Máy CNC sử dụng vòng bi để giảm thiểu ma sát giữa các bộ phận khác nhau nhằm nâng cao hiệu quả. Vì vòng bi có thể chịu được tải trọng hướng tâm và hướng trục nên chúng làm giảm các vấn đề về mài mòn, rung và chức năng. Việc lựa chọn ổ trục tùy thuộc vào tải trọng, tốc độ và điều kiện vận hành là một trong những yếu tố quan trọng nhất trong việc nâng cao hiệu suất và tuổi thọ của máy. Nói cách khác, vòng bi hỗ trợ làm cho các bộ phận của máy CNC quay trơn tru.
Vòng bi hỗ trợ tải trọng đồng thời giảm thiểu ma sát, đảm bảo hoạt động trơn tru và liên tục. Chúng đóng một vai trò quan trọng trong việc giảm tổn thất năng lượng và nâng cao độ tin cậy và độ chính xác của máy CNC. Cuối cùng, vòng bi góp phần nâng cao độ tin cậy của thiết bị bằng cách giảm tiếng ồn và độ rung.
Giảm ma sát và mài mòn: Vòng bi giảm thiểu ma sát và ứng suất lên các bộ phận và do đó tăng tuổi thọ của các bộ phận và năng suất.
Chuyển động mượt mà: Chúng tạo điều kiện cho chuyển động hiệu quả của các bộ phận trong máy CNC.
Hỗ trợ tải: Vòng bi hỗ trợ tải trọng thường rất lớn và chứa sốc và nhiệm vụ giữ sự ổn định của hệ thống là ở chúng.
Giảm tiếng ồn và độ rung: Vòng bi giảm thiểu tiếng ồn và độ rung trong máy CNC, cho phép vận hành êm hơn.
Các loại vòng bi phổ biến nhất bao gồm;
Trục chính CNC kết hợp với ổ bi vì chúng có thể xử lý tải trọng hướng tâm và tải trọng trục mà ít hoặc không gặp vấn đề gì. Những vòng bi này có thể đạt và thậm chí vượt qua 20.000 vòng/phút, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các hoạt động như phay và khoan. Do ma sát thấp và độ chính xác cao nên chúng thích hợp để tạo ra bề mặt nhẵn và duy trì dung sai chặt chẽ trong phôi.
Vòng bi tự điều chỉnh rất cần thiết trong máy cnc vì tính chính xác của chúng. Mương vòng ngoài của chúng có dạng hình cầu, cho phép chúng xử lý độ lệch giữa trục và vỏ, khiến chúng phù hợp với tải trọng hướng tâm. Tính năng này cho phép các trục CNC giữ được độ chính xác ngay cả khi vận hành có sai lệch nhỏ.
Vòng bi tiếp xúc góc rất quan trọng trong các máy CNC chịu tải tổng hợp của lực hướng trục và hướng tâm. Góc tiếp xúc của chúng cho phép truyền lực giữa các rãnh để thực hiện các nhiệm vụ có độ chính xác cao. Những vòng bi này được sử dụng trong trục CNC và các bộ phận hiệu suất cao khác, nơi cần quản lý tải chính xác và độ ổn định.
Máy CNC sử dụng vòng bi rãnh sâu vì chúng linh hoạt và có thể chịu được tải trọng hướng tâm và hướng trục cao. Chúng được thiết kế để chạy ở tốc độ cao với độ ma sát tối thiểu, những vòng bi này rất quan trọng đối với hiệu suất của động cơ và trục chính CNC. Hơn nữa, chúng có đặc tính mô-men xoắn thấp giúp chúng hoạt động trơn tru và có thời gian sử dụng lâu dài trong các hoạt động CNC khác nhau.
Vòng bi lăn được sử dụng trong các thanh dẫn hướng tuyến tính và cổng trục của máy CNC được tích hợp vào thiết bị. Chức năng chính của các vòng bi này là cung cấp chuyển động ổn định dọc theo trục của máy và hỗ trợ tải nặng. Vòng bi lăn đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng chịu tải cao, trong đó độ chính xác trên khoảng cách lớn là quan trọng trong gia công. Những vòng bi này có thể hỗ trợ tải trọng lên tới 10.000 lbs. tải trọng và phù hợp để sử dụng trong các ứng dụng mà vật liệu cần cắt rất cứng hoặc khi sử dụng các khối nguyên liệu lớn.
Vòng bi côn được sử dụng khi phải chịu tải trọng hướng tâm và hướng trục nặng. Những vòng bi này thường được sử dụng trong trục CNC cho các ứng dụng liên quan đến mô-men xoắn cao. Chúng có thể nâng tải trọng hơn 20.000 pound và có thể hoạt động ở tốc độ 7.000 vòng/phút. Điều này làm cho chúng trở nên lý tưởng để sử dụng ở những khu vực cần nhiều phay và tiện vì độ ổn định và khả năng chịu tải là rất quan trọng.
Vòng bi lăn hình trụ rất thích hợp cho tải trọng hướng tâm nặng vì tải trọng dọc theo đường truyền qua các con lăn và vòng bi. Chúng cũng có thể chịu lực dọc trục vừa phải và do đó phù hợp với các máy CNC có các hoạt động nặng. Vòng bi có thể là loại vòng bi một hàng hoặc nhiều hàng và mỗi loại đều làm tăng khả năng chịu tải của ổ trục. Diện tích tiếp xúc lớn của con lăn với vòng ngoài giúp tăng cường khả năng chịu tải của ổ trục, nhưng dẫn đến ma sát cao.
Vòng bi lăn kim là một phân nhóm của vòng bi lăn hình trụ và được xác định bởi các con lăn nhỏ và mỏng có đường kính tối đa là 6mm. Vòng bi lăn kim nói chung là vòng bi mỏng được ứng dụng ở những nơi có không gian rất hạn chế và gặp phải tải trọng hướng tâm cao. Do thiết kế của chúng, chúng có thể chạy ở tốc độ cao và lý tưởng cho các ứng dụng CNC với tải trọng và tốc độ khác nhau. Tuy nhiên, do kích thước nhỏ của các con lăn nên có thể xảy ra tải trọng cạnh và ma sát tương đối cao so với các loại vòng bi khác.
Vòng bi lăn chéo là các con lăn hình trụ và được bố trí sao cho mọi con lăn khác được bố trí theo hướng ngược lại với nhau. Thiết kế này cũng làm tăng độ cứng và độ chính xác của ổ trục trong việc xử lý tải trọng hướng trục và hướng tâm. Những tính năng này giúp chúng trở nên tối ưu để sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu thao tác phức tạp. Mặc dù những vòng bi này cho hiệu suất khá tốt trong điều kiện tải trọng cao nhưng chúng tương đối khó lắp và có thể bị lệch.
Vòng bi cầu là bộ phận đa năng được sử dụng trong máy CNC để xử lý các chuyển động góc và tải trọng đa trục. Chúng đặc biệt hữu ích trong các máy CNC nhiều trục nơi chúng có thể thay đổi hướng chuyển động và đồng thời trơn tru. Những vòng bi này có thể hỗ trợ lên tới 30.000 pound, điều này giúp máy chạy trơn tru trong suốt thời gian thực hiện một nhiệm vụ nhất định.
Vòng bi kim nhỏ nhưng rất chắc chắn và được sử dụng ở những nơi mà không gian là mối quan tâm lớn. Mặc dù nhỏ gọn nhưng chúng có khả năng hoạt động ở tốc độ rất cao lên tới 10000 vòng/phút và cũng có thể hỗ trợ tải trọng xuyên tâm lên tới 2000 pound. Máy CNC sử dụng vòng bi kim trong các bộ phận chuyển động của máy như bộ thay dao và cơ cấu cấp liệu do máy có tốc độ cao và chuyển động chính xác.
Vòng bi trơn khá hữu ích ở chỗ chúng cung cấp bề mặt trượt có độ ma sát thấp trong máy CNC mà không có nhiều phức tạp. Nó chủ yếu được áp dụng cho các dẫn hướng tuyến tính và thiết bị trượt và có thể hỗ trợ tải trọng tĩnh trên 50.000 pound. Vòng bi trơn rất chắc chắn và tự bôi trơn do đó chúng phù hợp để sử dụng trong điều kiện khắc nghiệt trong thời gian dài.
Vòng bi chặn rất cần thiết trong việc xử lý tải trọng dọc trục trong máy CNC và đặc biệt là trong các ứng dụng áp suất cao như khoan sâu. Những vòng bi này duy trì vị trí của các bộ phận dưới áp suất cao và có thể chịu được tải trọng dọc trục lên tới 30.000 pound. Vì vậy, ổ đỡ lực đẩy góp phần giảm ma sát và định vị chính xác cho máy CNC; những máy này hoạt động tối ưu ngay cả trong môi trường đầy thách thức.
Vòng bi từ tính tương đối mới trong gia công CNC và không tiếp xúc với trục hoặc các bộ phận quay khác; thay vào đó, họ sử dụng nam châm điện để treo các bộ phận này. Điều này giúp trục chính cnc có thể đạt tốc độ cao, đồng thời rất chính xác, điều này rất quan trọng trong công việc chính xác. Chúng thích hợp nhất để sử dụng trong các trường hợp cần quay tốc độ cao và tốc độ mài mòn thấp để có thể giữ được độ chính xác của bánh răng. Vòng bi từ có thể quay với tốc độ hơn năm mươi nghìn vòng/phút và có rất ít ma sát.
Vòng bi gốm sử dụng vật liệu silicon nitride rất lý tưởng cho tiện CNC tốc độ cao và nhiệt độ cao. Chúng có khả năng chống mài mòn và chống ăn mòn rất cao do đó mang lại khả năng phục vụ lâu dài và hiệu quả cho các trục CNC. Hệ số giãn nở nhiệt thấp của chúng cho phép gia công chính xác các bộ phận ngay cả trong trường hợp nhiệt độ cao. Vòng bi gốm có tốc độ cao và nhiệt độ lên tới 1.800°F và tự bôi trơn.
Sử dụng chất lỏng có áp suất để giảm tiếp xúc giữa các bề mặt, nâng cao độ chính xác trong các ứng dụng CNC có tải trọng cao. Chúng rất hữu ích trong trường hợp máy CNC cần định vị chính xác, đặc biệt trong các ứng dụng yêu cầu tải trọng cao. Những vòng bi này cung cấp sự hỗ trợ và độ chính xác cho các bộ phận gia công, do đó nâng cao tiêu chuẩn của chúng. Vòng bi thủy tĩnh có thể hỗ trợ tải trọng lên tới 1000 tấn với các biến thể của một micromet.
1. Xử lý tải
Tải trọng xuyên tâm và hướng trục: Máy CNC chịu lực hướng tâm là lực theo hướng vuông góc với trục và lực dọc trục là lực theo hướng của trục. Trục chính CNC là một trong những ứng dụng mà vòng bi rãnh sâu có thể được sử dụng để xử lý chủ yếu tải trọng hướng tâm. Ví dụ, nếu hệ thống chịu tải trọng dọc trục như trong một số thiết kế trục chính thì ổ trục hướng trục hoặc ổ trục lực đẩy được ưu tiên sử dụng.
Kích thước tải: Đối với tải nhẹ hơn, vòng bi được sử dụng vì chúng chính xác và vận hành trơn tru. Mặt khác, đối với các ứng dụng CNC có tải trọng cao như máy phay hoặc máy tiện lớn, vòng bi lăn phù hợp hơn để xử lý tải trọng lớn.
Tải trọng hỗn hợp: Nếu tải trọng vừa phải thì có thể sử dụng vòng bi cầu rãnh sâu hoặc vòng bi tiếp xúc góc trong các máy CNC chịu cả tải trọng hướng tâm và hướng trục. Khi tải trọng cao, độ bền và độ tin cậy cần thiết của ứng dụng sẽ đạt được nhờ vòng bi côn.
Tải nặng và tốc độ thấp: Vòng bi trơn phù hợp cho ứng dụng sử dụng máy CNC ở mức tải cao nhưng tốc độ thấp vì vòng bi trơn không bị hạn chế về tốc độ cao.
2. Tốc độ quay
Ứng dụng tốc độ cao: Các máy có tốc độ cao như máy có trục chính xác cần vòng bi rãnh sâu, vòng bi tiếp xúc góc hoặc vòng bi trụ. Những vòng bi như vậy có thể cung cấp tốc độ quay cao và đồng thời rất chính xác.
Ứng dụng tốc độ thấp: Đối với các máy CNC có tốc độ thấp, việc sử dụng vòng bi côn là phù hợp vì chúng có thể chịu nhiều tải ở tốc độ thấp.
Giới hạn tốc độ của Vòng bi lực đẩy: Vòng bi lực đẩy không phù hợp cho hoạt động CNC tốc độ cao do phạm vi tốc độ hạn chế của chúng. Chúng phù hợp để cắt tốc độ thấp trong máy CNC hơn là cắt tốc độ cao.
Mối quan hệ giữa kích thước và tốc độ: Nhìn chung, người ta quan sát thấy rằng các vòng bi nhỏ hơn được sử dụng trong máy CNC có khả năng hoạt động ở tốc độ cao hơn. Vòng bi được sử dụng phải được chọn để chạy ở tốc độ cần thiết mà không vượt quá tốc độ giới hạn.
3. Yêu cầu về độ chính xác
Nhu cầu về độ chính xác cao: Ví dụ, gia công tinh xảo nằm trong số các máy CNC cần độ chính xác cao có thể cần vòng bi chất lượng cao. Để đảm bảo chuyển động quay chính xác của trục chính và vòng bi rãnh sâu có độ lệch thấp, vòng bi tiếp xúc góc và vòng bi trụ là lý tưởng.
Máy tiêu chuẩn: Trong hầu hết các máy CNC có yêu cầu về dung sai thông thường, vòng bi thông thường đạt tiêu chuẩn ISO P0 (Cấp 0) là đủ và đủ chính xác cho hầu hết các ứng dụng.
4. Cân nhắc về độ cứng nhắc
Độ cứng của vòng bi: Trong các máy CNC, đặc biệt là những máy có trục quay tốc độ cao, độ cứng là rất quan trọng. Vòng bi lăn hình trụ và côn được ưa chuộng trong các ứng dụng chịu tải cao vì độ cứng và khả năng chống biến dạng.
Tải trước để ổn định: Để tăng cường độ cứng và giảm thiểu độ rung của trục CNC, các ổ trục như ổ bi tiếp xúc góc và ổ côn có thể được tải trước. Quá trình này đòi hỏi phải sử dụng lực dọc trục trong quá trình lắp đặt để đảm bảo rằng giá đỡ được cố định tốt.
5. Các yếu tố bổ sung
Hạn chế về không gian: Khi không gian xuyên tâm bị giới hạn trong máy CNC, có thể sử dụng vòng bi kim hoặc cụm vòng cách và con lăn kim. Điều này làm cho chúng thích hợp để chịu tải trọng cao ở những khu vực nhỏ vì kích thước nhỏ của chúng.
Kiểm soát tiếng ồn và độ rung: Nếu việc kiểm soát tiếng ồn và độ rung là quan trọng đối với máy CNC của bạn thì bạn nên sử dụng vòng bi rãnh sâu có độ ồn thấp. Chúng giúp làm cho các hoạt động ít ồn ào và trôi chảy hơn.
Nhu cầu về tốc độ cao và độ chính xác: Trong các ứng dụng CNC trong đó tốc độ và độ chính xác rất quan trọng như trong trường hợp của các trung tâm gia công, thì nên sử dụng vòng bi có cấp độ chính xác cao hơn.
Khi chọn ổ trục để gia công CNC, điều cần thiết là phải điều chỉnh các đặc tính của nó phù hợp với yêu cầu cụ thể của bạn. Các yếu tố chính cần xem xét bao gồm loại tải mà máy CNC sẽ xử lý, tốc độ vận hành và mức độ chính xác cần thiết. Bằng cách đánh giá cẩn thận các yếu tố này và so sánh các loại vòng bi khác nhau, bạn có thể đảm bảo vận hành máy trơn tru, hiệu quả và chính xác. CNCYangsen cung cấp các giải pháp vòng bi và dây buộc chuyên nghiệp cho nhu cầu gia công CNC của bạn. Hãy liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay để nhận báo giá ngay lập tức và đảm bảo hiệu suất tối ưu cho thiết bị của bạn!