O impacto da pré-carga no desempenho do fuso de esferas em máquinas CNC

A pré-carga é a força axial controlada aplicada a um fuso de esferas durante a operação de uma máquina-ferramenta CNC. Ela elimina folgas axiais e minimiza a folga entre os eixos, aumentando assim a rigidez do fuso, a precisão de posicionamento e a capacidade de resposta do servo. Então, como o ajuste da pré-carga influencia os fusos de esferas em sistemas CNC?

Redução de folgas axiais: Uma pré-carga adequada pode diminuir ou eliminar as folgas axiais em fusos de esferas, aumentando assim a precisão e a rigidez da transmissão. Isso é crucial para manter alta precisão durante tarefas complexas de usinagem, como operações simultâneas de 5 eixos ou processos de torneamento e fresamento em centros de usinagem.

Aumento da rigidez axial: A pré-carga amplifica a rigidez axial, permitindo que os fusos de esferas resistam melhor à deformação causada por forças de corte (por exemplo, de fusos de alta velocidade) e forças de reação de guias lineares. Isso reduz os erros no rastreamento do servomotor.

Redução do desgaste: A pré-carga adequada otimiza a geometria de contato entre as esferas e as pistas, reduzindo a tensão hertziana por unidade de área. Isso diminui o desgaste e prolonga a vida útil dos fusos de esferas em sistemas de circuito fechado da FANUC ou da Siemens.

Considerações térmicas: Níveis elevados de pré-carga podem aumentar o atrito, elevando a temperatura da porca e induzindo o alongamento térmico do fuso. Pré-carga excessiva aumenta as demandas de torque do motor, reduz a eficiência da usinagem e pode encurtar a vida útil dos fusos de esferas devido ao superaquecimento.

Compatibilidade de Lubrificação e Pré-carga: Os ajustes de pré-carga devem estar em harmonia com o sistema de lubrificação automática da máquina CNC (por exemplo, sistemas intermitentes ou de micro-névoa de óleo). Isso garante que a película lubrificante permaneça intacta sob alta pressão, evitando descamação ou corrosão.

Estratégias de Ajuste de Carga: A pré-carga deve corresponder ao perfil de carga de corte do centro de usinagem. Uma pré-carga adequada compensa a deflexão causada pelas forças de corte e preserva a precisão. No entanto, sob altas cargas dinâmicas (por exemplo, em aplicações de torneamento e fresamento), o excesso de pré-carga acelera a fadiga e o lascamento em fusos de esferas.

Em resumo, a pré-carga ideal aumenta a rigidez e a precisão da usinagem, enquanto a pré-carga excessiva diminui a vida útil do fuso de esferas. Portanto, os ajustes de pré-carga devem ser meticulosamente determinados com base no tipo de máquina (por exemplo, centro de usinagem vertical/horizontal, pórtico, torno-fresador) e nos parâmetros de corte reais. Para obter aconselhamento sobre seleção ou esclarecer dúvidas técnicas, entre em contato com a JSWAY CNC COMPANY!