A husillo de bolas en una máquina CNCes un componente de transmisión de precisión que convierte la rotación del motor en un movimiento lineal preciso. Se utiliza comúnmente en enrutadores CNC, fresadoras, tornos, máquinas de grabado, máquinas de plasma y otros sistemas de movimiento CNC.
En el caso de los equipos CNC, el husillo de bolas afecta directamente la precisión del posicionamiento, la repetibilidad, la suavidad del avance, la estabilidad del corte y el rendimiento{0}}de la máquina a largo plazo.
En el caso de una fresadora CNC, los ejes X e Y mostraron un posicionamiento inconsistente, con errores que alcanzaron aproximadamente0,08 milímetros. Después de reemplazar los tornillos de avance desgastados conJuegos de husillos de bolas rectificados grado C5y realinear-el sistema de movimiento lineal, la repetibilidad mejoró a aproximadamente0,01mm. Esto muestra por qué el husillo de bolas es uno de los componentes clave en la precisión de las máquinas CNC.
¿Qué es un husillo de bolas en una máquina CNC?
Un husillo de bolas en una máquina CNC es un dispositivo mecánico que utiliza un eje de husillo, una tuerca de bolas y bolas de recirculación para convertir el movimiento giratorio en movimiento lineal. Cuando el motor hace girar el eje del tornillo, la tuerca de bolas se mueve a lo largo del eje e impulsa el eje CNC hacia adelante o hacia atrás.
En términos simples, el motor proporciona rotación, el tornillo convierte esa rotación en un movimiento en línea recta-y el eje CNC se mueve según la trayectoria de la herramienta programada.
Proceso de movimiento básico:
1. El servomotor o motor paso a paso hace girar el eje del husillo de bolas.
2. Las bolas de acero ruedan entre el eje del husillo y la tuerca de bolas.
3. La tuerca de bolas se mueve linealmente a lo largo del eje del tornillo.
4. La mesa CNC, el pórtico o el eje del husillo se mueven con la tuerca.
Debido a que el movimiento se basa en un contacto rodante en lugar de un contacto deslizante, los husillos de bolas pueden proporcionar alta eficiencia, baja fricción, movimiento suave y buena precisión de posicionamiento.
Por qué las máquinas CNC utilizan husillos de bolas en lugar de husillos de avance
Los tornillos de avance se mueven mediante la fricción deslizante entre el tornillo y la tuerca. Esta estructura puede funcionar para máquinas simples, de baja-velocidad o de bajo-costo, pero la fricción por deslizamiento puede generar más desgaste, calor y reacción con el tiempo.
Una máquina CNC necesita un movimiento de avance estable, un juego reducido, un posicionamiento repetible y un movimiento confiable en condiciones de corte. Los husillos de bolas son más adecuados para estos requisitos porque las bolas rodantes reducen la fricción y mejoran la eficiencia de la transmisión.
En muchas aplicaciones CNC, la eficiencia del husillo de bolas puede alcanzar aproximadamente90–95%, lo que ayuda al motor a impulsar el eje con menos pérdida de potencia en comparación con los sistemas tradicionales de tornillo deslizante.
| Artículo de comparación | Husillo de bolas en máquina CNC | Tornillo de avance |
|---|---|---|
| Formulario de contacto | Contacto rodante a través de bolas de acero. | Contacto deslizante entre tornillo y tuerca. |
| Eficiencia | Generalmente alto, a menudo alrededor del 90-95% | Más bajo debido a la fricción por deslizamiento |
| Control de reacción | Se puede reducir con precarga. | Generalmente es más difícil de controlar si se desgasta-a largo plazo |
| Tener puesto | La menor fricción ayuda a reducir el desgaste. | La fricción por deslizamiento puede aumentar el desgaste con el tiempo |
| Idoneidad del CNC | Adecuado para movimientos de alimentación CNC precisos y repetibles | Más adecuado para sistemas simples, más lentos o menos precisos. |
Componentes principales de un sistema de husillo de bolas CNC
Un sistema de husillo de bolas CNC no es sólo el eje del husillo y la tuerca. También incluye bolas de recirculación, un sistema de retorno, cojinetes de soporte, acoplamiento, lubricación y la estructura de la máquina a su alrededor.
| Componente | Papel en la máquina CNC | Qué comprobar |
|---|---|---|
| Eje del tornillo | Convierte la rotación del motor en movimiento del eje. | Diámetro, paso, longitud, grado de precisión y mecanizado de extremos. |
| Tuerca de bolas | Se mueve a lo largo del tornillo y acciona el eje CNC. | Tipo de tuerca, precarga, tamaño de brida, estructura de retorno y espacio de montaje |
| Bolas de recirculación | Reducir la fricción entre el tornillo y la tuerca. | Circulación suave, lubricación, ruido y condiciones de desgaste. |
| Sistema de devolución | Mantiene las bolas circulando dentro de la tuerca. | Velocidad, ruido, estabilidad y estructura de tuerca. |
| Rodamientos de soporte | Soporta los extremos del tornillo y controla el movimiento axial. | Tipo de soporte, alineación y precarga del rodamiento BK/BF, FK/FF, EK/EF |
| Enganche | Conecta el motor y el eje del tornillo. | Alineación, torsión, juego y espacio de instalación. |
¿Cómo funciona un husillo de bolas en una máquina CNC?
El principio de funcionamiento se basa en rodar en lugar de deslizarse. El motor hace girar el eje del tornillo y la ranura helicoidal guía las bolas rodantes entre el eje del tornillo y la tuerca. La tuerca se mueve linealmente y acciona el eje CNC.
Las bolas no ruedan simplemente una vez y se detienen. Retornan continuamente a través del sistema de retorno de bolas dentro de la tuerca. Esta circulación continua permite un movimiento lineal suave durante ciclos de corte CNC repetidos.
Un husillo de bolas transmite principalmente fuerza axial. En las máquinas CNC, la carga radial y la carga lateral normalmente deben soportarse mediante guías lineales, bloques guía o estructuras de soporte. Esta separación ayuda al husillo de bolas a centrarse en un movimiento de avance preciso, mientras que el sistema de guía soporta las fuerzas de corte y la rigidez de la máquina.
Ventajas de los husillos de bolas en máquinas CNC
Los husillos de bolas se utilizan ampliamente en máquinas CNC porque cumplen varios requisitos de movimiento importantes al mismo tiempo: eficiencia, precisión, repetibilidad, suavidad y estabilidad de la carga.
1. Alta eficiencia
La fricción por rodadura requiere menos torque que la fricción por deslizamiento. Esto ayuda a las máquinas CNC a lograr un movimiento de avance más suave y una mejor aceleración con menos pérdida de potencia.
2. Menor juego
Con una precarga adecuada, un husillo de bolas CNC puede reducir el juego axial y mejorar la repetibilidad. Esto es importante para contornear, hacer cajeras, perforar, grabar y realizar operaciones de mecanizado repetidas.
3. Mejor precisión de posicionamiento
Las máquinas CNC dependen del movimiento controlado del eje. Un husillo de bolas correctamente seleccionado e instalado ayuda a que la máquina alcance la posición programada de forma más consistente.
4. Movimiento de alimentación estable
El mecanismo de rodamiento ayuda a reducir los problemas de deslizamiento-. Esto proporciona un movimiento más suave durante el corte, especialmente cuando el eje cambia de dirección o se mueve a baja velocidad.
5. Larga vida útil
Una menor fricción generalmente significa menos desgaste y menos calor. Con una lubricación, alineación y protección correctas, un husillo de bolas puede mantener un movimiento estable del eje CNC durante mucho tiempo.
Tipos de husillos de bolas utilizados en máquinas CNC
Diferentes máquinas CNC requieren diferentes tipos de husillos de bolas. La elección adecuada depende de la precisión del posicionamiento, la carga, el tamaño de la máquina, la velocidad, el presupuesto y el entorno de trabajo.
| Tipo de husillo de bolas | Uso típico de CNC | Dirección de selección |
|---|---|---|
| Husillo de bolas laminado C7 | Enrutadores CNC, máquinas para trabajar la madera, máquinas de grabado, automatización general. | Rentable-para el movimiento de alimentación CNC común |
| Husillo de bolas rectificado C5 | Máquinas CNC de mayor-precisión, equipos de inspección y ejes de posicionamiento de precisión | Seleccionado cuando la precisión del posicionamiento es más exigente |
| Husillo de bolas de doble tuerca | Ejes que requieren menor juego y mayor rigidez | Útil cuando la precarga y la rigidez son importantes |
| Husillo de bolas en miniatura | Pequeñas máquinas CNC, automatización compacta, equipos de escritorio. | Adecuado para espacios limitados y cargas más ligeras |
Dónde se utilizan husillos de bolas en máquinas CNC
Los husillos de bolas se utilizan habitualmente en los ejes de movimiento principales de las máquinas CNC. Cada eje tiene diferentes requisitos de carga y movimiento.
| Eje CNC | Cómo se utiliza el husillo de bolas | Requisito clave |
|---|---|---|
| Eje X- | Mueve la mesa o pórtico horizontalmente. | Recorrido largo, avance suave, repetibilidad y soporte adecuado |
| Eje Y- | Admite el movimiento de la mesa o del pórtico a lo ancho de la máquina | Rigidez, alineación y movimiento estable bajo carga de corte. |
| Eje Z- | Mueve el eje hacia arriba y hacia abajo. | Carga axial, fuerza de frenado o retención, juego reducido y seguridad vertical |
Guía básica: Cómo elegir un husillo de bolas para máquina CNC
Para elegir un husillo de bolas para una máquina CNC no es necesario comenzar con cálculos complicados. Para una comunicación temprana, los compradores pueden primero confirmar varios factores básicos.
Diámetro del tornillo:
Los diámetros más grandes suelen proporcionar mayor rigidez y menor deflexión. Los tamaños comunes de CNC incluyen 12 mm, 16 mm, 20 mm, 25 mm y tamaños más grandes.
Plomo o tono:
Una ventaja más pequeña generalmente proporciona un posicionamiento más preciso y un empuje más fuerte. Un cable más grande permite un movimiento más rápido pero puede reducir la resolución de posicionamiento.
Grado de precisión:
Los husillos de bolas enrollados C7 se utilizan comúnmente en enrutadores CNC, máquinas para trabajar la madera, máquinas de grabado y automatización general. Los husillos de bolas rectificados C5 generalmente se seleccionan para máquinas CNC de mayor-precisión y aplicaciones de posicionamiento exigentes.
Mecanizado de longitud y extremo:
La longitud del tornillo y los extremos mecanizados deben coincidir con el recorrido de la máquina, las unidades de soporte, los asientos de los cojinetes, el acoplamiento y la disposición del motor.
Precarga:
La precarga puede reducir el juego y mejorar la rigidez, pero la precarga excesiva puede aumentar la fricción, el calor y la carga del motor.
Unidades de apoyo:
Las unidades de soporte BK/BF, FK/FF y EK/EF se seleccionan según el tamaño del tornillo, la estructura de la máquina y el espacio de instalación.
Referencia de husillo de bolas CNC DLY
Suministros DLYHusillos de bolas laminados C7yHusillos de bolas rectificados C5para máquinas CNC, equipos de automatización, máquinas de grabado, máquinas para trabajar la madera y sistemas de posicionamiento de precisión.
El material del eje del husillo de bolas DLY esS55C, y el material de la tuerca de bola es20CrMo. Para aplicaciones CNC, el diámetro del tornillo, el paso, el grado de precisión, el tipo de tuerca, el mecanizado de extremos, las unidades de soporte y las condiciones de instalación deben confirmarse juntos.
Para un sistema de movimiento CNC completo, el husillo de bolas también debe comprobarse junto con las guías lineales, los bloques guía, el acoplamiento, el motor, el bastidor de la máquina, la lubricación y las condiciones de protección.
Conclusión
A husillo de bolas en una máquina CNCEs uno de los componentes clave que convierte la rotación del motor en un movimiento lineal preciso. Afecta directamente el movimiento de alimentación, la precisión del posicionamiento, la repetibilidad y la estabilidad del corte a largo plazo.
En comparación con los husillos de avance, los husillos de bolas utilizan contacto rodante, lo que proporciona mayor eficiencia, menor fricción, mejor repetibilidad y mayor vida útil en los sistemas de movimiento CNC.
Para la selección de la máquina CNC, el husillo de bolas debe coincidir con la carga de la máquina, la dirección del eje, la longitud del recorrido, la velocidad, el grado de precisión, la precarga, las unidades de soporte y la estructura de instalación.
¿Necesita ayuda para comprobar un husillo de bolas CNC?
Si está confirmando el diámetro del husillo de bolas, el avance, el grado de precisión, el mecanizado de extremos, la unidad de soporte o los requisitos del eje CNC, puede enviar el modelo, el dibujo, la carga, la longitud del recorrido o la aplicación de la máquina como referencia.
Correo electrónico: export@dlybearing.com
