Snekkegear til CNC-maskiner — Guide til præcisionsvalg

Hvad et dårligt snekkegear faktisk koster ved spindlen

Forestil dig et vertikalt bearbejdningscenter, der kører kontursving på en roterende fjerde akse. Snekkehjulets stigningscirkeldiameter er 120 mm. Tandhjulssættet har 0,10 mm slør akkumuleret efter to års indekseringsdrift. Når aksen vender retning midt i konturen, bevæger bordet sig ikke i den afstand, der svarer til dette slør - og springer derefter fremad for at indhente det forsømte. Vinkelmæssigt er 0,10 mm ved en stigningsradius på 60 mm lig med 0,0017 radianer eller cirka 5,7 bueminutter dødzone. Resultatet på emnet er et synligt dvælemærke ved hver retningsvending. Servokompensation kan ikke eliminere det, fordi encoderen ikke ser bevægelsen, før tandhjulsindgrebet går i indgreb igen.

Dette er ikke et tuningsproblem. Det er et problem med gearspecifikationen – og det kan undgås helt ved at forstå tre tal, før du bestiller: DIN-klasse, ledningsfejl, og modreaktion ved tonecirklenKorea Ever-Power producerer præcisionssnekkehjul for CNC-applikationer, hvor disse tre tal er bekræftet og dokumenteret – ikke estimeret.

Hvor ormdrev forekommer i CNC-udstyr

90-graders aksellayoutet og den iboende selvlåsning ved udvekslingsforhold over cirka 15:1 gør snekke- og hjuldrev til et praktisk valg til enhver CNC-funktion, der skal holde positionen, når motoren er slukket. De optræder overalt i maskinværktøjsverdenen i roller, som parallelakslede spiralformede tandhjulssæt ikke kan udfylde uden en separat holdebremse:

I fjerde og femte akse roterende borde, danner snekkesættet det sidste reduktionstrin mellem en servomotor og A- eller B-aksens udgangsaksel. Den vinkelopløsning, der er tilgængelig for CNC-controlleren, afhænger direkte af snekkehjulets tænder og encoderens opløsning - men den vinkelnøjagtighed, der rent faktisk når emnet, afhænger af snekkehjulets føringfejl og profiltolerance. Et CNC-styresystem med en rapporteringsnøjagtighed på 0,001 graders opløsning er meningsløst, hvis det mekaniske drev har en periodisk fejl på 0,1 grader fra en slidt eller dårligt fremstillet snekke.

Indekseringshoveder og delingshoveder På tandhjulsfræsemaskiner bruger man snekkedrev i den sidste indekseringsfase, netop fordi deres stigningsfejl bestemmer den geometriske nøjagtighed af hvert emne, maskinen producerer. En tandafstandsfejl, der stammer fra delehovedets snekkehjul, forplanter sig direkte til hvert tandhjul, der skæres på den pågældende maskine. I denne sammenhæng er snekkedrevet ikke en drivkomponent - det er et geometrisk referenceelement, og det skal behandles som et fra et indkøbssynspunkt.

Koordinatmålemaskine roterende akser og halvlederwaferhåndteringstrin repræsenterer den øvre ende af præcisionskravet. I disse applikationer forventes snekkegearet at positionere en probespids eller wafertrin inden for mikrometer fra den beordret position, med nul dødzone ved retningsvending. duplex snekkegear Sæt – hvor slør kan justeres til næsten nul og opretholdes i hele drevets levetid – er egnede til disse applikationer.

Specifikationsområde — CNC-præcisionssnekkegear

Hvad DIN-klassen egentlig betyder på din CNC-akse

DIN-præcisionsklassen for snekkegear styrer tre uafhængige geometriske tolerancer: enkeltpitch-fejl (variationen i vinkelafstanden mellem tilstødende tænder) samlet pitchfejl (enhver tands afvigelse fra dens teoretisk perfekte position omkring den fulde omkreds), og afvigelse i tandprofilen (hvor meget den faktiske tandflankeform afviger fra den teoretiske evolventform). Hver især påvirker kvaliteten af ​​det bearbejdede emne på en anden måde, og de skal forstås separat – ikke klumpes sammen som "DIN7 er god nok".

Enkeltpitch-fejl producerer en bump eller et fald i udgangsakslens vinkelhastighed én gang pr. tandindgreb, med en frekvens lig med snekkehjulets tænder ganget med hjulets rotationshastighed. Ved en fjerdeakse-konturovergang fremstår dette som et fint gentagende overfladeteksturmønster - nogle gange kun synligt under skærelys i den vinkel, der fanger overfladeperiodiciteten. For et hjul med 60 tænder, der roterer med 0,5 omdr./min., gentages denne tekstur 30 gange i minuttet på emnets overflade. DIN7 ved M3 holder enkeltpitch-fejlen til cirka 18 mikrometer; DIN6 holder den til 11 mikrometer. Forskellen kan måles på emnet under overfladeprofilometri.

Den samlede stigningsfejl bestemmer, hvor præcist aksen kan vende tilbage til en kommanderet vinkelposition efter en fuld rotation. For et indekshoved, der roterer for at skære 36 ligeligt fordelte tandhjulstænder, forårsager den samlede stigningsfejl i indekseringssnekkehjulet direkte ulige tandafstand i hvert tandhjul, der produceres på den pågældende maskine. Derfor specificerer tandhjulsslibnings- og fræsemaskiner DIN6-snekkesæt som minimum - det tandhjul, der skæres, arver den samlede stigningsfejl fra maskinens indekseringsdrev ganget med tandhjulets mekaniske fordel.

Profilafvigelse påvirker transmissionens jævnhed. En snekketand med for stor profilafvigelse producerer et varierende hastighedsforhold under hvert tandindgreb - hjulet accelererer og decelererer en smule, når kontaktpunktet krydser tandflanken. Denne hastighedsbølge fremkalder vibrationer ved indgrebsfrekvensen, hvilket er grunden til, at nogle roterende borddrev producerer en hørbar tone ved bestemte omdrejningsværdier, selv med nye tandhjulssæt.

Produktion på vores anlæg

Gevindslibning udføres efter karburering på alle DIN6- og DIN7-snekkeaksler. Karburering forvrænger gevindgeometrien – snekker målt før og efter varmebehandlingscyklussen viser føringfejl, der er 3 til 5 gange større end forbehandlingsværdien. Slibning korrigerer denne forvrængning. Snekker, der er varmebehandlede, men ikke efterfølgende slebet, medfører den fulde varmebehandlingsforvrængning under brug, hvilket er grunden til, at mange DIN7-katalogkrav fra billigere leverandører ikke holder CMM-verifikation ved indgående inspektion.

Duplex snekkegear — Problemet med slør løst permanent

Et standard snekkegearsæt har en fast tandtykkelse på begge flanker af snekkegevindet. Sløret indstilles ved montering af centerafstanden mellem snekke- og hjulakslerne. Efterhånden som bronzehjulstænderne slides, udvides tandgabet, og sløret øges - den eneste måde at gendanne det på er at udskifte tandhjulssættet. For et roterende bord på et produktionsbearbejdningscenter betyder en udskiftning af tandhjulssættet at tage maskinen ud af drift, skille roterende bord ad, finde et erstatningssæt med H7-boringsnøjagtighed, samle det igen og validere aksens nøjagtighed. Denne begivenhed tager typisk 2 til 4 dage og koster mere i tabt produktion end selve tandhjulssættet.

EN duplex orm (også kaldet en dobbeltsnekke) er fremstillet med en lidt forskellig stigningsværdi på gevindets venstre og højre flanke. Dette skaber en tilstand, hvor tandtykkelsen øges kontinuerligt fra den ene ende af snekken til den anden - gevindet er tykkere i den ene ende og tyndere i den anden. Ved det matchende snekkehjul producerer de forskellige flankeprofiler forskellige tandgabsgeometrier på for- og bagsiden af ​​hver hjultand, men den kritiske dimension - hjultandtykkelsen omkring omkredsen - forbliver konstant. Det betyder, at snekken kan forskydes aksialt for at bringe en tykkere eller tyndere sektion i indgreb med hjulet, lukke eller åbne slørgabet uden at ændre kontaktmønsterets geometri eller belastningskapacitet.

I praksis foretages justeringen via en aksial sætskrue eller en shim-stak på snekkeakselens lejehus - en 15-minutters procedure med standardhåndværktøj, uden at drejebordet skal fjernes fra maskinen. En V-rille, der er fræset ind i referencetanden på snekken, identificerer den aksiale position uden slør. Fra denne position strækker justeringsområdet sig typisk til ±0,8 mm aksial forskydning, hvilket svarer til et slørjusteringsområde på cirka 0 til 0,15 mm ved stigningscirklen, afhængigt af den angivne stigningsforskel. Et velholdt duplexsæt på et produktionsdrejebord kan justeres 4 til 6 gange i løbet af dets levetid, før hjultænderne er slidt ud over deres designgrænse - hvilket effektivt ganger tandhjulssættets nyttige præcisionslevetid med denne faktor.

Udskiftningsreference for almindelige CNC-komponentmærker

Mærkenavnene nedenfor bruges kun til dimensionsidentifikation. Korea Ever-Power har intet kommercielt forhold til disse producenter og er ikke en autoriseret distributør for nogen af ​​dem. Alle varemærker tilhører deres respektive ejere.

Kundeprojektreferencer

Standard industriel vs. CNC-præcision — otte faktorer, der adskiller dem

Til CNC-applikationer, der kræver en komplet lukket drivenhed i stedet for bare komponenter, fås præcisionsmatchede par i forseglede huse. snekkegearreduktionsgear Der findes matchede sæt i CNC-kvalitet til roterende akser og indeksdrev, hvor en monteringsklar gearkasse er det praktiske valg frem for et bart tandhjulssæt integreret i et specialfremstillet maskinhus.

Ofte stillede spørgsmål