Линейные направляющие своими руками

Виды линейных направляющих

Линейные направляющие бывают двух типов:

• с циркуляцией шариков;
• с циркуляцией роликов.

На шарикоподшипниках изготавливают двух-, четырех- и шестирядные направляющие. Они миниатюрны, подходят для использования в ограниченном пространстве установки. Линейные направляющие изготавливаются с различными приводами. Среди них чаще встречаются зубчато-ременные или приводные ШВП (ШВП).

Ролики выполнены в виде цилиндрических направляющих и направляющих с плоским сепаратором.

Все направляющие должны обладать основными свойствами:

• малым трением;
• высокая эффективность;
• плавным линиям межаминий;
• опасностью правила рабочие параметры.

Каким конструкциям отдать предпочтение

Не каждый может себе позволить купить, скажем, обрабатывающий центр с ЧПУ для изготовления мелкосерийных деталей в домашних условиях, станок форматного типа или для токарных работ. Но самодельный агрегат с ЧПУ, сделанный опроверуручно – реально. Собранное в умелых руках устройство демонстрирует примеры правильной обработки деталей.

Собирая механику программируемых машин, обычно используют самодельные линейные направляющие, так как нет необходимости в устройствах кругового движения. Обратим внимание на некоторые конструкции, используемые в данном случае.

Оцинкованные или хромированные трубы

Они бывают разного диаметра и могут использоваться в качестве стержней при сборке маломощных устройств – плоскошлифовальных машин, дрелей или токарных станков. По шлифованному цилиндрическому стержню вспользование движения бронзовой втулки. Иногда делают поддержку без него. У труб – низкая цена, их легко перевозить. Хотя есть и минус: малый ресурс (износ защитного слоя происходит после 15-20 проходов, после чего сталь изнашивается интенсивнее), нет необходимого уровня прочности при высоких нагрузках.

Фрезер

Эффективный фрезерный станок, в котором направляющий механизм выполнен на базе бывшего в употреблении матричного принтера или печатной машины «Янтарь». При таких изменениях прослужит долго. Не стоит искать очень широкие подшипники, внутренний диаметр которых должен быть равен диаметру болтов.

Мебельные стержни

Задачу механики для станков с ЧПУ можно правильно решить с помощью мебельных стержней. Причем самодельные с их использованием гарантируют тщательную обработку деревообрабатывающим, ленточно-шлифовальным оборудованием и даже маломощными фрезерными станками. Мебельные комплектующие к дешевым, похожим ресурсам у них не больше.

Полированный вал

Недорогой и часто используемый тип направляющих. Суть обработки заключается в индукционной закалке верхнего слоя, что способствует увеличению продолжительности эксплуатации и снижению интенсивности процесса изнашивания. Затем вал полируется и каретка движется с минимальным трением.

Самодельные

Часто практикуется устанавливать самодельные используя то, что есть в наличии. Например, можно использовать стальной уголок, подшипники, гайки и болты.

ВАЖНЫЙ! Не берите алюминиевый, в таком случае надо быть готовым к частой замене детали.

Предпочитаю давать стальной уголок Если предполагается интенсивная эксплуатация механизма, его лучше закалить и отшлифовать, чтобы уменьшить трение о подшипники.

Штоки

Собирая небольшую домашнюю машинку, иногда используют в качестве направляющих стержни автомобильных стоек от отечественного авто. Они долговечны и изготовлены из качественного металла. Это ощутимо сократит неприятный эффект на состояние комплектующих.

Шины

Есть еще такой вариант: алюминиевые шины от РУ ТП с прессованными медно-графитовыми втулками от стартера МАЗ. Подвижные узлы состоят из пневматических клапанов, которые используются для управления пневмоцилиндрами.

При изготовлении своими руками направляющих и кареток для чипа (роликов или шариков) необходимо руководствоваться следующими критериями:

• сохранение заданных параметров,
• плавное линейное движение кареток,
• эффективность работы,
• низкое трение.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Некоторые умельцы советуют в механике на автомате обойтись без втулок. Такой вариант возможен, но он чреват ухудшением качества выпускаемой продукции, а также снизится время работы установленного устройства из стержней.

Комплектующие и расходные материалы

Главная задача – сделать так, чтобы между шуршащими деталями не было ничего, кроме масла. Для этого направляющие защищают специальными приспособлениями.

• Гофрозащита из резины не даст СОЖ (смазочно-охлаждающая жидкость) попадает на металлические изделия, защищает от пыли и мелкого мусора. Но он не справится с острой стружкой или крупными предметами, например, если заготовка упадет на стол.
• Защита от качения более надежная. При перемещении опоры она превращается в рулон, а с другой стороны разворачивается. Поэтому направляющие всегда покрыты металлической лентой, даже если она тонкостенная.
• Телескопическая – самая надежная. Толстая коробка простирается на всю длину направляющих и закрывает их со всех сторон.

Но имейте в виду, что чем массивнее защита, тем больше усилий потребуется, чтобы ее сложить. И тем сильнее напряжение. Поэтому не стоит брать телескопический вариант для слабых или точных машин, требующих высоких динамических качеств. Но не рекомендуется экономить на защите.

• Направляющие иногда нужно чистить вручную. Для этого вам понадобится скребок.
• А если при работе обрабатывается много Мусора, то на опору желательно закрепить грязеуловитель.

А еще техника любит уход.

• Тряпка – идеальный инструмент для очистки поверхности от грязи и старого масла.
• Масло. Оно предохраняет детали от коррозии. Кроме того, необходимо периодически промывать направляющие в масле для очистки от окислов.

Но если эти инструменты не помогают, всегда можно купить новые направляющие.

Модули линейного перемещения

В последнее время, в связи с развитием автоматики, применение модулей линейного перемещения, состоящих из:

• прочего интересного профиля;
• точная система направляющих;
• долговечный приводной механизм;
• серводвигатель с простым управлением.

В такой модульной направляющие находят свое применение как с шариками подшипников, так и с роликами подшипников. Рабочий привод осуществляется с помощью линейного двигателя, зубчатого ремня или шарико-винтового механизма.

Найдут свое применение и линейные столы, которые используются, когда необходимо перемещать большие массы по осям. Благодаря своим размерам они поглощают большие мгновенные нагрузки. В линейных таблицах используются:

• втулки линейные;
• с циркуляцией шариков.

Конструкция шариковых направляющих: основные моменты

Итак, чтобы понять принцип работы установленных нами комплектующих, необходимо обратиться к наиболее упрощенному их варианту – двухсекционным неразборным направляющим. Эти детали состоят из двух реек, которые:

• отличаться по входу;
• иметь форму букв «П»;
• они расположены внутри друг друга.

Работа этого элемента системы, отвечающего за выдвижение ящиков, осуществляется за счет взаимного перемещения друг относительно друга траков из стали, из которых, собственно, и состоит интересующая нас деталь . Их еще называют телескопическими из-за того, как они складываются.

Установка шариковых направляющих для ящиков не займет много времени

Между этими дорожками, как правило, в верхней и нижней части располагаются шарики небольших размеров. Они аналогичны тем, которые обычно ставятся в подшипниках.

Элементом, отвечающим за сохранение конструкции как единого целого, является наружный сегмент рельса. Он играет роль ограничителя, не позволяя устройству продвинуть коробку дальше и повредить ваш предмет мебели.

Жесткость и преднатяг

В процессе эксплуатации профильные рельсовые направляющие подвергаются действию упругой информации за счет приложенной нагрузки. Показания выходы деформации более сильное напряжение элементов качения. Но так или иначе она становится меньше при увеличении нагрузки.

Для увеличения жесткости системы применяется предварительное натяжение. Он снижает срок службы линейных направляющих, вызывая в них внутренние напряжения, но в то же время способен воспринимать деформирующие нагрузки при работе с линейными направляющими в условиях сильной вибрации или ударных нагрузок. В связи с тем, что предварительный натяг вызывает упругую деформацию подшипников, они становятся зависимыми от негативного влияния погрешностей при монтаже. Это означает, что следует уделять больше внимания точности обработки монтажной поверхности.

Виды преднатяга:

• нормальный — при наличии вибраций;
• легкий — используется при легких вибрациях и легком крутящем моменте;
• медицинский — применяется при ударных нагрузках и сильных вибрациях, а также при опрокидывании грузов.

  Читайте также: Чертежи и 3D модели гильотин и механических ножниц для резки листового металла

Варианты самодельных направляющих

Направляющий механизм для ЧПУ часто основан на использовании хромированной металлической трубы.

Направляющий механизм можно сделать из хромированной металлической трубы

Имеет небольшую цену, легко обрабатывается, меняет форму. Кроме того, имеется ряд недостатков:

• Защитный верхний слой стирается очень быстро, значит быстрее изнашивается металл.
• При нагрузке труба не дает необходимой прочности.

Такое решение дешево для специалиста, но работы такой машины хватит всего на несколько десятков часов. Это связано с недостатками оцинкованных или хромированных труб, которые сами изготавливаются из мягкого металла, подверженного быстрому износу под нагрузкой. Резцы при совместном использовании с такими направляющими значительно сократят срок их службы.

Кроме этих способов, его следует использовать как подвижную часть фрезерного станка небольшой мощности. Они придают изготовленным деталям точную, тщательную обработку, их часто используют на деревообрабатывающих станках. У них невысокая цена и небольшой срок изготовления.

Монтаж рельсовых направляющих

Важно знать, что линейные рельсовые направляющие подвержены действию сил и моментов. Для них должны быть определены значения: допустимого статического момента и грузоподъемности, которые рассчитываются по формулам. Для расчета номинального ресурса шариковых и роликовых направляющих необходимо использовать разные формулы.

Имея компактные установочные размеры, профильные рельсовые направляющие обладают высокой грузоподъемностью. Устанавливаемые в разные типы машин или в другое оборудование, они монтируются двумя различными способами: в виде горизонтальной рейки и способом боковой установки.

Так как сборка осуществляется из двух параллельных реек, то расположение первой рейки выполняется со стороны основания, а второй — со стороны регулируемой.

При работе с большими ударными нагрузками и вибрациями их устранению способствует установка дополнительных боковых деталей – боковой прижимной пластины, установочных стяжных винтов, конического клина.

Нет необходимости устанавливать дополнительные зажимные детали при работе с малыми нагрузками и малыми скоростями.

Направляющие качения

Они сконструированы в соответствии с протоколом подшипников качения.

У линий подшипников – больший люфт, чем у  рельсовых грузящих, он менее нагружен. Но у него есть ряд минусов:

• низкий уровень грузоподъемности,
• непостоянство,
• изготовление с твердым зазором,
• чувствителен к пыли и стружке на валу.

Материал для производства втулок – бронза, латунь, капролон. При соблюдении допусков бронзовые подшипники скольжения не уступают подшипникам качения. Время от времени, если большие предложения или ся, его прогоняют и что пропускают зазоры. Поэтому шаровая втулка более предпочтительна, благодаря тому, что она доступна и взаимозаменяема.

Линейные направляющие для станков ЧПУ

Что такое система линейных перемещений? Это комбинация трансмиссии и линейных направляющих.

Линейные направляющие для ЧПУ – это линейные подшипники, направляющие втулки, валы. Сами гиды должны решать три основные задачи:

• быть опорой для комплектования станка;
• при минимальном тренировке, с нужной точкой по заданной траектории опекать проходные части станка.

Линейные направляющие подразделяются в зависимости от способа их крепления к станку. Это направляющие, обеспечивающие полную опору — способ крепления к раме по всей длине направляющих, и частичную опору — способ крепления встык.

Направляющие с полной опорой имеют большую грузоподъемность, в отличие от направляющих с частичной опорой. Иногда встречаются варианты, когда по осям устанавливаются линейные направляющие — как с полной, так и с частичной фиксацией.

Представителями этой группы являются линейные цилиндрические направляющие. В них реализована возможность применения цилиндрических направляющих нескольких типов:

• направляющие полированные валы – наиболее распространены (высокая доступность, простота монтажа);
• шлицевые валы – высокая износостойкость и жесткость, способность воспринимать крутящие усилия с втулками. Используется при концевом монтаже;
• валы на опоре – это цилиндрические рельсы. Они используются в виде непосредственной привязки к машине.

Основные типы направляющих

В процессе конструирования и монтажа машин (заводских и самодельных) применяют различные типы направляющих устройств. Это связано с их назначением – фрезерные, сверлильные или токарные работы. Они могут быть двух видов.

Направляющие скольжения

Применяются в малотоннажном оборудовании, не требующем особой точности и высокой производительности. Такими деталями комплектуются сверлильные и токарные агрегаты настольного типа, деревообрабатывающие станки.

Полированный вал, как ориентир, относится к бюджетным. Это самое распространенное.

ВАЖНЫЙ! Изготовлен из высоколегированной стали, индукционной закалки с последующей шлифовкой. Такая обработка служит увеличению продолжительности работы, а вал меньше изнашивается.

Полированный вал имеет недостатки:

• крепления в концевых точках;
• провисание. Рекомендуется иметь оптимальное соотношение диаметра стержня и его длины (0,06-0,1) для достижения нормальных результатов.

Точность монтажной поверхности

Профильные рельсовые направляющие устанавливаются с помощью крепления на обработанную базовую поверхность. Метод крепления состояния через буртик.

Существует прямая зависимость между точностью поверхности рельса и точностью движения. От этого будет зависеть точность всего оборудования. При этом точность обрабатываемой установочной поверхности обязательно соответствует заданной точности перемещения. Важно помнить, что необходимо учитывать плоскостность блока, исключающую деформацию каретки.

Цилиндрические валы

цилиндрический вал на основании

Конструкция цилиндрических валов позволяет удерживать уровень по всей его длине, полностью исключая провисание под весом каретки или собственной. Такие направляющие еще называют линейными опорными валами, они крепятся непосредственно к корпусу станка с ЧПУ через предусмотренные в опорах резьбовые отверстия. По таким направляющим тележки большого веса могут двигаться без провисания.

Минусы цилиндрических валов:

• малое время работы;
• плавный люфт втулок.

Если подшипники линейного типа работают одинаково при разнонаправленных нагрузках, то цилиндрические валы каретки проявляют меньшую устойчивость. Это объясняется замкнутой поверхностью втулок, не имеющих кареток. Поэтому следует быть готовым к тому, что малогабаритный станок с ЧПУ с утяжеленной кареткой на опорных валах будет работать с большей погрешностью, чем станок с ЧПУ на обычных круглых рельсах.

Технология изготовления цилиндрических реек очень проста, поэтому их производят известные фирмы и кустарные мастерские. Этим и объясняется разница в технических характеристиках и ценах нагрузки и рельсы одного производителя «наши» не совпадают.

Защита от коррозии и смазка

Для защиты направляющих от воздействия коррозии их изготавливают из нержавеющей стали. Есть вариант с нанесением специального защитного покрытия. Его страница применения в выходной от корозиии.

Готовые заводские направляющие смазывают пластичной смазкой на основе литиевого мыла. После этого их можно использовать по назначению. Различные условия работы требуют необходимой периодичности добавления смазки одного типа.