktadır. Bu bolluk içerisinden doğru olanı seçmek hiç de kolay değil. Bu nedenle, bu tür ekipmanlarda en sık kullanılan motorlara odaklanacağız - Sovyet indüktör step motorları DSHI-200-3 veya DSHI-200-2. Güç bakımından farklılık gösterirler. DSHI-200-1 de var ama açıkçası zayıf. DSHI-200 iyi motorlardır, eğer şanslıysanız, bu motorları işletim sistemi endeksiyle (özel seri, askeri kabul) bulabilirsiniz, üretim kalitesi daha iyidir, ancak normal olanlar oldukça eşittir.

DSHI-200-3 motorunun teknik özellikleri şunlardır (parantez içindeki DSHI-200-2 değerleri):

  • Maksimum statik moment, nt - 0,84 (0,46).
  • Tek adım, derece - 1,8 (1,8).
  • Adım işleme hatası, % - 3 (3).
  • Maksimum başlatma frekansı, Hz - 1000 (1000).
  • Fazdaki besleme akımı, A - 1,5(1,5).
  • Besleme gerilimi, V – 30 (30)
  • Güç tüketimi, W - 16,7 (11,8).
  • Ağırlık, kg - 0,91 (0,54).

Kesinlik

Konumlandırma çözünürlüğü ve frezeleme doğruluğu sıklıkla karıştırılır. Çözünürlük, step motor seçimine ve iletim tipine bağlıdır. Örneğin DSHI-200-3 step motor, optimum yarım adım modunda çalışırken devir başına 400 adım yapar. Bu nedenle, vida aralığı 2 mm olan bir vida dişlisi kullanırsak, o zaman çalışma elemanı bir adımda 2/400 = 0,005 mm hareket edecektir, yani. 5 mikron kadar. 3 mm – 3 / 400 = 0,0075 mm'lik bir adımla, yani. 2,5 mikron daha fazla, ancak hız üçte bir daha yüksek olacak.

Dişli kayışlı bir dişli kullanırsanız elde ettiğiniz görüntü bu şekildedir. Mümkün olan minimum (tasarım nedenleriyle) ortalama çap tahrik dişlisi - 14 mm. Bu, bir devir için yolun 3,14 * 14 = 43,96 mm olduğu anlamına gelir; 1 adımda hareket 43,96 / 400 = 0,11 mm olacaktır. Balsa için elbette bir gıcırtı ile kabul edilebilir, ancak hepsi bu kadarsa insan onunla yaşayabilir. Ancak ne yazık ki hepsi bu değil.

Frezeleme doğruluğunu elde etmek için kılavuzlarda ve şanzımandaki teknolojik oynamanın yanı sıra makinenin genel sertliğinden kaynaklanan elastik deformasyonlardan kaynaklanan yer değiştirme değerleri de çözünürlük değerine eklenmelidir. Boşluklar hesaplanabilir, ancak genel sertlikle daha zordur. Bunu hesaplamak imkansızdır.

Şu tarihte: seri üretimİlk olarak bir prototip tasarlanır ve üretilir (genellikle bir prototipe, yani başka bir makineye dayalı olarak). Daha sonra makine test edilir, dikkatli ölçümler yapılır ve doğruluğunun teknik şartnamenin gerekliliklerini karşılayıp karşılamadığı görülür. Yanıt vermezse tasarım analiz edilir, sağlamlığın güçlendirilmesi gereken sorunlu alanlar belirlenir, tasarım belgelerinde değişiklikler yapılır ve bir kurulum serisi başlatılır. İşlem birkaç kopya üzerinde tekrarlanır. Bu prosedüre makine bitirme işlemi denir.

Amatör tasarım da bir bakıma prototip ama maalesef aynı zamanda son tasarım da oluyor. Bu, tasarımı, makinenin güç devresine açıkça aşırı sertlik eklemeye zorlar. Bundan korkmanıza gerek yok. Burada güvende olmak daha iyi. Zarif ve özgün bir tasarım yaratma arzusu, tasarımcıya acımasız bir şaka yapabilir. Makine sağlam çıkmayabilir ve ikinci bir girişimde bulunulmayabilir - bu çok pahalıdır.

Makinenin yanlış anlaşılan "bitirilmesi" - güç devresindeki hataların vidalanarak düzeltilmesi ek köşeler, eşarplar ve kaburgalar - sonuç vermez. Bu, dişleri tabletlerle tedavi etmekle aynıdır - geçici bir rahatlama olur ve sonra daha da kötüleşir. Güvenilir, sağlam yapıların nasıl yapılacağını öğretmek imkansızdır. Tasarımı hissetmeniz gerekiyor, bu da deneyimle birlikte gelir, tıpkı tecrübeli bir sürücünün bir arabayı hissetmeye başlaması gibi.

Günlük kullanım için güvenilir ve dayanıklı bir makine yapmak istiyorsanız ve temel yetenekleri sergilemek istemiyorsanız, ancak yeterli tasarım deneyiminiz yoksa, kaderi kışkırtmayın, kanıtlanmış bir prototipi temel alın, bu sinirlerden, zamandan ve zamandan tasarruf sağlayacaktır. para.

Makineyi kendiniz tasarlamaya karar verirseniz birkaç basit kurala uyun:

  • Sertlikten tasarruf etmeyin. Şüpheli durumlarda dikkatli olun. Eşit güç ve eşit sertlik ilkesine bağlı kalın.
  • Makinenin yük taşıyan çerçevesinde mümkün olan her yerde kör ve pres geçmeli veya pimler kullanın, çünkü basit bir cıvatalı bağlantı sağlamlık sağlamaz.
  • Ortalama olarak burulma sırasında sertliğin kesit boyutlarının karesiyle orantılı olduğunu ve bükülme sırasında dördüncü kuvvetle orantılı olduğunu unutmayın. Bir parçanın kesit boyutları iki katına çıktığında sertliği on altı kat artar.
  • Yüzgeçlere kapılmayın. Monolitik bir alüminyum parça, eşit güç ve ağırlığa sahip ancak nervürlü bir çelik parçadan daha serttir.

Ama konuyu saptırıyoruz. Makinenin doğruluğu beyan edilmiştir. başvuru şartları makinede gerçekleştirilecek görevlere göre tasarım için. Bu nedenle, frezeleme çalışma alanında 150x150 mm boyutlarıyla sınırlı olarak 0,05 mm'lik bir doğruluk beyan ettik. Bunu sağlamaya çalışacağız. Makine hazır olduğunda gerçekte ne olduğunu göreceğiz ama şimdilik bazı değerlendirmeler yapalım.

Birinci. Dişli kayış tahriki çözüme uygun değildir. Bu bir vida anlamına gelir. Çözünürlük açısından 2 veya 3 mm'lik vida adımı kritik değildir, her ikisi de uygundur. Bu arada, bir başka yaygın yanılgı da vida adımı ne kadar küçük olursa makinenin doğruluğunun da o kadar yüksek olacağıdır. Konumlandırma çözünürlüğü artar ancak frezeleme doğruluğu artmaz.

Saniye. Açıkçası, makinenin en yüklü kılavuzları X ekseni boyuncadır.X taşıyıcının ağırlığının 5 kg dahilinde olması beklenir, beklenen kesme kuvvetleri 2...3 kg'dır. Bu tür yükler altında, yapıştırılmış 40X çelikten yapılmış, 16 mm çapında, 700 mm uzunluğunda iki silindirik kılavuz, yaklaşık 2-3 mikronluk bir sapmaya sahip olacaktır. 5 mikron bile olsa yine de oldukça kabul edilebilir.

Üçüncü. Kesme kuvvetlerinden gözle görülür herhangi bir deformasyon olmayacak şekilde taşıyıcı X'in gövde parçalarının sağlamlığını sağlayabileceğimizi varsayacağız. Bu durumda hatanın tamamı (yaklaşık 0,04 mm) boşluk nedeniyle, özellikle de vida çiftlerindeki boşluk ve kılavuz vidaların üretim hataları nedeniyle kalacaktır.

Çok katı gereksinimler, aslında bu, elde edilebilecek maksimum değerdir. ev yapımı makine. Frezeleme alanının tamamına gelince, eğer bunu 700 mm uzunlukta 0,1 mm'de tutarsak harika olur.

Dişli kayışlı bir tahrikte, birikmiş vida hatası yoktur, ancak kayış yalnızca koşullu olarak gerilmez, aslında gerilir, dolayısıyla frezeleme doğruluğu düşüktür ve nadiren 0,25...0,3 mm'den daha iyidir. 700 mm uzunluk.

Hız

Makinenin iki hızı vardır: frezeleme sırasında iş milinin hareket ettiği hız (besleme) ve rölanti hızı (konumlandırma). Birincisi kesme koşullarına göre ayarlanır ve geniş bir aralıkta değişebilir; ikincisi mümkün olan maksimum olmalıdır. Açıkçası, eğer maksimum olası hız makinenin tasarlandığı malzemeyi frezelerken optimum ilerlemeden düşük olacağından makinenin verimliliği yetersiz olacaktır.

Balsa için en uygun frezeleme modları aşağıdaki gibidir:

  • 1 ila 2 mm arası sac kalınlığı – 0,6 mm (0,8 mm) çapında kesici; besleme 600 mm/dak; hız 40000…50000 rpm.
  • Sac kalınlığı 2 ila 6 mm – kesici 0,8 mm; aynı hızda 500 mm/dak besleme;

Diğer malzemeler için daha az besleme vardır. Hız iş miline bağlıdır. Bugün 50.000 rpm'lik bir iş milim olmasa bile, belki yarın ortaya çıkacaktır, bu nedenle makinenin 500...600 mm/dak ilerleme hızında yapılması gerekir.

DSHI-200-3'ün başlatma frekansı 1000 Hz'dir, yarım adım modunda 150 rpm'dir, bu da 3 mm adımlı bir vidayla maksimum ilerlemenin 450 mm/dak olacağı anlamına gelir. Optimum modun biraz altında. 2 mm adımlı bir vidayla ilerleme daha da az olacaktır; yalnızca 300 mm/dak ki bu kesinlikle yeterli değildir. Motor normal modda çalışırken maksimum hız 900 mm/dak'dır ancak konumlandırma doğruluğu 0,015 mm'ye düşer. Balsa için işe yarar ama alüminyum için işe yaramaz.

Frezeleme çalışma alanı boyutu

Dedikleri gibi, boyut önemlidir ve yalnızca iş parçasının en uygun alanını yerleştirme açısından değil (balsa için 100x1000, balsa kontrplak için 300x500). Makinenin maliyeti, özellikle bir vidalı tahrik kullanılıyorsa, büyük ölçüde frezeleme çalışma düzleminin boyutuna bağlıdır. Burada bir uzlaşmaya ihtiyaç var. Kendim için bu uzlaşmayı buldum - 700x300x70 mm. Boyutlarınız farklı olabilir.

Kayar yataklar ve kılavuzlar

Bizim tasarladığımız gibi nispeten hassas küçük boyutlu makineler için kaymalı yataklı yuvarlak çelik kılavuzlara alternatif bulmak zordur. En azından bunda fiyat kategorisi, buna güveniyoruz.

İÇİNDE Son zamanlarda göründü çok sayıda bilyalı lineer rulmanlar farklı şekiller. Dürüst olmak gerekirse, artan popülerliklerinin nedenlerini anlamıyorum. Tek avantajı olan olağanüstü hareket kolaylığı (ve dolayısıyla daha az güçlü motorları kullanma yeteneği) dışında, sürekli dezavantajları da vardır. Bunlardan başlıcaları düşük doğruluk ve çalıştıkları ortama yönelik artan gereksinimlerdir. Bu tür rulmanları tozdan, kirden ve talaşlardan korumak için her türlü tasarım hilesi fazla tasarruf sağlamaz. Ek olarak, yatak düzeneğindeki manşet, kazıyıcı veya fırça gibi herhangi bir ek parça, maliyeti artırmanın yanı sıra düzeneğe güvenilmezlik unsuru da katar.

Aynı nedenlerden dolayı, belirli bir hassasiyete sahip bir makine için anlamsız olan, bilyalı rulman formundaki rayları ve tekerlekleri kullanan her türlü tasarım planını değerlendirme dışı bırakacağız ve kayan desteklere yakından bakacağız.

Kayar yataklar küçük radyal boyutlara ve ağırlığa sahiptir, imalatları özel ekipman gerektirmez, yüksek hızlarda ağır yükleri taşıyabilirler. Ancak bizim durumumuzda bu önemli değil; diğer büyük avantajları önemlidir: sessizdirler ve döngüsel ve şok yüklere maruz kaldıklarında yüksek sönümleme kapasitesine sahiptirler.

Malzemeler

Kaymalı yataklar için malzeme seçerken çalışma koşullarımız için iyi sürtünme özelliklerine sahip mevcut malzemelere odaklanacağız. Ve bu koşullar aşağıdaki gibidir:

  • Kayma hızı 0,2…5 m/s.
  • Sürtünme türü - yarı kuru - kılavuzun ve yatağın yüzeyleri tamamen veya uzun alanlar boyunca temas eder. Ayırıcı bir yağ tabakası yoktur. Yağ yüzeylerde yalnızca adsorbe edilmiş bir film formunda bulunur.
  • Periyodik yağlama.

    • Bizim durumumuzda olduğu gibi yüksek hassasiyetli kılavuzlar için, Özel dikkat Her şeyden önce statik sürtünme katsayıları ile kayma sürtünmesi (hem yağlamasız hem de zayıf yağlamayla) arasındaki farka bağlı olan düzgün çalışmaya dikkat edilmelidir. Bu özellik bizim için özellikle önemlidir, çünkü... Bir step motor kullanıyoruz ve kılavuzlar boyunca uzanan arabalar en azından çok küçük sarsıntılarla hareket edecek.

    Basit bir aramanın ardından, çelik bir şaft üzerinde sürtünme katsayıları ile düzgün çalışma (zayıf yağlama ile) açısından mevcut ve kabul edilebilir malzemelerin aşağıdaki listesini bulduk:

    • Gri dökme demir – 0,15…0,2.
    • Sürtünme önleyici dökme demir – 0,12…0,15.
    • Bronz – 0,1…0,15.
    • Textolite – 0,15…0,25.
    • Poliamitler, naylon – 0,15…0,2.
    • Naylon – 0,1…0,2.
    • Yağlamasız floroplastik – 0,04…0,06.
    • Suyla yağlandığında kauçuk – 0,02…0,06.

    Prensip olarak, karşılaştırma için verilen kauçuk ve bir ev makinesi için egzotik bir malzeme olarak atacağımız dökme demir dışında yukarıdaki malzemelerden herhangi biri yataklar için kullanılabilir. Açıkçası, seçim pek iyi değil. Genel olarak, aşağıdakilere iner - metal (bronz) veya metal olmayan (kauçuk hariç yukarıdakilerden herhangi biri).

    Kendim için uzun zamandır bronzu seçtim - kanıtlanmış bir çözüm, standart diyebiliriz, yaygın olarak kullanılan ve ayrıntılı gerekçe gerektirmeyen. Ancak düzen adına diğer seçenekleri de düşünelim.

    Metalik olmayan rulmanlar

    Metalik olmayan yataklara karşı hiçbir şeyim yok. Herhangi bir nedenden dolayı bronz elimde olmasaydı (kuşkusuz bugün bu tür nedenleri hayal etmek zor), yatakları tercih ederdim tekstolit. Textolite yataklar, çok katmanlı şifon kumaştan yapılmış, bakalit ile emprenye edilmiş ve yaklaşık 1000 kg/cm2 basınç altında, 150...180 derecede preslenmiştir. Katmanlar sürtünme yüzeyine dikse daha iyi çalışırlar. Textolite, düşük ilerlemelerde ve oldukça dar toleranslarla yüksek kesme hızlarında karbür takımlarla işlenebilir.

    Naylon ve naylon yetersiz yağlamayla veya hiç yağlama olmadan iyi çalışır. Ancak tüm poliamidler gibi bunların işlenmesi zordur. Naylon ve naylon rulmanlar, metal kalıplara pres döküm yoluyla, milimetrenin birkaç yüzde biri hassasiyetinde boyutsal doğrulukla üretilir. Üniversal işleme ekipmanında gerekli toleranslarla üretim yaparken sorunlar ortaya çıkabilir - kimse bunu kabul etmeyecektir.

    Floroplastik(Teflon) mükemmel bir malzemedir, ancak ne yazık ki yumuşaklığı, yüksek doğrusal genleşme katsayısı, soğuk sünme (nispeten küçük gerilimlere uzun süre maruz kaldığında artık deformasyonların oluşması) ve tam olması nedeniyle rulman üretimi için pek iyi değildir. yağ ile ıslanmaz.

    Metalik olmayan tüm yataklar, sertliği artırılmış (> HRC 50) kılavuzlarla birlikte kullanılır. Bu durumda yüksek aşınma direnci gösterirler. Kılavuz sertliğinin arttırılması gerekliliği, metalik olmayan yatakların bir dezavantajı değildir, bu bir gerçektir. Bu arada, bronz burçlar için kılavuzu ısıtmak da iyi bir fikirdir.

    Kaynak

    Rulman ömrüyle ilgili olarak aşağıdaki hususlar dikkate alınmalıdır. Eğer tasarımda eşit dayanım ve eşit sertlik ilkesini temel kavram olarak kabul ettiysek, ana bileşenlerin kaynağı konusunda da aynı ilkeyi benimsememize hiçbir şey engel olamaz. Demek istedigim? Makinemizin ana bileşenleri somunlu ve kılavuzlu kurşun vidalardır. Vida çiftinin ömrünün kaymalı yatakların ömrüyle orantılı olmasını sağlayacak şekilde bunları yapmak mantıklıdır. Onlar. Rulmanlar bir kez monte edildikten sonra vida ve somunlar çalıştığı sürece çalışmalıdır. Vida çiftleri arızalandığında makinenin büyük bir onarıma ihtiyacı olacaktır ve bu noktada rulmanlar değiştirilebilir. Daha önce değiştirme yapmak pratik değildir; yalnızca vida çiftinden değil, siz ve benden de daha uzun süre dayanacak rulmanlar takın.

    Çelik kurşun vida ve bronz somunlu sıradan bir vida çiftinin çok uzun süre dayandığı bilinmektedir. Doğru parametre seçimi ve kaliteli üretim ile bu üniteler yıllarca her gün üç vardiya olarak çalışmaktadır. Makinemin bu şekilde yükleneceğini düşünmüyorum. Ancak kaynağı doğru bir şekilde hesaplamak imkansızdır. Konuyla ilgili deneyim ve bilgi birikiminize dayanarak tahminlerde bulunabilirsiniz. sanırım içinde bu durumda makinede KIT'leri keseceğim gerçeğini de hesaba katarsak, vida çifti yaklaşık 8 yıl hizmet verecek. Bu süre zarfında çok fazla su sızacak, makine eskiyecek, yeni teknolojiler ortaya çıkacak ve üretim maliyeti düşebilecek. Tamir etmenin bir anlamı olmayabilir.

    Açıkçası, çelik vida - bronz somun çifti, çelik kılavuz - bronz yatağa göre çok daha zorlu koşullar altında çalışır, bu da teorik olarak yatağın daha uzun bir hizmet ömrüne sahip olacağı anlamına gelir. Ancak somundaki dişin gelişmesi sonucu ortaya çıkan boşluk ayarlanabilirse, yatağın bronz burcundaki boşluk ayarlanabilir değildir. Bu nedenle, vidanın ve bronz yatağın yaklaşık olarak aynı hizmet ömrüne sahip olacağını (birdenbire değil, prototiplerin analizine dayanarak ve yüksek olasılıkla) kabul edeceğiz.

    Metal olmayan bir rulman bu kadar uzun süre dayanır mı? Emin değil. Belki yaşayacak, belki de kalmayacak. Prensip olarak ölümcül değildir, değiştirilebilir astarlar sağlayabilirsiniz, ancak bu, yatak tertibatının maliyetini artırır ve ayrıca makinenin imalatına çok para yatırmış olduğunuz için, başlangıçta hemoroitlere neden olmak istemezsiniz. rulmanlar.

    Bir karar veriyoruz

    Yukarıdakileri dikkate alarak kılavuzları tasarlarken rulman düzeneğinin uygulanması için aşağıdaki teknik karar verilebilir:

    • Burçlar için mahfazalara delikler açıyoruz minimum Gereksinimler yüzeylerin şekline ve konumuna ilişkin toleranslara (yani oldukça kabaca);
    • Kayar yatakların bronz burçlarını iç çap boyunca bir pay bırakarak gövde parçalarına sıkıca bastırıyoruz;
    • yatakların bir parçası olarak kılavuzlar için burçları hesaplanmış toleranslarla deldik.

    Zaten böyle bir çözümün uygun göründüğünü söyleyebiliriz ancak yine de diğer seçenekleri değerlendireceğiz.

    Aklınıza gelen ilk şey, pazar, örneğin metal floroplastik kaymalı yataklar gibi saf bronzdan çok daha iyi özelliklere sahip hazır kaymalı yatak kovanlarıyla doluyken, neden bronz burçlar yapıp sonra bunları içeri bastırıp delmek? Bunları alıp aynı şekilde basmak daha kolay değil mi?

    Hadi çözelim. Metal floroplastik yatak, sinterlenmiş bronz alaşımlardan oluşan gözenekli bir sürtünme önleyici tabakanın sıvısı içinde dağılmış bir Teflon-kurşun bileşimi ile vakumla emprenye edilmiş bir çelik manşondur. Bronz ve floroplastik kombinasyonu başlı başına caziptir ve özellikler açısından önemli faydalar vaat etmektedir. Bu şekilde. Düşük hızlarda ve kuru (!) sürtünmede metal floroplastik yatak, çok yüksek yüklere (350 MPa'ya kadar) izin verir ve -20 ila +280 derece sıcaklık aralığında çalışır durumda kalır. Ancak, 0,1...10 MPa aralığındaki yüklerde ve 0,2...5 m/s kayma hızlarında (bizimki gibi), sürtünme katsayısı 0,1 ile 0,2 arasında değişebilir, yani. sınır yağlama altında geleneksel yatak malzemelerinin sınırları dahilinde olmalıdır. Koca kulaklı bir Zaporozhets'in tekerleklerine alaşım jantlar takmakla aynı şey ortaya çıkıyor - elbette mümkün, ama bunun bir anlamı yok.

    O zaman belki hassasiyet kazanırız, işlemeyi basitleştiririz ve böylece paradan tasarruf ederiz? Ayrıca hayır. İlk durumda bronz burcu doğru bir şekilde delersek, ikinci durumda gövdedeki manşon yuvasını doğru bir şekilde delmemiz gerekecektir, yani. İyi bir delik işleme makinesinde pahalı bir işlemi hariç tutmuyoruz. Ayrıca boyut zincirlerinin hesaplanması, satın alınan manşonun yanlış hizalanması, salgısı, yuvarlaklığı vb. toleranslarını içerir; bu toleransların bilinmesi ve güvenilir olması koşuluyla bunların dikkate alınması gerekir; Bunlar iyi, pahalı yataklardır, kaynağı bilinmeyen manşonlar değil - torba başına 3 ruble. Sonuç olarak, tüm bunlar makinemize doğruluk katmıyor, aksine tam tersi.

    Basit bir boru parçası olan bronz bir burcun maliyeti 50 ruble ve iyi bir metal floroplastik yatağın maliyeti yaklaşık 10 dolardır. Bu rulmanlardan 12 adete ihtiyacınız var. Pratik olarak hiçbir şey elde etmeden ne kadar fazla ödediğimizi kendiniz hesaplayın. Aynı şey diğerleri için de söylenebilir olası seçenekler kaymalı yataklar satın aldı - fazla ödeme yapıyoruz, ancak faydaları açık değil.

    Peki ya bronz yoksa? Ama bu, kusura bakmayın, tam bir saçmalık. Yeterli miktarda takım tezgahına erişiminiz varsa ve pahalı bir projeye başladıysanız, on iki küçük burç ve dört hareketli somun için bir parça bronz bulamamak tamamen saçmalıktır!

    Neyden ve nasıl yapılır?

    Bugüne kadar hep “çelik”, “bronz” dedik…. Özellikle ne tür çelik ve ne tür bronz?

    Aşınma direnci gereksinimlerimiz (her gün üç vardiya çalışmayacağız) ve sürtünme kuvvetlerinin stabilitesine ilişkin düşük gereksinimler göz önüne alındığında, çelik ve bronz kalitelerinin seçiminin yanı sıra çelik kılavuzların ısıl işlemi de önemli değildir. Onun için fabrikadan beni arayıp sorarlarsa: “Bizde sizin çizimde yazdığınız bronz (çelik) türü yok. Şununla değiştirebilir miyiz...?” Hemen ve hiçbir şüphe gölgesi olmadan cevap vereceğim: “Yapabilirsin! Keşke gerçekten bronz olsaydı ve çeliğin ortalama karbon içeriği olsaydı. Örneğin çelik 30, 40 veya 45.”

    Ancak yine de çizimde bir şeyler yazmanız ve en iyi seçeneği yazmanız gerekiyor. Her zaman daha da kötüye gidebilir. Kalay fosfor (BrOF10-1) ve çinko (BrOTsS5-7-12, BrOTsS6-6-3) bronzları kovanlı yataklar için çok uygundur. Kalaysız bronzlar (BrAZh9-4, BrS30) sorunsuz işlenmiş sertleştirilmiş kılavuzlarla daha iyi çalışır, bu nedenle her durumda kılavuzların 40...50 HRC sertliğe kadar sertleştirilmesi ve Ra 0,63 pürüzlülükle cilalanması gerekir. Hangi burçların kesileceğini bilin. Burçların iç yüzeyinin cilalanmasına gerek yoktur ancak pürüzlülüğü Ra1.25'ten daha kötü olmamalıdır.

    Rulman burçlarının yanı sıra bronz hareketli somunlarımızın da olduğunu unutmayalım. Orada malzeme gereksinimleri daha katı, ancak bizim durumumuzda çok fazla değil. Somunları ve kayan burçları çalıştırmak için malzemeyi birleştirmek mantıklıdır.

    Geometri ve boşluklara gelince, burada özgürlüklere kapılmamak daha iyidir. Ürünümüzün belirtilen doğruluklarda işlevselliğini sağlamak için, burç ile kılavuz (çap 16 mm) arasında garanti edilen maksimum boşluk yaklaşık 0,034 mm olmalıdır; bu, 7. kaliteye (H8/f7) göre çalışır bir uyum anlamına gelir.

    Pratikte parça (seri üretim değil) üretim durumunda bunu yapıyorlar. İlk olarak, mahfazalara bastırılan burçlar, yüzeylerin şekli ve konumu için gerekli toleranslara göre delinir, daha sonra ortaya çıkan delikler doğru bir şekilde ölçülür ve ancak bundan sonra kılavuzlar gerekli açıklığı sağlayacak boyuta taşlanır. Daha sonra gelecekte hangi cisimlerin hangi kılavuzlar boyunca kaydığını karıştırmamak için her şey işaretlenir.

    Boşluğa ek olarak yatak manşonunun önemli bir parametresi de uzunluğudur. Daha doğrusu uzunluk değil, uzunluğun çapa oranı (l/d). Taşıma kapasitesinin l/d oranının karesi ile orantılı olduğu bilinmektedir. L/d'nin yük taşıma kapasitesi üzerindeki olumlu ve olumsuz etkisi dikkate alındığında, çoğunlukla l/d = 0,8...1,2 ortalama değerlerine uyulur. 16 mm kılavuz çapıyla burç uzunluk aralığı 12,8…19,2 mm'dir. Ancak tasarımımızda rulmanın yük taşıma kapasitesi pek önemsenmiyor; yüklerimiz küçüktür. Burcun bozulmalara karşı duyarlılığı konusunda daha fazla endişe var. Açıkçası, l/d oranı ne kadar düşük olursa bu hassasiyet de o kadar düşük olur. Bu nedenle manşon uzunluğunu 20 yerine 13 mm'ye yakın seçmek daha iyidir.

    Son bir not. Bu bölümdeki önerilerin tamamını uygulayamazsam ne yapmam gerekir? Bundan vazgeçip uğraşmamalı mıyım? Peki, neden olmasın, sonunda ürünün (makinenin) kalitesinin düşeceği gerçeğine hazırlıklı olmalısınız. Bu kadar. Peki ya yaralanmazsa? Acı çekecek, acı çekecek, soru şu; ne kadar? Ancak bunu kimse kesin olarak söyleyemez. Şuna benzer bir soru: "Bronzun yerini pirinç alırsa, hatta çelik üzerine çelik kayar bir çift yaparsak ne olur?" - mantıklı değil. Deneyin, yapın ve sonra bana söyleyin. Açık olan bir şey var ki, durum daha da kötüleşecek. Bu arada, kritik olmayan düşük hassasiyetli kılavuzlarda, çelik-çelik kayan çifte izin verilir ve çiftin parçaları farklı sertliğe sahip olmalıdır, örneğin kılavuz sertleştirilir ve burç tam tersine temperli.

    Kurşun vidalar ve somunlar

    Pratikte burada yalnızca iki seçenek olabilir: boşluk dengeleme cihazıyla donatılmış bronz somunlu klasik çelik kurşun vida veya bilyalı vida (bilyalı vida).

    Kayma sürtünmeli helisel dişli

    Kılavuzlar ve kaymalı yataklar için malzeme seçimiyle ilgili olarak önceki bölümde ifade edilen genel hususların neredeyse tamamı kayma sürtünmeli vida dişlileri için de geçerlidir; bunları tekrarlamanın bir anlamı yoktur. Bizim durumumuzla ilgili olarak büyük önem taşıyabilecek vida çiftinin bir diğer önemli özelliğini, yani kayan sürtünmeli vida aktarımının sönümleme yeteneğini ele alalım.

    Step motorların rezonans adı verilen istenmeyen bir etkisi vardır. Etki, bazı hızlarda torkta ani bir düşüş olarak kendini gösterir. Bu, adımların atlanmasına ve senkronizasyonun kaybolmasına neden olabilir. Etki, adım frekansının rotorun kendi rezonans frekansıyla çakışması durumunda kendini gösterir. Bu etkiyle iki yönde mücadele edilebilir. Elektronik yöntemlerle, örneğin mikro adımlı motor çalışma moduna geçerek (veya sürücünün çalışma algoritması düzeyinde) ve mekanik sönümlemeyi düzenleyerek.

    Bir denetleyici yapmış veya satın almış ve bir makine yapmış olmak için rezonans olgusuyla karşılaşmak utanç verici. Bu nedenle motoru hızlandırırken ve yavaşlatırken rezonans frekansının ağrısız bir şekilde geçmesine önceden dikkat etmeniz gerekir. Şafttaki keskin hız ve tork kaybı nedeniyle mikro adım moduna geçiş her zaman kabul edilebilir değildir. Evet, kabul edilebilir olsa bile mekanik sönümlemeyi akılda tutmaktan zarar gelmez.

    Rezonans frekansı F 0 = (N*T H /(JR +J L)) 0,5 /4*pi formülü kullanılarak hesaplanır,

    • F0 – rezonans frekansı,
    • N – devir başına tam adım sayısı,
    • TH – kullanılan kontrol yöntemi ve faz akımı için tutma torku,
    • JR – rotorun eylemsizlik momenti,
    • JL – yükün eylemsizlik momenti.

    Formülden rezonansın olduğu açıktır. büyük ölçüde motora bağlanan yüke bağlıdır. Kurşun vida motor miline sıkı bir şekilde bağlandığında, sistemin toplam atalet momentinin önemli ölçüde artacağı açıktır, bu da rezonansı daha düşük frekanslara kaydırır, bu durumda kurşunun dönüşlerindeki viskoz sürtünmenin sönümleme özellikleri iplik iyi bir şekilde ortaya çıkmıştır. Dönüş sayısını seçip iplikteki boşluğu (tercih) ayarlayarak rezonans belirtilerini ortadan kaldırabilirsiniz.

    Burada pek çok şey somunun malzemesine bağlıdır. Yağın malzemeye iyi bir şekilde adsorbe edilmesi gereklidir. Örneğin floroplastik bir somun, yağla tamamen ıslanmadığı için amortisör görevi göremez. Capron bu anlamda daha iyi davranıyor ama aynı zamanda çok da iyi değil. Metal olmayanlar arasında textolite, yağla dost olduğu için en iyisidir. Bronz her açıdan iyidir.

    Kurşun vida

    Kurşun vidalar güç, aşınma direnci ve stabilite için tasarlanmıştır. Güç ve verimlilik bizi pek ilgilendirmiyor. Aşınma direnci, ipliğin çalışma yüzeylerindeki ortalama basıncın belirlenmesi ve diş yüksekliğinin seçilmesi açısından ilgi çekicidir. Ancak stabilite hesaplamasına dayanarak, belirli bir uzunluk için vidanın çapını ve vidayı desteklere sabitlemek için seçilen şemayı belirlememiz gerekir. Bu şemanın da seçilmesi gerekir.

    Burada yanaklarımı şişirmeyeceğim, akıllı gibi davranmayacağım ve aldatıcı formüller kullanan hesaplamalarla sizi sıkmayacağım. Üstelik ben de bunu nasıl yapacağımı bilmeme rağmen uzun zamandır bu tür şeyleri hesaplamadım. Makinemiz, belirli bir tonluk yük için kalıcı yük dişlisine sahip bir kriko değil, hassas bir mekanik cihazdır. Vidanın geometrik parametrelerinin seçimi prototiplerin analizine dayalı olarak yapılabilir ve yapılmalıdır. Benzer tasarıma sahip çok sayıda benzer makine ve cihazı analiz ederseniz (ev yapımı ürünleri değil endüstriyel ekipmanı analiz etmeniz gerekir), aşağıdakileri bulacaksınız:

    • Vida destekleri: bir ucu sağlam bir şekilde sabitlenmiştir, diğer ucu doğrudan step motora dayanmaktadır.
    • Minimum vida çapı: 700 mm'ye kadar uzunluklar için 12 mm, 1200 mm'ye kadar uzunluklar için 16 mm.
    • Diş profili: trapez veya bant (dikdörtgen profilli).
    • 3 mm adımla diş profilinin yüksekliği 1,5 mm'dir.

    Makinemize özel hesaplamalar yapıp bunu doğrulayabiliriz ancak vakit kaybıdır. Tasarım yaparken, bu durumda çok daha önemli olan malzeme ve teknolojiye asıl dikkat gösterilmelidir. Aşağıda vidalara ilişkin teknik gereklilikler özetlenecektir. Bunları gerçekleştirmek için çabalamalısınız ama bu her zaman mümkün olmuyor ve oldukça pahalı. Burada uzlaşma aramak gerekiyor. Nelerden vazgeçebileceğiniz ve nelerden vazgeçemeyeceğiniz karmaşık bir sorudur ve her tasarımcı tarafından kendi tercihlerine göre farklı şekilde çözülür. Fikrimde ısrar etmeden, gerçekte nasıl olması gerektiğine dair temel gereksinimleri vereceğim.

    Normal ve yüksek hassasiyete sahip, termal olarak işlenmemiş kurşun vidalar için en iyi malzeme sıcak haddelenmiş çelik A40G'dir. Geliştirilmiş çelik 45 ve 40X de kullanılır. Bu durumda kılavuzların malzemesi vidanın malzemesi ile birleştirilebilir.

    Vidanın kesici ile son işlenmesi durumunda, 197 HB sertliğe tavlanmış U10A çeliği kullanılır.

    Diş profiline göre sertleştirilmiş ve taşlanmış vidalar için aşınma direnci yüksek 40ХГ ve 65Г çelik kaliteleri kullanılır. Bu seçenek bir ev makinesi için fazla havalı, ancak bu arada bilyalı vidalar bunu yapmanın tek yolu.

    İzin verilen vida sapmaları:

    1. İzin verilen en büyük birikmiş adım hatası, µm:
      • bir adım içinde - ±3…6;
      • 25 mm – 5…9 uzunlukta;
      • 100 mm – 6…12 uzunlukta;
      • 300 mm – 9…18 uzunlukta;
      • her 300 mm uzunluk için 3…5 eklenir;
      • vidanın tüm uzunluğu boyunca en fazla 20...40.
    2. Dişin dış, orta ve iç çaplarına ilişkin toleranslar, GOST 9562-81'e göre 7N tolerans aralığıyla, GOST 9484-81'e göre trapez dişler için karşılık gelen toleranslardan daha fazla ayarlanmamıştır.
    3. Vidaların hatve açısından doğruluğunu sağlamak ve dişi yerel aşınmanın bir sonucu olarak hızlı doğruluk kaybına karşı korumak için, 3 mm'lik bir vida adımında ortalama diş çapının ovallik sapması 5...7 olmalıdır. µm.
    4. 1 metreye kadar uzunluğa sahip merkezlerde kontrol yaparken vidanın dış çapının salgısı 40...80 mikrondur.
    5. Eğer dış çap Vida, diş açma için teknolojik bir temel görevi görür (ve bu neredeyse her zaman böyledir), daha sonra dış çap toleransı h5'e göre atanır.

    İstem 1'e göre makinenin doğruluğunun doğrudan sapmalara bağlı olduğunu tahmin etmek zor değildir. Arabaları verniyeler boyunca manuel olarak hareket ettirseydik durum böyle olurdu, ancak bizim durumumuzda hayat daha kolaydır çünkü bir CNC makinesinde biriken hata yazılım tarafından telafi edilebilir.

    Trapez diş açmaya başlarsak, daha önce belirtilen gereksinimlere, diş profilinin açılarına ilişkin bir dizi önemli ancak yerine getirilmesi zor gereksinimleri eklememiz gerekir. Ancak kurşun vidanın maliyeti zaten o kadar yüksek ki, trapez dişleri kesmek için özel bir alet üretmek gerekiyor (ve her biri için tam olarak yapılan şey budur) özel durum). Şu tarihte: parça üretimiÖzel ekipman hazırlamadan, dikdörtgen profilli bir şerit ipliği gayet iyi iş görecektir.

    Peki yamuk iplik neden şerit iplikten daha iyidir? Tek bir şey var; daha iyi aşınma direnci, çünkü... çalışma yüzeyi trapez dişlerin daha fazla dönüşü vardır ve bu yüzeydeki basınç buna bağlı olarak daha azdır. Trapez ve şerit iplikler arasındaki seçim, dayanıklılık ve maliyet arasında bir uzlaşma meselesidir. Dayanıklılık için makul miktarda para ödemeye hazırsanız (bilyalı vidanın maliyetiyle karşılaştırılabilir), trapez dişliyi seçin. Kişisel olarak hazır değilim.

    Diziden bir soru öngörüyorum: “Eğer...?” İyi bir çubuk alıp üzerinde üçgen profil bulunan bir metrik diş keserseniz ne olur? Cevap veriyorum - daha kötü olacak. 12 mm çapında metrik dişler standart olarak 1,75 adımla kesilmektedir. Profil yüksekliği 1.137 mm olup aşınma direnci için yeterli değildir. Profil yüksekliğine (1.624) uygun en yakın diş 2,5 adımlı olup 18 mm çapında kesilmektedir. İyi bir kulüp olduğu ortaya çıktı. Ancak en önemlisi, pervaneye yönelik 1-5. maddelerdeki gereksinimler aynı kalır. Üretim maliyetlerindeki kazanç, eğer varsa, küçük olacaktır.

    Bu arada, bir vidanın imalat maliyeti, uzunluğu arttıkça katlanarak artar. Bunun nedeni diş kesme teknolojisi ve özel ekipman kullanımıdır. Örneğin, 500 mm uzunluğa kadar bir vida yapmak için bir sabit dayanak gerekir; 700 mm'lik bir vida için ise iki sabit dayanak gerekir. Belirli bir pervane için sabit dayanakların değiştirilmesi gerekir; modifikasyon ve diğer gerekli ekipmanların maliyeti, anladığınız gibi, pervanenin maliyetine dahildir. 50 tane vida yapsak ya da bu vidaların seri üretildiği bir üretim tesisiyle iletişime geçsek daha ucuza gelirdi ama yoksa... Bu yüzden en başından beri onu makineye koydum. çalışma alanı X boyunca - 700 mm, 1000 değil. Pahalıdır ve her yerde yapılmaz.

    Koşu somunu

    Tipik olarak somunlar BrO10F1 ve BrO6Ts6S3 bronz kalitelerinden yapılır. Böyle bir bronz bulursanız çok iyi olur, ancak başkasını kullanırsanız kesinlikle ölümcül değildir. Genel olarak kayar burçların malzemeleri hakkında söylediğimiz her şey, somunlar için de geçerlidir.

    Somunların izin verilen sapmaları:

    1. Vidalar için 2. madde aynı zamanda somunlar için de geçerlidir.
    2. Ayrık bir somun için, dişin dış çapı, somunun profil boyunca vidaya oturmasını sağlayan koşullara göre belirlenir, bu nedenle GOST 9484-81'e göre 0,5 mm daha büyük olacak şekilde ayarlanır. İç çap, gerekli boşluğun koşullarına göre atanır, bu nedenle aynı GOST'a göre 0,5 mm daha büyük ayarlanır.
    3. Somunun iç çapının, somun gövdesinin son işlenmesi için teknolojik bir temel oluşturduğu durumlarda (anlıyorsunuz, bu böyle olur), somunun iç çapı H6'ya göre yapılır.
    4. Profil ve adımın izin verilen sapmaları düzenlenmemiştir ancak ortalama çapın tolerans değeriyle sınırlıdır.

    Vida çiftinin dişleri arasındaki boşlukların varlığı geri tepmeye neden olur. Ortadan kaldırılması, yapısal önlemlerle - bölünmüş somunun bir vida, yay veya pens kelepçesi ile sıkılmasıyla gerçekleştirilir. En kolay yol, vida bağıyla yarıklı bir somun yapmaktır.

    Nasıl devam edilir?

    Kılavuzlar ve kaymalı yataklar hakkında söylediklerimizi hatırlayın: “Uygulamada bunu yapıyorlar. Öncelikle burçlar sıkılıyor ve ancak bundan sonra kılavuzlar gerekli açıklığı sağlayacak boyuta taşlanıyor.” Yani, kurşun vidalar ve somunlarla her şey tam tersi olur - önce vidalar yapılır ve ardından somunlar üzerlerinde keskinleştirilir.

    Bu durum büyük faydalar vaat ediyor. Vidalar pratikte aşınmaz (makineler üretimde bu şekilde elden geçirilir - eski vidalar için yeni somunlar yaparlar), bu da fabrikaya uygun bir kurşun vida getirebileceğiniz ve sizin için bir somun yapacakları anlamına gelir. Uygun vidalar satın alınabilir, eski makinelerden ve cihazlardan çıkarılabilir veya son olarak çöplükte bulunabilir. Bu, makinenizin üretim maliyetini büyük ölçüde azaltacaktır, çünkü... Kurşun vidaların maliyeti, imalat mekaniğinin tüm maliyetlerinin yarısından fazladır.

    Her zaman olduğu gibi, böyle bir kararın yalnızca avantajları yoktur. Satın alınan (bulunan) vidaların zaten kesilmiş uçları vardır; bu, sizin için yararlı olmayabilecek tamamen özel bir destek tasarımını ve ayrıca tedarik etmek istediklerinizin değil, vidaya uyan yatakların kullanımını belirler. Destekler için maliyeti artıran ve vidaların ve somunların tasarımı size ait olsaydı gerekmeyecek ek parçaların üretilmesi sıklıkla gerekli hale gelir. Bu gerçek bir eksi.

    Son zamanlarda hazır vida çiftleri satan birçok şirket (yabancı olanlar dahil) ortaya çıktı. Prensip olarak satın alma ve üretim maliyetleri pek farklılık göstermiyor ancak uçlarda sorun var. Çoğu zaman bu şirketler sizin için gerekli uzunlukta ve kendi çizdiğiniz uçları keserek vidalar yapmaya hazırdır, ancak fiyat 1,5...2 kat artacaktır. Her durumda, kendi kurşun vidalarınızı yapmak veya hazır olanları satın almak size kalmış.

    Yüksek kaliteli vida çiftleri üretebileceğinizden emin değilseniz ve makinenizde satın alınan, hatta “solak” vidaları kullanmaya karar verirseniz, önce onları satın almanız veya bulmanız ve yalnızca daha sonra makineyi tasarlamaya başlayın. Daha doğrusu tasarım için çünkü içinde tasarlanacak özel bir şey yok.

    Vidalı

    Bilyalı vidada kayma sürtünmesinin yerini yuvarlanma sürtünmesi alır. Bu, mekanizmanın verimliliğini önemli ölçüde% 95...98'e çıkarmanıza ve ayrıca hizmet ömrünü büyük ölçüde artırmanıza olanak tanır. Bu açıklıyor geniş uygulama Makine mühendisliğinde bilyalı vidalar.

    Bilyalı vidaların doğruluğu, kayma sürtünmeli vidalı dişlilere göre daha düşüktür. Bu basitçe açıklanmaktadır. Geleneksel bir vidalı tahrikte temas halinde olan yalnızca iki parça vardır ve teknolojik boşluk (boşluk) ayarlanır, ancak bilyalı vidada aynı iki parçaya (vida ve somun) ek olarak üçüncü bir parça da çalışmaya dahil edilir - bir top veya daha doğrusu bir grup top ve boşluk sorunlu bir şekilde ayarlanıyor. Ancak bu, bilyalı vidanın doğru olmadığı anlamına gelmez. Doğrudur ancak teknolojik olarak bu doğruluk kolay değildir. Diyelim ki, bir bilyalı vida ile bir vidalı dişliyi aynı hassasiyette kayma sürtünmesiyle karşılaştırırsak, bilyalı vidanın önemli ölçüde daha pahalı olduğu ortaya çıkar.

    Bilyalı vidalara karşı kötü bir tavrım yok ve yalnızca klasik somunlu vidayı savunmuyorum. Aksine bilyalı vidaları seviyorum, onlarla bir makine yapmayı hayal ediyorum. Ancak. Güvenilir, güzel, pahalı ve genel olarak havalı olmasının yanı sıra çok şey borçludur. Perde borusu kılavuzlarının ve naylon yatakların yanında bilyalı vidaları görmek garip, delinmiş. Ve tam tersi, modaya uygun floroplastik yataklara sahip iyi kılavuzlar, piyasadan satın alınan dişli bir çubuğun ve 3 ruble için altıgen bir somunun yanında daha az tuhaf görünmüyor.

    Bilyalı vida kullanıyorsanız, iyi kılavuzlarla birlikte, yüksek kaliteli kayar yatak manşonları, bilyalı vidayı motora bağlamak için yüksek kaliteli adaptör kaplinleri ve makinenin geri kalan parçaları aynı seviyede olmalıdır. Aksi takdirde hiçbir anlamı yoktur. Ve bu tamamen farklı bir fiyat kategorisidir.

    Makine tasarımı

    1. Bir sürü parçadan oluşan karmaşık bir mekanizma bulmak zor değil. Burada çok fazla zekaya ihtiyacınız yok. Basit ve teknolojik olarak gelişmiş, ancak karmaşık bir mekanizma ile aynı işlevleri yerine getiren bir mekanizma bulmak zordur. Orijinal bir bisiklet bulmak neden zor? Çünkü içindeki her şey çok uzun zaman önce icat edilmişti! Şu soru ortaya çıkıyor: Buluş ve tasarım dengeleme eylemine girişmek gerekli mi? Makine iş için gereklidir, tasarımcının hararetli hayal gücünü sergilemek için değil. Bu nedenle, daha fazla uzatmadan interneti araştıralım ve gereksinimlerimizi karşılayan makinenin hazır tasarım şemasını seçelim.
    2. Makine parçaları basit bir geometrik şekle sahip olmalıdır. minimum miktar frezeleme işlemleri. Ayrıca bu detayların az olması gerekmektedir. Zaten kılavuzlara ve somunlu kurşun vidalara çok para harcayacağız, sadece telkari, dantelli gövde parçalarına savurganlık yapacağız.
    3. Kaynak yok. Bu ekstra paradır ve ayrıca, artık gerilimleri gidermek için kaynaklı düzeneği bir fırında tavlamanız ve işleme için bir makineye koymanız gerekir.
    4. Tüm gövde parçalarının malzemesi D16T alaşımıdır. Büyük monolitik kesitlerle sağlamlık kazanacağız çünkü Gerekli sertliği sağlamak için, bir kalın parça birbirine tutturulmuş üç ince parçadan daha ucuzdur.
    5. Mümkün olduğunca az sayıda bağlantı elemanı. İplik kesmenin de maliyeti vardır.
    6. Modernizasyon olasılığını tasarıma dahil etmek güzel olurdu. Örneğin, gerekiyorsa minimum değişiklikle makinenin çalışma alanını değiştirin.

    İnternet aramaları sonuç verdi. Avusturya-Alman Adım-Dört makinesini (Carriage Z.) beğendim.

    Y taşıyıcı zaten Z kılavuzları için yataklara ve deliklere sahip iki çubuktan oluşur.Kılavuzların deliklere sıkı (geçişli) bir bağlantıya göre yerleştirilmesi ve ayar vidalarıyla sabitlenmesi gerekir. Vidalarla sabitlemek, gerçek sabitlemeden daha fazla gönül rahatlığı sağlar. Kılavuzlar, sanki noktaya köklenmiş gibi deliklere oturmalıdır. Alt çubukta kurşun vidanın yatak tertibatı için bir delik bulunur ve üst çubukta step motor için bir yuva bulunur.

    Taşıma X – aynı olan iki duvar yapısal elemanlar Y taşıyıcının çubukları gibi Duvar kalınlığı 15 mm'dir. Daha azını yapamazsınız, aksi takdirde kılavuzlar iyi yapışmaz. Taşıyıcıyı çerçevede bulunan kılavuzlar boyunca hareket ettirmek için kayar yatak yuvaları duvarların alt kısmına vidalanır.

    Şasi toplandı.

    Geriye kalan tek şey, makinenin bitmiş şasisini kirişlerin köşelerini kullanarak güçlü ve sağlam bir tabana vidalamaktır. Taban, örneğin mutfak tezgahı yapmak için kullanılan bir lamine tahta parçası veya sadece bir masa olabilir. Çerçeve kirişlerinin kendisi istenen pozisyonu alacaktır. Önemli olan onları rahatsız etmemek.

    Kılavuzların uzunluğunu değiştirerek, gövde parçalarını değiştirmeden frezeleme çalışma düzleminin herhangi bir boyutunda (makul sınırlar dahilinde) kolayca bir makine yapabileceğinizi lütfen unutmayın.

    Bulaşma

    Vidaları takmaya başlayabilirsiniz.

    Daha önce de söylediğimiz gibi vidanın bir ucu doğrudan step motora asılmakta, diğer ucu ise vidanın eksen boyunca hareket etmesini engelleyen iki açısal temaslı rulmandan oluşan bir rulman düzeneğine dayanmaktadır. Bir yatak bir yönde, diğeri diğer yönde itme kuvveti sağlar. Rulmanlardaki gerginlik, rulmanlar arasında bulunan burçların içinden geçen bir başlık somunu ile oluşturulur. Rulman tertibatı ve dolayısıyla vidanın tamamı, dış halkadaki bir delikten geçen bir ayar vidasıyla mahfazaya sabitlenir.

    Rulmanlar herhangi biri olabilir. Genel ölçüleri 6x15x5 ile kullandım. Teorik olarak çift açısal temaslı bir rulman bulunmalıdır (176 GOST 8995-75 serisi), ancak bulunması zordur. Piyasada bırakın çift olanları, basit açısal temaslı rulman yığınları bile yok. Sıradan radyal rulmanları takabilirsiniz. Eksenel kuvvetlerimiz ve hızlarımız yüksek değildir ve bir süre sonra çatlarlarsa kolaylıkla değiştirilebilirler, herhangi bir şeyi sökmenize bile gerek kalmaz.

    Vida, terminal kelepçeli bir burç aracılığıyla motor eksenine monte edilir.

    Torkun X koordinatlı tahrik vidasından tahriksiz vidaya aktarımı özel bir plastik dişli kayışla gerçekleştirilir.

    Triger kayışının kendisi ve dişlileri satın alınır. Bu uzunluktaki bir kayış pratik olarak esnemez ve iyi bir gerilime sahip olması gerekir. Güvenilir mi? Güvenilir. Her vida için bir tane olmak üzere X ekseni boyunca iki step koymak mümkün müdür? Bilmiyorum denemedim. Senkronizasyonda sorun olacağını düşünüyorum. Ve kemer ucuz ve neşeli.

    Bitirici dokunuş. Mil braketini takıyoruz.

    Bu kadar. Elektroniği takabilir, iş milini takabilir ve makineyi çalıştırabilirsiniz. Her şey işe yaramalı. Ve işe yaradığını söylemeliyim! Temel olarak başka hiçbir şeye ihtiyaç yoktur. Ah evet, limit anahtarlarının takılması gerekiyor, ancak bunu yapmanıza gerek yok. Bu bir seçenektir; makine limit anahtarları olmadan mükemmel çalışır.

    Fabrikada sipariş edilmesi gereken gövde parçalarını (kılavuz ve kılavuz vidalar hariç) sayıyoruz - 14 parça! Ayrıca 2 köşe ve mil braketi için iki parça. Toplam: 18 parça. Ve isimlendirme açısından, daha da az, sadece 8. Çok iyi bir sonuç!

    Ona “pazarlanabilir” bir görünüm veriyoruz

    Web sitesinden prototipin fotoğrafına baktığımızda sağlam bir makine olduğunu görüyoruz ama bizimki bir nevi iskelet ve ölü!

    Hemen şimdi yapalım!

    Çerçevenin alt kısmından kanallar - tabanlar (5 mm kalınlığında) yerleştireceğiz ve kurşun vidaları bir kanal kasası (2 mm kalınlığında) ile kapatacağız.

    Kanallardan da traversler kuracağız. Böylece bir uçta kayış tahrikini kapatacağız, diğer uçta ise travers üzerindeki steperlerden konnektörler takabiliriz.

    X taşıyıcısına, Y kılavuz vidasını koruyan bir mahfaza takacağız ve buna Z taşıyıcısından gelen kablonun uzanacağı bir oluğu vidalayacağız.Aynı oluğu tahrik tarafından çerçeveye vidalayacağız.

    Bütün bu kapaklar makinemizi daha sağlam hale getirecek mi? Elbette ekleyecekler ama çok fazla değil. Bu şekilde yapıyı güçlendirmek ve genel sağlamlık kazandırmak imkansızdır. Güç devresi Makine bu destekler olmadan kendi kendine çalışmalıdır. Ancak artık makine masaya vidalı halde kalmak yerine, bir yerden bir yere kolayca taşınabiliyor.

    Teller için adaptör bloklarını içlerindeki steperlerden gizlemek için yeni makinedeki kapakları kesip (test için) kutuları koyalım. Ve son dokunuş olarak kablolar için raylar yerleştireceğiz.

    Metal işleme alanında ve özellikle metal işleme makinelerinin tasarımında büyük bir uzman değilim, bu yüzden belki bir yerlerde yanılmışım ya da hatalıydım; bilgili yoldaşlar beni düzeltecektir. Buna ek olarak, alet yapımı ve makine mühendisliğinde uzun yıllar süren gerçek tasarım deneyimim sonucunda, makine parçalarının tasarımına yönelik yaklaşımlarda (tasarım temellerinin seçimi, tolerans ve uyum atama özellikleri, tasarımın belirli fabrika ekipmanına uyarlanması) belirli stereotipler geliştirdim. , vb.), belki bu yaklaşımlar size uyacaktır. Bana uymayacaklar, bu yüzden onları burada listelemiyorum. Ancak bu makineyi tasarlarken tam olarak makalede özetlediğim genel hususlara güvendim. Ve bu makine çalışıyor! Amaçlandığı gibi! 8 yıl dayanıp dayanmayacağını bilmiyorum, zaman gösterecek ama tasarım belgelerine sahip olduğum için sadece yedek parça değil, aynı makinelerden birkaç tane daha yapabilirim. Eğer gerekliyse.

    1. V.I.Anuriev. Makine mühendisliği tasarımcısının el kitabı. 3 cilt halinde. Moskova. "Makine Mühendisliği". 2001.
    2. I.Ya.Levin. Hassas alet tasarımcısının el kitabı. Moskova. OBORONGIZ. 1962.
    3. F.L.Litvin. Mekanizmaların ve cihaz parçalarının tasarımı. Leningrad. "Makine Mühendisliği". 1973.
    4. P.I.Orlov. Tasarımın temelleri. 3 cilt halinde. Moskova. "Makine Mühendisliği". 1977.
    5. Dizin. Enstrüman bilyalı rulmanlar. Moskova. "Makine Mühendisliği". 1981.
    6. Metalhead'in El Kitabı. 5 cilt halinde. Ed. B. L. Boguslavsky. Moskova. "Makine Mühendisliği". 1978.

    Seçerken freze makinesi(Cnc yönlendirici) karar vermek:

    1. Hangi malzemeyle çalışacaksınız? Freze makinesi yapısının sertliğine ve tipine ilişkin gereksinimler buna bağlıdır.

    Örneğin, kontrplaktan yapılmış bir CNC makinesi yalnızca ahşabı (kontrplak dahil) ve plastiği (kompozit malzemeler dahil - folyolu plastik) işlemenize izin verecektir.

    Alüminyum freze makinesi kullanarak demir dışı metallerin boşluklarını da işleyebilirsiniz; ahşap ürünlerin işleme hızı da artacaktır.

    Alüminyum freze makineleri çeliğin işlenmesi için uygun değildir, burada dökme demir çerçeveli masif makinelere ihtiyaç duyulurken, demir dışı metallerin bu tür freze makinelerinde işlenmesi daha verimli olacaktır.

    2. iş parçalarının boyutu ve freze makinesinin çalışma alanının boyutu ile. Bu, bir CNC makinesinin mekanik gereksinimlerini belirler.

    Bir makine seçerken, makinenin mekaniğini incelemeye dikkat edin; makinenin yetenekleri seçimine bağlıdır ve tasarımda önemli bir değişiklik yapılmadan onu değiştirmek imkansızdır!

    Mekanik CNC frezeleme kontrplak ve alüminyumdan yapılan makineler genellikle aynıdır. Daha fazlasını aşağıda metinde okuyun.

    Ancak makinenin çalışma alanının boyutu ne kadar büyük olursa, montajı için o kadar sert ve pahalı doğrusal hareket kılavuzları gerekli olacaktır.

    Yükseklik farkları büyük olan uzun parçaların imalatıyla ilgili sorunları çözmek için makineler seçerken, Z ekseni boyunca büyük çalışma stroku olan, ancak Z ekseni boyunca büyük stroklu bir makine seçmenin yeterli olduğu yönünde yaygın bir yanılgı vardır. Parçanın yüksekliği kesicinin çalışma uzunluğundan, yani 50 mm'den fazla ise dik eğimli bir parça üretmek mümkün değildir.

    Örnek olarak Modelist serisi CNC makinelerini kullanarak bir freze makinesinin tasarımına ve seçim seçeneklerine bakalım.

    A) CNC makine tasarımının seçimi

    CNC makineleri oluşturmak için iki seçenek vardır:

    1) tasarımlar hareketli tablalı, resim 1.
    2) tasarım hareketli portallı, Şekil 2.

    Resim 1Hareketli tablalı freze makinesi

    Avantajları Hareketli tablalı bir makinenin tasarımı, uygulama kolaylığı, portalın sabit olması ve makinenin çerçevesine (tabanı) sabit olması nedeniyle makinenin daha fazla sağlamlığıdır.

    Kusur - büyük boyutlar hareketli portallı bir tasarıma kıyasla, hareketli tablanın parçayı taşıması nedeniyle ağır parçaların işlenememesi. Bu tasarım Ahşap ve plastiklerin yani hafif malzemelerin işlenmesi için oldukça uygundur.

    şekil 2 Freze makinesi hareketli portallı (portal makine)

    Avantajları hareketli portallı bir freze makinesinin tasarımları:

    Ağır iş parçası ağırlığına dayanabilecek sağlam tabla,

    Sınırsız iş parçası uzunluğu,

    Kompaktlık,

    Makineyi tablasız yapma imkanı (örneğin, döner eksen takmak için).

    Kusurlar:

    Daha az yapısal sertlik.

    Daha sert (ve pahalı) kılavuzlar kullanma ihtiyacı (portalın kılavuzlar üzerinde "asılı olması" ve hareketli tablalı bir tasarımda olduğu gibi makinenin sert çerçevesine sabitlenmemesi nedeniyle).

    B) CNC Router Mekaniğinin Seçimi

    Mekanizmalar sunulmuştur (Şekil 1, Şekil 2 ve Şekil 3'teki sayılara bakın):

    3 - kılavuz tutucular

    4 - doğrusal yataklar veya kayan burçlar

    5 - destek yatakları (kurşun vidaları sabitlemek için)

    6 - kurşun vidalar

    10 - kurşun vida milini step motorların miline (SM) bağlayan kaplin

    12 - çalışan somun

    Figür 3

    Bir freze makinesi için doğrusal hareket sisteminin seçilmesi (kılavuzlar - doğrusal yataklar, kılavuz vida - kılavuz somun).

    Aşağıdakiler kılavuz olarak kullanılabilir:

    1) makaralı kılavuzlar, Şekil 4.5

    Şekil 4

    Şekil 5

    Bu tür kılavuzlar mobilya endüstrisindeki amatör lazerlerin ve makinelerin tasarımlarında da kendine yer buldu, Şekil 6

    Dezavantajı ise düşük yük kapasitesi ve düşük hizmet ömrüdür, çünkü orijinal olarak çok sayıda hareket ve yüksek yüke sahip makinelerde kullanılmak üzere tasarlanmamışlardır, kılavuzların alüminyum profilinin düşük mukavemeti çökmeye neden olur, Şekil 5 ve aşağıdaki gibi makinenin daha fazla kullanılmasını uygunsuz hale getiren, telafisi mümkün olmayan bir sonuç.

    Makaralı kılavuzların başka bir versiyonu olan Şekil 7 de yüksek yükler için uygun değildir ve bu nedenle yalnızca lazer makinelerde kullanılır.

    Şekil 7

    2) yuvarlak kılavuzlarŞekil 2'de 2 numarada gösterilen, yüzeyi taşlanmış, yüzeyi sertleştirilmiş ve sert krom kaplamalı, yüksek kaliteli aşınmaya dayanıklı rulman çeliğinden yapılmış çelik mildir.

    Bu amatör tasarımlar için en uygun çözümdür, çünkü... silindirik kılavuzlar, yumuşak malzemelerin küçük CNC makine boyutlarıyla nispeten düşük bir maliyetle işlenmesi için yeterli sertliğe sahiptir. Aşağıda, silindirik kılavuzların çapını seçmek için kullanılan bir tablo bulunmaktadır. maksimum uzunluk ve minimum sapma.

    Bazı Çinliler Kurduğum ucuz makinelerin üreticileri yetersiz çaplı kılavuzlar, örneğin 400 mm çalışma uzunluğunda bir alüminyum makine kullanıldığında doğruluğun azalmasına yol açar, 16 mm çapındaki kılavuzlar merkezde kendi ağırlığı altında 0,3 oranında sapmaya yol açacaktır. 0,0,5 mm (portalın ağırlığına bağlı olarak).

    Şu tarihte: doğru seçimi yapmakŞaftın çapı, bunları kullanan makinelerin tasarımı oldukça güçlüdür, şaftların büyük ağırlığı yapıya iyi bir stabilite ve yapının genel sağlamlığını verir. Bir metreden daha büyük makinelerde yuvarlak kılavuzların kullanılması, minimum sapmayı korumak için çapta önemli bir artış gerektirir; bu da yuvarlak kılavuzların kullanımını makul olmayan derecede pahalı ve ağır bir çözüm haline getirir.

    Eksenel uzunluk Kontrplak makinesi Ağaç işleme için alüminyum makine Alüminyum işleri için alüminyum makinesi
    200 mm 12 12 16 12
    300 mm 16 16 20 16
    400 mm 16 20 20 16
    600 mm 20 25 30 16
    900 mm 25 30 35 16

    3) profil rayı kılavuzları
    Büyük makinelerdeki cilalı millerin yerini profil kılavuzları alıyor. Kılavuzun tüm uzunluğu boyunca desteğin kullanılması, önemli ölçüde daha küçük çaplı kılavuzların kullanılmasına olanak tanır. Ancak bu tür kılavuzların kullanılması, duralumin veya çelik sacdan yapılmış yatakların kendileri sert olmadığından, makinenin destek çerçevesinin sağlamlığı konusunda yüksek talepler getirir. Ray kılavuzlarının küçük çapı, gerekli sağlamlığı elde etmek için makinenin tasarımında kalın duvarlı çelik profesyonel borunun veya geniş kesitli yapısal alüminyum profilin kullanılmasını gerektirir ve taşıma kapasitesi makine çerçeveleri.
    Profil rayının özel şeklinin kullanılması, diğer kılavuz türlerine kıyasla daha iyi aşınma direnci sağlar.

    Şekil 8

    4) Bir destek üzerinde silindirik kılavuzlar
    Bir destek üzerindeki silindirik kılavuzlar, profil kılavuzlarının daha ucuz bir analogudur.
    Tıpkı profil borularda olduğu gibi makine şasesinde sac malzeme yerine geniş kesitli profesyonel boruların kullanılmasını gerektirir.

    Avantajları - sapma yok ve yaylanma etkisi yok. Fiyat silindirik kılavuzların iki katıdır. Kullanımları 500 mm'nin üzerindeki hareket uzunlukları için haklıdır.

    şekil 9 Bir destek üzerinde silindirik kılavuzlar

    Hareket şu şekilde yapılabilir: burçlar(kayma sürtünmesi) -Şekil 10 solda ve kullanılıyor lineer rulmanlar(yuvarlanma sürtünmesi)- pirinç. 10 sağda.

    Şekil 10 Burçlar ve Lineer Rulmanlar

    Kayar burçların dezavantajı, daha güçlü ve pahalı step motorların (SM) kullanılmasını gerektiren, boşlukların ortaya çıkmasına neden olan burçların aşınması ve kayma sürtünmesinin üstesinden gelmek için artan çabadır. Avantajları düşük fiyattır.

    Son zamanlarda lineer rulmanların fiyatı o kadar düştü ki, ucuz hobi tasarımlarında bile seçimi ekonomik olarak mümkün. Lineer yatakların avantajı, kayar burçlara kıyasla daha düşük sürtünme katsayısı ve buna bağlı olarak daha fazla güçtür. step motorlar faydalı hareketlere gider ve sürtünmeyle mücadele etmez, bu da daha düşük güçlü motorların kullanılmasını mümkün kılar.

    Dönüştürmek dönme hareketiötelemeli bir CNC makinesinde, bir vida dişlisinin kullanılması gereklidir ( kurşun vida ). Vidanın dönmesi nedeniyle somun ileri doğru hareket eder. Freze ve gravür makinelerinde kullanılabilir helisel kayar dişliler Ve helisel yuvarlanma dişlileri .

    Kayar vidalı şanzımanın dezavantajı, yüksek hızlarda kullanımını sınırlayan ve somunun aşınmasına yol açan oldukça yüksek sürtünmedir.

    Kayar helisel dişliler:

    1) metrik vida. Metrik vidanın avantajı düşük fiyatıdır. Dezavantajları - düşük doğruluk, küçük adım ve düşük hareket hızı. Maksimum motor hızına (600 rpm) dayalı olarak maksimum pervane hareketi hızı (dakika başına hız mm). En iyi sürücüler torku 900 rpm'ye kadar koruyacaktır. Bu dönüş hızında doğrusal hareket elde edilebilir:

    M8 vida için (diş aralığı 1,25 mm) - en fazla 750 mm/dak,

    M10 vida için (diş adımı 1,5 mm) - 900 mm/dak,

    M12 vida için (diş adımı 1,75 mm) - 1050 mm/dak,

    M14 vida için (diş adımı 2,00 mm) - 1200 mm/dak.

    Maksimum hızda, motor başlangıçta belirtilen torkun yaklaşık% 30-40'ına sahip olacaktır ve bu mod yalnızca boşta hareketler için kullanılır.

    Bu kadar düşük ilerleme hızında çalışırken kesicilerin tüketimi artar, birkaç saatlik çalışmanın ardından kesicilerin üzerinde karbon birikintileri oluşur.

    2) trapez vida. Yirminci yüzyılda bilyalı vidaların ortaya çıkmasından önce metal işleme makinelerinde lider konumdaydı. Avantajı yüksek doğruluk, geniş diş adımı ve dolayısıyla yüksek hareket hızıdır. İşleme türüne dikkat etmelisiniz; vidanın yüzeyi ne kadar pürüzsüz ve düzgün olursa vida-somun aktarımının servis ömrü o kadar uzun olur. Haddelenmiş vidaların dişli vidalara göre bir avantajı vardır. Trapez vida-somun aktarımının dezavantajları, fiyatının metrik vidaya göre oldukça yüksek olmasıdır; kayma sürtünmesi, oldukça yüksek güce sahip step motorların kullanılmasını gerektirir. En yaygın kullanılan vidalar TR10x2 (çap 10 mm, diş adımı 2 mm), TR12x3 (çap 12 mm, diş adımı 3 mm) ve TR16x4'tür (çap 16 mm, diş adımı 4 mm). Makinalarda bu tür dişlilerin işaretlenmesi TR10x2,TR12x3,TR12x4,TR16x4 şeklindedir.

    Helisel yuvarlanma dişlileri:

    Bilyalı vida tahriki (bilyalı vida). Bilyalı Vidada kayma sürtünmesinin yerini yuvarlanma sürtünmesi alır. Bunu başarmak için, bir bilyalı vidada, vida ve somun, vida dişinin girintilerinde dönen bilyalarla ayrılır. Bilyaların devridaimi vida eksenine paralel uzanan dönüş kanalları kullanılarak sağlanır.

    Şekil 12

    Bilyalı vida, ağır yükler altında çalışma yeteneği, iyi düzgün çalışma, azaltılmış sürtünme ve yağlama nedeniyle önemli ölçüde artan servis ömrü (dayanıklılık), daha az sürtünme nedeniyle artan verimlilik (%90'a kadar) sağlar. Yüksek hızlarda çalışabilir, yüksek konumlandırma doğruluğu, yüksek sertlik sağlar ve boşluksuzdur. Yani bilyalı vida kullanan makinelerin kullanım ömrü önemli ölçüde daha uzundur ancak fiyatları daha yüksektir. Makineler SFU1605, SFU1610, SFU2005, SFU2010 olarak işaretlenmiştir; burada SFU tek somun, DFU çift somundur, ilk iki sayı vida çapını, ikinci ikisi ise diş adımını gösterir.

    Kurşun vida Freze makinesi aşağıdaki şekilde monte edilebilir:

    1) Tek destekli rulman tasarımı. Vidanın bir tarafında bir somunla destek yatağına sabitleme yapılır. Vidanın ikinci tarafı, sert bir bağlantı aracılığıyla step motor miline bağlanır. Avantajları - tasarımın basitliği, dezavantajı - step motorun yatağındaki yükün artması.

    2) İki baskı yatağıyla tasarım. Tasarımda portalın iç taraflarında iki destek yatağı kullanılmıştır. Tasarımın dezavantajı, uygulamanın seçenek 1) ile karşılaştırıldığında daha karmaşık olmasıdır. Bunun avantajı, vida tamamen düz değilse titreşimin daha az olmasıdır.

    3) Gergin iki destek yatağıyla tasarım. Tasarımda portalın dış taraflarında iki destek yatağı kullanılıyor. Avantajları - ikinci seçeneğin aksine vida deforme olmaz. Dezavantajı ise tasarımın uygulanmasının birinci ve ikinci seçeneklere göre daha karmaşık olmasıdır.

    Koşu delileri var:

    Bronz boşluksuz. Bu tür somunların avantajı dayanıklılıktır. Dezavantajları - üretimi zordur (sonuç olarak - yüksek fiyat) ve kaprolon somunlara kıyasla yüksek sürtünme katsayısına sahiptirler.

    Caprolon boşluksuz. Şu anda, kaprolon yaygınlaştı ve profesyonel yapılarda giderek metalin yerini alıyor. Grafit dolgulu kaprolondan yapılmış bir hareketli somun, aynı bronzla karşılaştırıldığında önemli ölçüde daha düşük bir sürtünme katsayısına sahiptir.

    Şekil 14 Grafit dolgulu kaprolondan yapılmış hareketli somun

    Bilyalı vida somununda kayma sürtünmesinin yerini yuvarlanma sürtünmesi alır. Avantajları: düşük sürtünme, yüksek dönüş hızlarında çalışabilme yeteneği. Dezavantajı yüksek fiyattır.

    Kaplin seçimi

    1) sert bir kaplin kullanarak bağlantı. Avantajları: Rijit kaplinler milden mile daha fazla tork aktarır, ağır yükler altında boşluk oluşmaz. Dezavantajları: Bu kaplin millerin yanlış hizalanmasını ve yanlış hizalanmasını telafi etmediği için hassas kurulum gerektirir.

    2) körüklü (bölünmüş) kaplin kullanarak bağlantı. Körüklü kaplin kullanmanın avantajı, kullanımının tahrik milinin ve step motor ekseninin 0,2 mm'ye kadar olan yanlış hizalamasını ve 2,5 dereceye kadar olan yanlış hizalamayı telafi etmenize olanak sağlamasıdır, bu da step motor yatağında daha az yük oluşmasına ve daha az yük oluşmasına neden olur. step motorun daha uzun servis ömrü. Ayrıca ortaya çıkan titreşimleri azaltmanıza da olanak tanır.

    3) çeneli kaplin kullanarak bağlantı. Avantajları: Titreşimleri azaltmanıza, bölünmüş tipe kıyasla şafttan şafta daha fazla tork aktarmanıza olanak tanır. Dezavantajları: daha az yanlış hizalama telafisi, tahrik milinin ve step motor ekseninin 0,1 mm'ye kadar yanlış hizalaması ve 1,0 dereceye kadar yanlış hizalaması.

    C) Elektronik seçimi

    Elektronikler sunulmaktadır (bkz. Şekil 1 ve 2):

    7 - step motor kontrolörü

    8 - SD denetleyicisi için güç kaynağı ünitesi

    11 - step motorlar

    4 telli, 6 telli ve 8 telli çeşitleri vardır step motorlar . Hepsi kullanılabilir. Çoğu modern kontrol cihazında bağlantı dört telli bir devre kullanılarak yapılır. Geriye kalan iletkenler kullanılmaz.

    Makine seçerken step motorun, çalışma aletini adım kaybetmeden, yani atlamadan hareket ettirebilecek yeterli güce sahip olması önemlidir. Vida dişi adımı ne kadar büyük olursa, o kadar güçlü motorlara ihtiyaç duyulur. Tipik olarak, motor akımı ne kadar büyük olursa torku (gücü) o kadar büyük olur.

    Çoğu motorda her yarım sargı için ayrı ayrı 8 terminal bulunur; bu, sargıları seri veya paralel bağlanmış bir motoru bağlamanıza olanak tanır. Paralel bağlı sargılarda, seri bağlı sargılara göre iki kat daha fazla akıma sahip bir sürücüye ihtiyacınız olacaktır, ancak voltajın yarısı yeterli olacaktır.

    Seri bağlantı durumunda, tam tersine, nominal torka ulaşmak için akımın yarısı gerekli olacak, ancak maksimum hıza ulaşmak için voltajın iki katı gerekli olacaktır.

    Adım başına hareket miktarı genellikle 1,8 derecedir.

    1.8 için tam devir başına 200 adım çıkıyor. Buna göre değeri hesaplamak için mm başına adım sayısı ( “Mm başına adım” (mm başına adım)) şu formülü kullanırız: devir başına adım sayısı / vida adımı. 2 mm adımlı bir vida için şunu elde ederiz: 200/2=100 adım/mm.

    Denetleyici seçimi

    1) DSP kontrolörleri. Avantajları - bağlantı noktalarını (LPT, USB, Ethernet) seçebilme yeteneği ve STEP ve DIR sinyal frekanslarının çalışmadan bağımsız olması işletim sistemi. Dezavantajları - yüksek fiyat (10.000 ruble'den).

    2) Kontrolörler Çinli üreticiler amatör makineler için. Avantajları - düşük fiyat (2500 ruble'den). Dezavantaj - işletim sisteminin kararlılığı için artan gereksinimler, belirli yapılandırma kurallarına uyumu gerektirir, özel bir bilgisayar kullanılması tercih edilir, yalnızca LPT sürümleri mevcuttur.

    3) Ayrık elemanlara dayalı amatör kontrolör tasarımları. Çinli kontrolörlerin düşük fiyatı amatör tasarımların yerini alıyor.

    Amatör makine tasarımlarında en yaygın kullanılanlar Çin kontrolörleridir.

    Güç kaynağı seçme

    Nema17 motorları en az 150W güç kaynağı gerektirir

    Nema23 motorları en az 200W güç kaynağı gerektirir

    Tasarımının özelliği, X ekseni boyunca kılavuz vidanın hareketsiz olarak sabitlenmesidir (dönmemektedir). Statik bir vida, özel dişli bir somun gerektirir. CNC makinelerinde küçük boy Genellikle hareketli somun sağlam bir şekilde sabitlenir ve vida, taşıyıcıyı hareket ettirmek için döner. Bende tam tersi var - hareketli somun, bir step motor tarafından tahrik edilen vidanın etrafında döner. CNC için büyük boyutlu bir hareketli somunun elle yapılması gerektiği açıktır, çünkü bunun gibi bir tane hiçbir yerde satılmaz!

    Büyük boyutlu bir CNC makinesinde neden kurşun vida yerine kurşun somunu döndürelim ki?

    1. 2 metre veya daha fazla uzunluğa sahip endüstriyel bir bilyalı vida sadece çılgın paraya mal olur (bir inşaat pimiyle karşılaştırıldığında). Çapı oldukça büyük olmalı - 20 mm ve daha kalın, bu da daha fazla paraya mal oluyor. Ayrıca, her stepper böyle bir devin üstesinden gelemez ve bir servo kurmanız gerekir, bu da daha fazla paraya mal olur (bir steple karşılaştırıldığında). Ve genel olarak konuşursak, büyük bir CNC makinesinde genellikle 2 kurşun vida bulunur (her iki tarafta birer tane). Bütçede çifte çılgınlık olduğu ortaya çıktı.
    2. Son derece bütçe dostu ve iyi bir seçenek inşaat pimidir (bkz.), ancak onu 2 metre uzunluğunda döndürmeye çalışırsak, atlama ipi gibi zıplamaya başlayacak ve sonunda düşecektir.
    3. X ekseni boyunca sabit bir vida ile 2-3 metrelik uzun bir yatağa, her biri kendi sırasına göre ayrı ayrı çalışacak bir değil iki hatta üç bağımsız Y ekseni takabilirsiniz. Onlar. bir yatağa, mekanik olarak ortak bir X eksenine sahip 2 bağımsız CNC makinesi kurulacak.Açıkçası, dönen bir vidayla bağımsız arabalar elde edilemeyecek, yalnızca eksen klonlaması elde edilecek.

    CNC için kendi ellerinizle çalışan bir somun yapmak oldukça basittir: gerekli uzunlukta bir kaprolon parçası alın ve kesin iç dişli inşaat çivisi altında. Caprolon oldukça yumuşaktır ve daha önce bir öğütücü ile oluklar kesilerek ondan bir musluk yapılmış olan çoğu inşaat pimiyle bile dişler kesilebilir. İç dişleri evdeki torna tezgahımda yaptım ve ardından ipliğin daha doğru ve sıkı oturması için saç tokasından ev yapımı bir dokunuşla geçiş yaptım. Bunu yapmak için, torna tezgahında, pimin kendisinin geçmesine izin verecek şekilde ipliği özellikle kesmemeniz gerekir. Daha sonra çalışan somun sıkı bir şekilde ve boşluksuz hareket edecektir. Hareketli somunun uzunluğu arttırılarak boşluk da giderilir. Zaten 35-40 mm uzunluğunda boşluk tamamen ortadan kalkıyor. İnternette çift ayarlanabilir hareketli somuna sahip birçok tasarım bulabilirsiniz, bu da boşluğu da ortadan kaldırabilir, ancak dezavantajı tasarımı önemli ölçüde karmaşık hale getirmesidir. CNC makinenizi hobi olarak kullanıyorsanız, sıradan bir kaprolon somunu size çok ama çok uzun bir süre hizmet edecektir - elbette birkaç yıl! Alüminyumlarını bile görmeme rağmen hâlâ elimdeler.

    Benim için deliriyorum büyük makine CNC sabit bir vida etrafında dönecektir, bu yüzden onu her iki taraftan da rulmanlarla destekliyoruz ve iki alüminyum plaka arasına oldukça sıkı bir şekilde sıkıştırıyoruz. Rulmanlar için yuvalar bu plakalara frezelenir. Koltukların biraz çarpık olması önemli değil. Alüminyum çok yumuşaktır, bu nedenle yatak kontrplak ara parçaları aracılığıyla bir mengeneye sıkıca bastırılabilir. Ve bu daha da iyi çünkü bu iki plaka arasındaki boşluktaki somunun uzunlamasına hareketini tamamen ortadan kaldırmamız gerekiyor. Plakaları birbirine sıkıca sabitlemek ve somunun öteleme hareketini makine taşıyıcısına aktarmak için 4-5 mm kalınlığında sac kullanıyoruz (bu, fotoğraftaki kazınmış paslı demir parçasıdır). Fotoğrafta yatay düzlemde (somunun hemen altında) benzer bir grup plaka eksik - bunu daha sonra bitireceğim.

    Geriye kalan tek şey, dönüşü step motordan somuna aktarmaktır. Bunu triger kayışı kullanarak yapmayı planlıyorum. Ancak işin püf noktası şu ki, daha önce hiç yapmadığım bir şeyi, kendi özel ekipmanımı yapmak zorunda kalacağım.

    Kendi teçhizatımı yapmak için biraz şişirmem gerekti. Ve bilgisayarın başına geçmek zorunda kaldım. Yararlı veya ücretsiz bir şey bulamadığım için verilen parametrelerle kasnakların hesaplanması için kendi programımı yazdım. Temel, OpenSCAD'de Thingiverse üzerinde Python'da yeniden yazdığım ve DXF'ye aktardığım açık bir dosyaydı. Dişliyi kaprolondan yaptım - bu dayanıklı bir yapısal ve kolay işlenen bir plastiktir. Dişlinin kendisine ek olarak, dişli kayışın ayrıca kayış için bir gergi makarasına (aynı zamanda gergi olarak da bilinir) ihtiyacı vardır. Ben de kaprolondan yaptım ama içine rulman yerleştirdim.

    Döner somunu makineye taktıktan sonra, çok yüksek dönüş hızı ve yüksek gerilim nedeniyle kaymaya devam eden motorların kasnaklarında biraz sorun yaşadım. Hatta step motor millerine küçük oluklar açmam ve makaraları millere Allen ayar vidalarıyla sabitlemem gerekti. Ancak sonuçta sonuç memnuniyet vericiydi: Vidanın tüm uzunluğu boyunca somun sorunsuz bir şekilde hareket etti ve vidayı bir parça bile sallamadı.

    Çalışan somunun redüksiyonunun 30:12 olduğu ortaya çıktı (somun üzerinde 30 diş, motor kasnağında 12 diş), yani. Şanzıman motor torkunu 2,5 kat artırır. Makinenin firkete üzerindeki 2 mm/devir adımlı çözünürlüğü 0,004 mm (2 mm/devir ÷ (200 adım/devir * 2,5)) olarak ortaya çıktı.