Bạn có biết có bao nhiêu loại thanh ray dẫn hướng trong các trung tâm gia công CNC không?

“Giải thích chi tiết về các loại thanh ray dẫn hướng cho trung tâm gia công CNC”

1. Thanh dẫn hướng chuyển động tuyến tính
   Ray dẫn hướng tuyến tính là loại ray dẫn hướng phổ biến nhất trong các trung tâm gia công. Nó dẫn hướng các bộ phận chuyển động theo đường thẳng một cách chính xác. Ray dẫn hướng tuyến tính có ưu điểm là cấu trúc đơn giản, dễ chế tạo và đảm bảo độ chính xác cao. Trên mỗi trục của trung tâm gia công, chẳng hạn như trục X, trục Y và trục Z, ray dẫn hướng tuyến tính thường được sử dụng.
   Độ chính xác và hiệu suất của ray dẫn hướng chuyển động tuyến tính phụ thuộc vào vật liệu, quy trình sản xuất và độ chính xác lắp đặt. Ray dẫn hướng chuyển động tuyến tính chất lượng cao có thể đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy ổn định của trung tâm gia công trong điều kiện chuyển động tốc độ cao và tải trọng nặng.
2. Thanh dẫn hướng chuyển động tròn
   Ray dẫn hướng chuyển động tròn chủ yếu được sử dụng cho trục quay của trung tâm gia công hoặc các bộ phận cần chuyển động tròn. Việc thiết kế và sản xuất ray dẫn hướng chuyển động tròn tương đối phức tạp, và do đặc thù của chuyển động tròn, cần phải xem xét các yếu tố như lực ly tâm và ma sát.
   Ray dẫn hướng chuyển động tròn thường sử dụng ổ bi hoặc ổ lăn có độ chính xác cao để đảm bảo độ trơn tru và chính xác của chuyển động quay. Trong một số trung tâm gia công chính xác cao, ray dẫn hướng chuyển động tròn thủy tĩnh cũng được sử dụng để cải thiện hơn nữa độ chính xác và độ ổn định của trục quay.

1. Thanh dẫn hướng chuyển động chính
   Ray dẫn hướng chuyển động chính là ray dẫn hướng chịu trách nhiệm thực hiện chuyển động chính của dụng cụ hoặc phôi trong trung tâm gia công. Độ chính xác và hiệu suất của ray dẫn hướng chuyển động chính có tác động quan trọng đến độ chính xác và hiệu quả gia công của trung tâm gia công.
   Trong các trung tâm gia công, ray dẫn hướng lăn có độ chính xác cao hoặc ray dẫn hướng thủy tĩnh thường được sử dụng cho ray dẫn hướng chuyển động chính. Những ray dẫn hướng này có các đặc tính như tốc độ cao, độ chính xác cao và độ cứng cao, có thể đáp ứng các yêu cầu của trung tâm gia công trong điều kiện cắt tốc độ cao và gia công tải trọng nặng.
2. Thanh dẫn hướng chuyển động nạp liệu
   Ray dẫn hướng chuyển động cấp liệu là ray dẫn hướng chịu trách nhiệm thực hiện chuyển động cấp liệu của dụng cụ hoặc phôi trong trung tâm gia công. Độ chính xác và độ ổn định của ray dẫn hướng chuyển động cấp liệu ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác gia công và chất lượng bề mặt của trung tâm gia công.
   Ray dẫn hướng chuyển động nạp liệu thường sử dụng ray dẫn hướng trượt, ray dẫn hướng lăn hoặc ray dẫn hướng thủy tĩnh. Trong đó, ray dẫn hướng lăn và ray dẫn hướng thủy tĩnh có độ chính xác và độ ổn định cao hơn, phù hợp với các trung tâm gia công có độ chính xác cao; ray dẫn hướng trượt có ưu điểm là cấu trúc đơn giản, chi phí thấp, phù hợp với một số trung tâm gia công có độ chính xác trung bình và thấp.
3. Thanh dẫn hướng điều chỉnh
   Ray dẫn hướng điều chỉnh là ray dẫn hướng được sử dụng trong trung tâm gia công để điều chỉnh vị trí của dụng cụ hoặc phôi. Độ chính xác và độ linh hoạt của ray dẫn hướng điều chỉnh có tác động quan trọng đến độ chính xác gia công và sự tiện lợi khi vận hành trung tâm gia công.
   Ray dẫn hướng điều chỉnh thường sử dụng ray dẫn hướng trượt hoặc ray dẫn hướng lăn. Các ray dẫn hướng này có hệ số ma sát nhỏ và độ chính xác cao, có thể dễ dàng điều chỉnh chính xác dụng cụ hoặc phôi.

1. Thanh dẫn hướng trượt
   (1) Thanh dẫn hướng trượt truyền thống
   Ray dẫn hướng truyền thống bằng gang đúc và thép tôi gang có ưu điểm là kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, độ cứng tốt và khả năng chống rung cao. Tuy nhiên, loại ray dẫn hướng này có nhược điểm là hệ số ma sát tĩnh lớn và hệ số ma sát động thay đổi theo tốc độ, dẫn đến tổn thất ma sát lớn. Ở tốc độ thấp (1-60 mm/phút), hiện tượng bò trườn dễ xảy ra, làm giảm độ chính xác định vị của các chi tiết chuyển động. Do đó, ngoại trừ các máy công cụ CNC giá rẻ, ray dẫn hướng trượt truyền thống không còn được sử dụng trên các máy công cụ CNC khác.
   (2) Thanh dẫn hướng trượt bọc nhựa
   Hiện nay, hầu hết các máy công cụ CNC đều sử dụng ray dẫn hướng bọc nhựa, tức là một lớp màng nhựa mềm được làm từ nhựa và các vật liệu hóa học khác được dán lên bề mặt ma sát của ray dẫn hướng di chuyển. Nhựa ray dẫn hướng thường được chia thành hai loại: ray dẫn hướng mềm Teflon và ray dẫn hướng phủ lớp chống mài mòn epoxy.
   Thanh ray dẫn hướng trượt bọc nhựa có những đặc điểm sau:
   • Đặc tính ma sát tốt: Dây đai mềm bằng màng nhựa của thanh dẫn hướng bọc nhựa có hệ số ma sát thấp, có thể giảm lực cản ma sát của các bộ phận chuyển động và cải thiện độ trơn tru khi chuyển động.
   • Khả năng chống mài mòn tốt: Dây đai mềm bằng màng nhựa có khả năng chống mài mòn tốt và có thể kéo dài tuổi thọ của thanh ray dẫn hướng.
   • Chuyển động ổn định: Hệ số ma sát của ray dẫn hướng bọc nhựa ổn định, không thay đổi theo tốc độ. Do đó, chuyển động ổn định và ít xảy ra hiện tượng bò trườn.
   • Giảm rung tốt: Đai mềm bằng màng nhựa có độ đàn hồi nhất định và có thể hấp thụ rung động của các bộ phận chuyển động và cải thiện độ chính xác gia công của trung tâm gia công.
   • Khả năng sản xuất tốt: Quy trình sản xuất thanh ray dẫn hướng bọc nhựa tương đối đơn giản, chi phí thấp và dễ lắp đặt, bảo trì.
2. Thanh dẫn hướng lăn
   (1) Nguyên lý hoạt động
   Ray dẫn hướng lăn đặt các bộ phận lăn như bi, con lăn và kim vào giữa các bề mặt ray dẫn hướng để chuyển đổi ma sát trượt giữa các bề mặt ray dẫn hướng thành ma sát lăn. Phương pháp ma sát này làm giảm đáng kể lực cản ma sát và cải thiện độ nhạy cũng như độ chính xác của chuyển động.
   (2) Ưu điểm
   • Độ nhạy cao: Hệ số ma sát động và hệ số ma sát tĩnh của ray dẫn hướng lăn chênh lệch rất nhỏ nên chuyển động ổn định, ít xảy ra hiện tượng trườn khi di chuyển ở tốc độ thấp.
   • Độ chính xác định vị cao: Độ chính xác định vị lặp lại của thanh dẫn hướng lăn có thể đạt tới 0,2 um, đáp ứng được yêu cầu của các trung tâm gia công có độ chính xác cao.
   • Lực cản ma sát nhỏ: Hệ số ma sát lăn của các bộ phận lăn nhỏ hơn nhiều so với hệ số ma sát trượt, giúp chuyển động của các bộ phận chuyển động nhẹ hơn và giảm mức tiêu thụ công suất truyền động.
   • Ít mài mòn, duy trì độ chính xác tốt và tuổi thọ cao: Diện tích tiếp xúc giữa các bộ phận lăn và bề mặt ray dẫn hướng nhỏ, ít mài mòn và có thể duy trì độ chính xác cao trong thời gian dài.
     (3) Nhược điểm
     Ray dẫn hướng lăn có khả năng chống rung kém và yêu cầu bảo vệ cao. Trong quá trình gia công, rung động sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác chuyển động của các chi tiết lăn, từ đó làm giảm độ chính xác gia công của trung tâm gia công. Ngoài ra, ray dẫn hướng lăn cần có biện pháp bảo vệ tốt để ngăn bụi, phoi và các tạp chất khác xâm nhập vào bề mặt ray, gây hư hỏng cho các chi tiết lăn và ray dẫn hướng.
     (4) Các dịp nộp đơn
     Ray dẫn hướng lăn đặc biệt phù hợp cho những trường hợp các bộ phận làm việc của máy công cụ đòi hỏi chuyển động đồng đều, chuyển động nhạy bén và độ chính xác định vị cao. Đây là lý do tại sao ray dẫn hướng lăn được sử dụng rộng rãi trong máy công cụ CNC.
3. Ray dẫn hướng thủy tĩnh
   (1) Ray dẫn hướng thủy tĩnh chất lỏng
   • Nguyên lý hoạt động
     Giữa hai bề mặt làm việc của ray dẫn hướng thủy tĩnh chất lỏng có một khoang chứa dầu. Sau khi dầu bôi trơn được đưa vào với một áp suất nhất định, một lớp dầu thủy tĩnh có thể hình thành, giúp bề mặt làm việc của ray dẫn hướng ma sát hoàn toàn với chất lỏng, không bị mài mòn và duy trì độ chính xác tốt.
   • Thuận lợi
     • Độ chính xác cao: Thanh dẫn hướng thủy tĩnh chất lỏng có thể cung cấp độ chính xác cực cao và đảm bảo độ chính xác ổn định của trung tâm gia công trong điều kiện chuyển động tốc độ cao và tải trọng nặng.
     • Hệ số ma sát thấp: Ma sát của chất lỏng nguyên chất làm cho hệ số ma sát cực kỳ thấp, giúp giảm đáng kể mức tiêu thụ lực truyền động.
     • Không bị trườn ở tốc độ thấp: Ngay cả ở tốc độ thấp, thanh ray dẫn hướng thủy tĩnh lỏng cũng không có hiện tượng trườn, đảm bảo chuyển động êm ái.
     • Khả năng chịu tải lớn và độ cứng tốt: Màng dầu thủy tĩnh có thể chịu được tải trọng lớn, cải thiện khả năng chịu tải và độ cứng của trung tâm gia công.
     • Dầu có tác dụng hấp thụ rung động và chống rung tốt: Dầu có thể hấp thụ rung động và giảm tác động của rung động trong quá trình gia công đến độ chính xác gia công.
   • Nhược điểm
     Cấu trúc của ray dẫn hướng thủy tĩnh lỏng rất phức tạp, đòi hỏi hệ thống cung cấp dầu và độ sạch của dầu phải cao. Điều này làm tăng chi phí sản xuất và bảo trì.
   • Phân loại
     Ray dẫn hướng thủy tĩnh chất lỏng dùng cho trung tâm gia công có thể được chia thành hai loại chính: loại hở và loại kín. Khoang dầu của ray dẫn hướng thủy tĩnh chất lỏng hở được kết nối trực tiếp với môi trường bên ngoài, cấu trúc đơn giản nhưng dễ bị ô nhiễm bên ngoài; khoang dầu của ray dẫn hướng thủy tĩnh chất lỏng kín được đóng kín, dầu được tái chế để sử dụng, độ sạch cao nhưng cấu trúc phức tạp.
     (2) Ray dẫn hướng thủy tĩnh khí
   • Nguyên lý hoạt động
     Sau khi đưa khí có áp suất nhất định vào giữa hai bề mặt làm việc của ray dẫn hướng thủy tĩnh khí, một lớp màng khí thủy tĩnh có thể được hình thành, khiến hai bề mặt ray dẫn hướng của máy đột CNC tách biệt đều nhau để có được chuyển động có độ chính xác cao.
   • Thuận lợi
     • Hệ số ma sát nhỏ: Hệ số ma sát của chất khí cực kỳ nhỏ, làm cho chuyển động của các bộ phận chuyển động nhẹ hơn.
     • Không dễ gây ra hiện tượng nóng lên và biến dạng: Do hệ số ma sát nhỏ nên nhiệt sinh ra ít hơn và không dễ gây ra hiện tượng nóng lên và biến dạng thanh ray dẫn hướng.
   • Nhược điểm
     • Khả năng chịu tải nhỏ: Khả năng chịu tải của thanh ray dẫn hướng thủy tĩnh khí tương đối nhỏ và thường được sử dụng trong những trường hợp tải trọng nhỏ.
     • Biến động áp suất không khí ảnh hưởng đến độ chính xác: Biến động áp suất không khí sẽ gây ra những thay đổi trong màng không khí, do đó ảnh hưởng đến độ chính xác của thanh dẫn hướng.
     • Cần lưu ý phòng ngừa bụi: Bụi rơi vào bề mặt ray dẫn hướng không khí sẽ gây hư hỏng bề mặt ray dẫn hướng, do đó cần phải có biện pháp phòng ngừa bụi hiệu quả.