Виды направляющих для станков с ЧПУ различаются по формам и типам работы. В этой статье мы рассмотрим гидродинамические и гидростатические виды направляющих.
Гидродинамические направляющие
Гидродинамические направляющие отличаются простотой конструкции, но хорошо работают лишь при достаточно больших скоростях скольжения, которым соответствуют скорости главного движения (продольно-строгальные, карусельные станки). Гидродинамический эффект, т.е. эффект всплывания подвижного узла, создается при помощи пологих клиновых скосов между смазочными канавками, выполненных на рабочей длине направляющих. В образованные таким образом сужающиеся зазоры при движении затягивается смазка и обеспечивается разделение трущихся поверхностей слоем жидкости. Недостатком гидродинамического вида направляющих для станков с ЧПУ является нарушение жидкостного трения в периоды разгона и торможения подвижного узла, что приводит их к износу.
Гидростатические направляющие
Гидростатические направляющие имеют более широкое применение. Они обеспечивают жидкостное трение при любых скоростях скольжения, поэтому имеют очень малое трение, высокую демпфирующую способность, достаточную жесткость (хотя ниже, чем у направляющих скольжения и качения). Масляный слой в этих направляющих обеспечивается подачей масла под давлением. Его толщина составляет 10–50 мкм, в отдельных случаях — до 100 мкм. Масло под давлением подается в карманы на направляющих, глубина которых составляет обычно 1–4 мм. По длине направляющих выполняют несколько каналов, разделенных дренажными канавками. Направляющие гидростатического вида для станков с ЧПУ бывают незамкнутыми (без планок) и замкнутыми, в которых масло подается как на основные грани, так и на вспомогательные (планки). Первые применяют обычно, если нормальная сила, действующая на рабочий узел станка, велика и приблизительно постоянна (например, при большой массе подвижного узла). Вторые воспринимают опрокидывающие моменты, имеют значительно более высокую жесткость, но требуют тщательного изготовления.
Недостатки данных направляющих данного вида: необходимость в гидравлической аппаратуре для подачи, циркуляции, фильтрации и сбора масла; существенный нагрев; трудность фиксации положения рабочего органа; повышенные требования к уходу в процессе эксплуатации.
Применяются гидростатические направляющие в прецизионных станках, а также в тяжелых и уникальных станках с ЧПУ.
Аэростатические направляющие
Направляющие с газовой смазкой — аэростатические по принципу работы похожи на гидростатические направляющие. Только аэростатические направляющие при работе разделены слоем воздуха, подаваемого в рабочий зазор под давлением. В результате они имеют самое низкое трение, высокую долговечность и точность позиционирования. При прекращении подачи воздуха обеспечивается надежная фиксация рабочего органа станка. Однако нагрузочная способность, жесткость и динамические характеристики у них несколько ниже, чем у других видов направляющих.
Применяются такие виды направляющих в станках с ЧПУ для обработки печатных плат, в координатно-измерительных машинах, а также в ряде других станков.
