Savez-vous combien de types de rails de guidage existent dans les centres d'usinage CNC ?

« Explication détaillée des types de rails de guidage pour centres d'usinage CNC »

1. Rail de guidage à mouvement linéaire
   Le rail de guidage linéaire est le type de rail le plus courant sur les centres d'usinage. Il guide les pièces mobiles avec précision et en ligne droite. Les rails de guidage linéaires présentent les avantages d'une structure simple, d'une fabrication aisée et d'une précision garantie. Ils sont généralement utilisés sur chaque axe du centre d'usinage, comme les axes X, Y et Z.
   La précision et les performances des rails de guidage linéaires dépendent du matériau, du procédé de fabrication et de la précision d'installation. Des rails de guidage linéaires de haute qualité garantissent une précision et une fiabilité stables du centre d'usinage, même à grande vitesse et sous forte charge.
2. Rail de guidage à mouvement circulaire
   Les rails de guidage à mouvement circulaire sont principalement utilisés pour les arbres rotatifs des centres d'usinage ou des composants nécessitant un mouvement circulaire. Leur conception et leur fabrication sont relativement complexes, et des facteurs tels que la force centrifuge et le frottement doivent être pris en compte en raison des particularités du mouvement circulaire.
   Les rails de guidage à mouvement circulaire utilisent généralement des roulements à billes ou à rouleaux de haute précision pour garantir la fluidité et la précision du mouvement de rotation. Dans certains centres d'usinage de haute précision, des rails de guidage à mouvement circulaire hydrostatique sont également utilisés pour améliorer la précision et la stabilité de l'arbre rotatif.

1. Rail de guidage du mouvement principal
   Le rail de guidage principal est celui qui assure le mouvement principal de l'outil ou de la pièce dans le centre d'usinage. Sa précision et ses performances ont un impact crucial sur la précision et l'efficacité de l'usinage.
   Dans les centres d'usinage, les rails de guidage à roulement de haute précision ou les rails de guidage hydrostatiques sont généralement utilisés comme rails de guidage principaux. Ces rails offrent des caractéristiques telles que vitesse élevée, précision élevée et rigidité élevée, et peuvent répondre aux exigences des centres d'usinage en matière de coupe à grande vitesse et d'usinage sous fortes charges.
2. Rail de guidage du mouvement d'alimentation
   Le rail de guidage d'avance est celui qui assure le mouvement d'avance de l'outil ou de la pièce dans le centre d'usinage. Sa précision et sa stabilité influencent directement la précision d'usinage et la qualité de surface du centre d'usinage.
   Les rails de guidage d'avance sont généralement des rails coulissants, des rails roulants ou des rails hydrostatiques. Parmi ces rails, les rails roulants et les rails hydrostatiques offrent une précision et une stabilité supérieures et conviennent aux centres d'usinage de haute précision. Les rails coulissants, quant à eux, présentent l'avantage d'une structure simple et d'un faible coût, et conviennent à certains centres d'usinage de moyenne et basse précision.
3. Rail de guidage de réglage
   Le rail de guidage de réglage est utilisé dans le centre d'usinage pour ajuster la position de l'outil ou de la pièce. La précision et la flexibilité du rail de guidage de réglage ont un impact important sur la précision d'usinage et le confort d'utilisation du centre d'usinage.
   Les rails de guidage de réglage sont généralement coulissants ou roulants. Ces rails présentent un faible coefficient de frottement et une grande précision, permettant un réglage précis de l'outil ou de la pièce.

1. Rail de guidage coulissant
   (1) Rail de guidage coulissant traditionnel
   Les rails de guidage traditionnels en fonte et en acier trempé présentent les avantages d'une structure simple, d'une fabrication aisée, d'une bonne rigidité et d'une grande résistance aux vibrations. Cependant, ce type de rail présente les inconvénients d'un coefficient de frottement statique élevé et d'un coefficient de frottement dynamique qui varie avec la vitesse, entraînant d'importantes pertes par frottement. À faible vitesse (1 à 60 mm/min), des phénomènes de glissement sont susceptibles de se produire, réduisant ainsi la précision de positionnement des pièces mobiles. Par conséquent, à l'exception des machines-outils CNC économiques, les rails de guidage coulissants traditionnels ne sont plus utilisés sur les autres machines-outils CNC.
   (2) Rail de guidage coulissant recouvert de plastique
   Actuellement, la plupart des machines-outils CNC utilisent des rails de guidage gainés de plastique. Une bande souple en film plastique, composée de plastique et d'autres matériaux chimiques, est collée sur la surface de friction du rail mobile. Les plastiques des rails de guidage sont généralement divisés en deux types : la bande souple en Téflon et le revêtement époxy résistant à l'usure.
   Les rails de guidage coulissants revêtus de plastique présentent les caractéristiques suivantes :
   • Bonnes caractéristiques de frottement : la courroie souple en film plastique du rail de guidage recouvert de plastique a un faible coefficient de frottement, ce qui peut réduire la résistance au frottement des pièces mobiles et améliorer la fluidité du mouvement.
   • Bonne résistance à l'usure : la courroie souple en film plastique a une bonne résistance à l'usure et peut prolonger la durée de vie du rail de guidage.
   • Mouvement stable : Le coefficient de frottement du rail de guidage gainé de plastique est stable et ne varie pas avec la vitesse. Par conséquent, le mouvement est stable et les phénomènes de glissement sont difficiles à observer.
   • Bon amortissement des vibrations : la courroie souple en film plastique a une certaine élasticité et peut absorber les vibrations des pièces mobiles et améliorer la précision d'usinage du centre d'usinage.
   • Bonne fabricabilité : Le processus de fabrication des rails de guidage revêtus de plastique est relativement simple, avec un faible coût et une installation et une maintenance faciles.
2. Rail de guidage roulant
   (1) Principe de fonctionnement
   Les rails de guidage à roulement placent des éléments roulants tels que des billes, des rouleaux et des aiguilles entre leurs surfaces afin de transformer le frottement de glissement en frottement de roulement. Ce procédé réduit considérablement la résistance au frottement et améliore la sensibilité et la précision du mouvement.
   (2) Avantages
   • Haute sensibilité : la différence entre le coefficient de frottement dynamique et le coefficient de frottement statique des rails de guidage roulants est très faible, de sorte que le mouvement est stable et les phénomènes de rampement ne se produisent pas facilement lors des déplacements à basse vitesse.
   • Haute précision de positionnement : la précision de positionnement répétée des rails de guidage roulants peut atteindre 0,2 um, ce qui peut répondre aux exigences des centres d'usinage de haute précision.
   • Faible résistance au frottement : Le coefficient de frottement de roulement des éléments roulants est bien inférieur au coefficient de frottement de glissement, ce qui rend le mouvement des pièces mobiles plus léger et réduit la consommation de puissance motrice.
   • Faible usure, bonne conservation de la précision et longue durée de vie : la zone de contact entre les éléments roulants et les surfaces du rail de guidage est petite, avec peu d'usure et peut maintenir une précision élevée pendant longtemps.
     (3) Inconvénients
     Les rails de guidage à roulement présentent une faible résistance aux vibrations et des exigences de protection élevées. Pendant l'usinage, les vibrations affectent la précision de mouvement des éléments roulants, réduisant ainsi la précision d'usinage du centre d'usinage. De plus, les rails de guidage à roulement nécessitent une protection efficace pour empêcher la poussière, les copeaux et autres impuretés de pénétrer à leur surface et d'endommager les éléments roulants et les rails de guidage.
     (4) Occasions d'application
     Les rails de guidage à roulement sont particulièrement adaptés aux pièces de machines-outils nécessitant un mouvement uniforme, précis et une grande précision de positionnement. C'est pourquoi ils sont largement utilisés dans les machines-outils à commande numérique.
3. Rail de guidage hydrostatique
   (1) Rail de guidage hydrostatique liquide
   • Principe de fonctionnement
     Une chambre à huile est située entre les deux surfaces de travail du rail de guidage hydrostatique liquide. Après l'introduction d'huile lubrifiante sous une certaine pression, un film d'huile hydrostatique se forme, permettant ainsi à la surface de travail du rail de guidage de résister à un frottement liquide pur, sans usure et avec une excellente précision.
   • Avantages
     • Haute précision : les rails de guidage hydrostatiques liquides peuvent fournir une précision extrêmement élevée et assurer une précision stable du centre d'usinage dans des conditions de mouvement à grande vitesse et de charge élevée.
     • Faible coefficient de frottement : le frottement liquide pur rend le coefficient de frottement extrêmement faible, réduisant considérablement la consommation de puissance motrice.
     • Pas de rampement à basse vitesse : même à basse vitesse, les rails de guidage hydrostatiques liquides ne présentent pas de phénomènes de rampement, garantissant ainsi la fluidité du mouvement.
     • Grande capacité de charge et bonne rigidité : Le film d'huile hydrostatique peut supporter une charge importante, améliorant ainsi la capacité de charge et la rigidité du centre d'usinage.
     • L'huile a un effet d'absorption des vibrations et une bonne résistance aux vibrations : l'huile peut absorber les vibrations et réduire l'impact des vibrations pendant l'usinage sur la précision de l'usinage.
   • Inconvénients
     La structure des rails de guidage hydrostatiques liquides est complexe et nécessite un système d'alimentation en huile, dont la propreté doit être élevée. Cela augmente les coûts de fabrication et de maintenance.
   • Classification
     Les rails de guidage hydrostatiques liquides pour centres d'usinage se divisent en deux grandes catégories : ouverts et fermés. La chambre à huile d'un rail de guidage hydrostatique liquide ouvert est directement reliée à l'extérieur et présente une structure simple, mais est sujette à la pollution externe. La chambre à huile d'un rail de guidage hydrostatique liquide fermé est fermée et l'huile est recyclée. Elle présente une grande propreté, mais une structure complexe.
     (2) Rail de guidage hydrostatique à gaz
   • Principe de fonctionnement
     Après avoir introduit du gaz avec une certaine pression entre les deux surfaces de travail du rail de guidage du rail de guidage hydrostatique à air, un film d'air hydrostatique peut être formé, ce qui permet de séparer uniformément les deux surfaces du rail de guidage de la poinçonneuse CNC pour obtenir un mouvement de haute précision.
   • Avantages
     • Faible coefficient de frottement : Le coefficient de frottement du gaz est extrêmement faible, ce qui rend le mouvement des pièces mobiles plus léger.
     • Pas facile de provoquer un échauffement et une déformation : en raison du faible coefficient de frottement, moins de chaleur est générée et il n'est pas facile de provoquer un échauffement et une déformation du rail de guidage.
   • Inconvénients
     • Petite capacité de charge : La capacité de charge des rails de guidage hydrostatiques à gaz est relativement petite et est souvent utilisée dans des occasions avec de petites charges.
     • Les fluctuations de la pression d'air affectent la précision : les fluctuations de la pression d'air provoquent des changements dans le film d'air, affectant ainsi la précision du rail de guidage.
     • Il faut tenir compte de la prévention de la poussière : la poussière tombant sur la surface du rail de guidage d'air endommagera la surface du rail de guidage, des mesures efficaces de prévention de la poussière doivent donc être prises.