Śruby kulowe z chłodzonymi nakrętkami do precyzyjnej pracy obrabiarek CNC

Śruby kulowe NSK z chłodzonymi nakrętkami wyznaczają nowe standardy w zakresie precyzyjnej pracy obrabiarek z mechanicznymi elementami napędowymi. Potwierdzają to nie tylko własne badania NSK, ale także testy maszyn przeprowadzone przez CHIRON Group, znanego producenta centrów obróbczych.

W branży obrabiarek śruby kulowe wykorzystuje się do przekształcania ruchu obrotowego silnika elektrycznego na ruch liniowy. Bardzo często dokładność pozycjonowania, a także prędkość posuwu i przyspieszenie muszą sprostać ekstremalnym wymaganiom procesowym.

W wyniku działania sił osiowych, przyspieszenia i prędkości, śruby kulowe generują ciepło tarcia. Może ono powodować zwiększenie długości śruby (z powodu rozszerzalności cieplnej), a tym samym prowadzić do bardzo małych, ale często krytycznych niedokładności pozycjonowania, które mogą pogorszyć jakość obróbki.

Aby temu zapobiec, wiele centrów obróbczych jest wyposażonych w skalę długości, która mierzy rzeczywistą pozycję narzędzia. Z kolei w maszynach, które wymagają większej dokładności pozycjonowania możliwe jest zastosowanie śrub kulowych z wałem drążonym. W tym ostatnim przypadku chłodziwo przepływa przez wał, usuwając ciepło z układu. Ta metoda jest jednak dość kosztowna, ponieważ wymaga zastosowania – oprócz wydrążonego otworu – również złącza obrotowego dla śrub kulowych.

Nowe podejście wykorzystuje chłodzenie nakrętek śrub, co oznacza, że nie ma potrzeby wykonywania kosztownych otworów drążonych i złącz obrotowych, ponieważ schładzanie odbywa się bezpośrednio w miejscu powstawania ciepła. Kolejną kluczową zaletą jest to, że ciepło wytwarzane w śrubie kulowej nie jest już rozpraszane bezpośrednio w maszynie. To «oddzielenie» termiczne między obrabiarką a śrubą kulową jest ważne, ponieważ każda dodatkowa ilość ciepła może pogorszyć stabilność wymiarową. Uzyskane wyniki pokazują, że chłodzenie nakrętki pozwala poprawić jakość wykończenia powierzchni elementów obrabianych.

Inżynierowie NSK zaprojektowali korpus nakrętki w taki sposób, aby zmiany w śrubach kulowych związane z konstrukcją chłodzenia nie miały negatywnego wpływu na ich profil działania, co potwierdzają testy wytrzymałościowe w Centrum Technologicznym NSK.

Wieloletnia współpraca z CHIRON Group również uwiarygadnia te wyniki w praktyce. Zastosowanie śrub kulowych NSK z chłodzonymi nakrętkami oznacza, że centra obróbcze serii CHIRON 16 i 22 pracują z wyjątkowo wysoką precyzją nie tylko w zakresie łatwości pozycjonowania, ale także dokładności obróbki i wykończenia powierzchni.

➡ W dwóch seriach maszyn CHIRON śruby kulowe zostały również wyposażone w bardzo skuteczne uszczelnienie X1 firmy NSK, które chroni nakrętkę przed zanieczyszczeniami i utrzymuje smar w nakrętce przez dłuższy czas.

W przyszłości NSK zamierza kontynuować współpracę z Grupą CHIRON, a tym samym nadal optymalizować precyzyjnie ukierunkowaną technologię chłodzenia śrub kulowych. Ten zespołowy wysiłek umożliwi konstruktorom pogłębienie wiedzy na temat śrub kulowych i ich wpływu na wydajność maszyn.