Movimiento lineal a través de husillos de bolas

Movimiento lineal a través de unidades husillos de bolas

El movimiento lineal de los ejes de máquina-herramienta se realiza generalmente mediante tornillos y tuercas. En un diseño típico de tornillo-de-bola-tuerca, la tuerca está unida rígidamente a la estructura móvil (mesa), y el tornillo está unido directamente al rotor de un servomotor. A través del CNC, el rotor gira el tornillo. La tabla no puede girar debido a que se apoya en las formas de guía, por lo que la tuerca se mueve a lo largo del eje del tornillo cuando el tornillo gira, llevar a lo largo de la mesa (Figura 1). Figura 1. Una unidad de tornillo y tuerca de bola para un eje lineal. Adaptado de "modelado híbrido de accionamientos de eje de máquina herramienta", por R. Whalley, M. Ebrahimi y AA Abdul-Amir, Revista Internacional de Máquinas-herramienta y Fabricación, vol. 45, No. 14, noviembre 2005, pp 1560-1576. Para reducir la fricción entre los hilos de rosca en el tornillo y la tuerca, las bolas se colocan entre ellos. El tornillo gira y las bolas ruedan similar a los rodamientos de bolas. Como las bolas ruedan, que el progreso de un extremo de la tuerca a la otra. Como las bolas lleguen a un extremo de la tuerca, que se guían en tubos que los llevan de vuelta al otro extremo. A veces, varios cojinetes se utilizan juntos para que puedan ser cargados previamente uno contra el otro para eliminar la holgura. Este tipo de tuerca se denomina "recirculación de tuerca de bola".Una unidad de recirculación de bolas tuerca es popular para máquinas herramienta de control numérico. La fricción es tan baja en la tuerca de bola que es posible accionar el tornillo hacia atrás. En un eje vertical, el peso de la corredera puede ser suficiente para hacer girar el tornillo, permitiendo que el eje caiga si se interrumpe la corriente al servomotor o CNC. A menudo un freno, que acciona si se pierde la alimentación, se incluye en el diseño de ejes verticales. En un eje horizontal, la fuerza de corte puede ser suficiente para hacer que el tornillo gire a menos que el servomotor está impidiendo activamente. Por lo tanto, los diseños de tornillo y tuerca de bola generalmente no son adecuados para máquinas herramientas manuales. Figura 2. Esta tuerca con bolas circulantes muestra los tubos de recirculación de las bolas en la parte superior.Imagen cortesía de NSK América. El diseño de tornillo-y-bola-tuerca es insensible a las fuerzas de corte y a la masa de la pieza de trabajo. Estos diseños suelen tener relaciones de transmisión elevadas ya menudo incorporan múltiples derivaciones (más de un hilo paralelo). Mientras que el servomotor ve la inercia del tornillo directamente, las fuerzas de corte y los medios de la pieza de trabajo sólo aparecen al servomotor a través del cuadrado de la relación de transmisión. En la mayoría de los casos, la inercia del tornillo es de los criterios de diseño dominantes, y la longitud del tornillo es el factor limitante. Un tornillo de gran diámetro es más rígido pero tiene más inercia que uno con un diámetro pequeño. A la inversa, un tornillo de diámetro más pequeño tiene menos inercia, pero es más flexible. Una sección larga y flexible del tornillo que no es compatible puede desviar significativamente o látigo. Los diseños típicos de tornillo y tuerca de bola en máquinas herramientas son 1 "a 2" de diámetro y no más de aproximadamente 4 'de largo.También, debido a la relación de transmisión alta, la aceleración y la velocidad rotativa de giro del tornillo son bastante alta en comparación con la aceleración lineal y la velocidad lineal de la tabla. Si se requiere más fuerza de la que puede proporcionar un tornillo, múltiples husillos paralelos pueden ser utilizados. Cada tornillo proporciona la fuerza a la tuerca, y el total de las fuerzas proporciona la aceleración de la masa de la mesa y se opone a las fuerzas de corte. Sin embargo, cuando se utilizan varios tornillos, el movimiento de los tornillos debe ser cuidadosamente coordinada o la tabla se puede torcer y mermelada. Por lo general, un tornillo se utiliza como el principal, y los movimientos de los otros tornillos son esclavos de ella. Cada vez que se añade un tornillo, que aumenta la fuerza. La masa de la mesa sólo aumenta por la masa de la tuerca y del accesorio, por lo que los aumentos de aceleración alcanzables. Por lo tanto, el diseño de múltiples tornillo se encuentra a menudo en máquinas-herramientas de alta velocidad. CTE

Tutoriales de uso del programa de CAD/CAM Siemens NX

SIEMENS NX 8.5. Tutoriales paso a paso.