Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Вертикальные обрабатывающие центры Haas серии VF и пятиосевые универсальные центры серии UMC являются одними из наиболее распространённых станков в производственных цехах по всему миру. Серия VF включает модели от компактного VF-1 с ходами 508 x 406 x 508 мм до крупногабаритного VF-12 с ходом по оси X свыше 3000 мм. Серия UMC представлена моделями UMC-500, UMC-750, UMC-1000 и UMC-1500, оснащёнными интегрированным двухосевым трунионным поворотным столом.
Точность позиционирования и повторяемость обработки определяются качеством ключевых узлов механики подачи: шарико-винтовых передач (ШВП), линейных направляющих, подшипников шпинделя и опорных узлов ШВП. Haas Automation использует компоненты ведущих мировых производителей -- THK, NSK -- при собственной сборке и настройке узлов на заводе в Окснарде (Калифорния, США).
Все перечисленные модели объединяет единая конструктивная философия: литая чугунная станина, прямой привод шпинделя (inline direct-drive), серводвигатели осей с обратной связью по энкодерам, а также фирменная система ЧПУ Haas.
ШВП является центральным элементом привода линейных осей в станках Haas. Компания использует шлифованные шарико-винтовые передачи на основе конструкций THK и NSK, с собственной доработкой под конкретные модели. На ранних модификациях станков серии VF-6 и выше (до 2014 года) применялись ШВП диаметром 40 мм с шагом 6 мм. В ходе модернизации в 2014 году был осуществлён переход на ШВП диаметром 50 мм с шагом 10 мм, что существенно повысило жёсткость и грузоподъёмность привода.
Предварительный натяг (преднатяг). Все ШВП в станках Haas поставляются с заводским преднатягом для устранения люфта. Преднатяг реализуется методом смещения шага витков внутри гайки (single-nut preload), что обеспечивает компактность конструкции по сравнению с двухгаечными системами.
Класс точности. ШВП станков VF и UMC соответствуют классу точности C5 по JIS B 1192 (ISO 3408). Для класса C5 вариация перемещения (e300) на любом участке длиной 300 мм составляет не более 0,018 мм (18 мкм). Данный класс является стандартным для фрезерных обрабатывающих центров общепромышленного назначения.
Типоразмеры винтов. В актуальных моделях станков Haas применяются два основных типоразмера ШВП:
Материал винтов -- закалённая хромированная сталь с шлифованной резьбой. Гайки выполнены с рециркуляцией шариков через трубку возврата (return-pipe type), что обеспечивает плавность хода и долговечность при скоростях быстрого перемещения до 25,4 м/мин.
В таблице приведены характеристики ШВП для актуальных моделей станков Haas. Конкретные параметры могут различаться в зависимости от года выпуска и серийного номера станка.
В обрабатывающих центрах Haas VF и UMC применяются профильные линейные направляющие THK. В зависимости от модели и поколения станка используются два основных типа: роликовые направляющие серии SRG (Caged Roller LM Guide) и шариковые направляющие серии HSR. Роликовые направляющие SRG обеспечивают жёсткость примерно вдвое выше, чем у шариковых направляющих аналогичного типоразмера, и применяются в стандартных моделях VF для повышения жёсткости станка. Шариковые направляющие HSR могут встречаться на некоторых модификациях SS и более ранних моделях.
Направляющие серии SRG используют цилиндрические ролики в качестве тел качения, размещённые в специальном сепараторе (roller cage). Сепаратор выполняет следующие функции: предотвращение контакта между роликами (устраняет межроликовое трение и снижает тепловыделение); равномерное распределение роликов при входе в нагруженную зону (обеспечивает стабильный плавный ход каретки); удержание смазки в зоне контакта (увеличивает интервалы обслуживания). Габаритные и присоединительные размеры серии SRG совместимы с глобальным стандартом THK серии HSR.
Данные по динамической и статической грузоподъёмности приведены по каталогу THK для серии SRG (базовый ресурс 100 км). Диапазон значений определяется типом каретки (стандартная/удлинённая) и её модификацией. На каждую ось устанавливаются два параллельных рельса с двумя или четырьмя каретками (блоками) на рельс.
Рельсы крепятся к чугунным направляющим поверхностям литых деталей станины через калиброванные клиновые прижимы (cams), обеспечивающие юстировку параллельности. Для защиты от загрязнений каретки оснащаются пылезащитными уплотнениями (end seals) и скребками. Смазка подаётся через централизованную систему автоматической смазки Haas.
В таблице приведены типоразмеры направляющих для актуальных моделей. Конкретные длины рельсов и тип направляющих (SRG/HSR) зависят от года выпуска станка.
Шпиндель станков Haas VF и UMC является картриджным узлом (spindle cartridge), собранным на заводе с прецизионными подшипниками и отбалансированным как единое целое. Конструкция предусматривает два передних радиально-упорных шарикоподшипника, установленных по O-образной схеме (back-to-back), разделённых дистанционной втулкой для повышения радиальной жёсткости. Задний подшипник -- радиальный шарикоподшипник (серия 6010 или аналогичная), обеспечивающий компенсацию теплового удлинения вала.
Керамические шарики из нитрида кремния (Si3N4) обладают рядом преимуществ перед стальными: масса примерно на 60% меньше, что снижает центробежные нагрузки на высоких оборотах; коэффициент теплового расширения ниже -- подшипник сохраняет стабильный преднатяг при нагреве; твёрдость выше стальных шариков -- увеличивается ресурс контактных поверхностей.
Система смазки шпинделя -- масловоздушная (air/oil), обеспечивающая дозированную подачу масла Mobil SHC 625 к подшипникам. Давление воздуха создаёт избыточное давление внутри шпинделя, предотвращая попадание СОЖ и стружки. Контроль подачи масла осуществляется через смотровое стекло (sight glass) на маслонасосе.
Каждая ШВП в станке Haas опирается на два подшипниковых узла: фиксированную опору со стороны серводвигателя (воспринимает осевые и радиальные нагрузки) и свободную опору с противоположной стороны (только радиальные нагрузки, допуская тепловое удлинение винта).
Первое поколение (до ~2013 г.): Опорный узел 30-0154 (для 32-мм ШВП) с прессовой посадкой подшипника в литой корпус и гибкой муфтой 30-1220A. Подшипники -- радиально-упорные шариковые в O-образной компоновке.
Второе поколение (с ~2013 г.): Картриджный подшипниковый узел 51-0268A (для 32-мм ШВП) и 51-0232 (для 40/50-мм ШВП). Картридж представляет собой предварительно собранный и отрегулированный узел с парой радиально-упорных подшипников, готовый к установке. Преимущество -- исключение ошибок при сборке и настройке преднатяга в полевых условиях.
При замене ШВП критически важно идентифицировать поколение подшипникового узла, так как совместимость спейсеров и посадочных размеров различается. Согласно сервисной документации Haas (AD0250), при установке новой 32-мм ШВП в картриджный узел 51-0268A может потребоваться спейсер 51-0240, если журнал (хвостовик) винта имеет увеличенную длину. В старый узел 30-0154 спейсер не устанавливается.
Система автоматической смазки Haas подаёт масло к направляющим и ШВП через дозирующие клапаны. Необходим регулярный контроль: уровень масла в резервуаре (ежедневно); расход масла через смотровое стекло (визуальный контроль количества капель при срабатывании цикла); состояние трубок подвода смазки к кареткам и гайкам ШВП -- осмотр на отсутствие перегибов и утечек. Рекомендуемое масло для направляющих -- Mobil Vactra No. 2 или аналог класса ISO VG 68.
Износ ШВП проявляется в виде увеличения люфта (backlash), который можно выявить двумя основными методами:
Встроенный тест Haas: Процедура диагностики через систему ЧПУ измеряет величину люфта по каждой оси. Значение отображается в параметрах и может быть скомпенсировано программно (backlash compensation). Допустимое значение компенсации для станков VF -- до 0,025 мм. Превышение сигнализирует о необходимости замены ШВП.
Круговой тест Renishaw Ballbar: Датчик Ballbar позволяет графически визуализировать люфт, а также выявить другие отклонения: несоосность осей, ошибки сервопривода, задержки реверса.
Износ направляющих проявляется в увеличении зазора в каретках, вибрациях при резании и ухудшении шероховатости обработанных поверхностей. Проверка включает: визуальный осмотр рельсов на задиры и коррозию; проверку плавности хода оси при ручном перемещении (jog) на минимальной скорости; измерение геометрии станка (прямолинейность, перпендикулярность) с помощью индикаторов.
Замена ШВП является одной из наиболее ответственных сервисных операций. Порядок действий основан на официальных процедурах Haas для горизонтальных осей (X, Y) станков с 32-мм ШВП.
1. Демонтаж серводвигателя. Отсоединить разъёмы электродвигателя и энкодера. Снять двигатель с крепёжного кронштейна.
2. Снятие старой ШВП. Ослабить прижимную гайку со стороны опорного подшипника. Открутить болты крепления гайки ШВП к корпусу суппорта (ballnut housing). Извлечь винт, не допуская боковых нагрузок на подшипники.
3. Установка новой ШВП. Очистить все посадочные поверхности. Установить винт, затянуть гайку ШВП к корпусу суппорта. Проверить равномерность хода -- вращение рукой должно быть плавным по всему ходу. Если натяжение неравномерно -- ослабить крепление опоры и повторно отцентровать. Затянуть все элементы с моментом согласно Haas Fastener Torque Specifications.
4. Послемонтажная проверка. Провести тест люфта (backlash test) через ЧПУ. Выполнить круговой тест Ballbar. Проверить геометрию станка.
Рельсы крепятся к обработанным поверхностям литых деталей через клиновые прижимы. Порядок: ослабить все клиновые прижимы; открутить болты рельса, перемещая ось для доступа; отсоединить трубки смазки от кареток; снять клин крепления гайки ШВП к каретке; установить новый рельс, выставить по базовой поверхности; затянуть прижимы и болты; проверить плавность хода по всему ходу оси. После замены -- обязательная проверка геометрии станка.
Формула номинального ресурса (JIS B 1192 / ISO 3408):
L = (C / Fm)3 x 106 [оборотов]
Пересчёт в километры пробега:
Lкм = L x l / 106 = (C / Fm)3 x l [км]
Где:
C -- базовая динамическая грузоподъёмность ШВП, кН; Fm -- средняя осевая нагрузка, кН; l -- шаг ШВП, мм
Допустим, базовая динамическая грузоподъёмность C = 25 кН (типовое значение для гайки данного типоразмера с преднатягом). Средняя осевая нагрузка при типовом фрезеровании Fm = 3 кН.
L = (25 / 3)3 x 106 = 578,7 x 106 оборотов
Lкм = (25 / 3)3 x 10 = 5 787 км
При среднем суточном пробеге оси около 5 км (типовое машиностроительное производство): расчётный ресурс составляет порядка 1 150 рабочих дней, или около 4--5 лет двухсменной эксплуатации.
Формула для роликовых направляющих THK SRG (базовый ресурс 100 км):
L = (C / P)10/3 x 100 [км]
C -- базовая динамическая грузоподъёмность каретки, кН; P -- эквивалентная нагрузка на каретку, кН
C = 60,8 кН (минимальное значение для стандартной каретки SRG 35). Эквивалентная нагрузка P = 5 кН.
L = (60,8 / 5)10/3 x 100 = 12,163,33 x 100
12,163,33 = 12,163 x 12,160,33 = 1 798 x 2,30 = 4 135
L = 4 135 x 100 = 413 500 км
Ресурс направляющих при правильной смазке и защите от загрязнений значительно превышает ресурс ШВП.
Станки серии UMC оснащены интегрированным двухосевым трунионным поворотным столом, что предъявляет дополнительные требования к узлам линейных осей.
Линейные оси конструктивно аналогичны соответствующим по размеру моделям VF. UMC-750 использует ШВП и направляющие, аналогичные VF-2 (32x10 мм, рельсы типоразмера 35 мм), а UMC-1000 -- компоненты, аналогичные VF-3/VF-4 (50x10 мм, рельсы типоразмера 45 мм).
Ось B (наклон): Диапазон от -35 до +120 градусов. Привод -- серводвигатель через червячную передачу. Подшипники -- прецизионные, обеспечивающие высокую моментную жёсткость.
Ось C (вращение): Полное вращение 360 градусов. Привод -- серводвигатель через червячную передачу.
При обслуживании станков UMC необходимо учитывать повышенные требования к юстировке трунионного узла: пересечение осей B и C должно быть выставлено с точностью не хуже 0,013 мм. Для проверки используется индикатор на шпинделе с обкаткой по планшайбе при повороте оси B на +90 и -90 градусов, а также оси C на 180 градусов. Шимовка подшипниковых опор трунионного узла применяется для коррекции перпендикулярности оси C к плоскости X-Y.
Для обслуживания и ремонта обрабатывающих центров Haas VF и UMC доступны следующие компоненты:
Актуальные модели Haas VF-2 оснащаются ШВП диаметром 32 мм с шагом 10 мм на всех трёх осях. Скоростные модификации VF-2SS и VF-2SSYT комплектуются ШВП с шагом 12 мм для более высоких скоростей перемещений. Ранние модели могли использовать шаг 8 мм. Для точного определения необходимо обратиться к спецификации по серийному номеру станка.
В станках Haas серии VF применяются профильные линейные направляющие THK. В зависимости от модели и года выпуска используются как роликовые направляющие серии SRG (Caged Roller), так и шариковые серии HSR. Роликовые направляющие обеспечивают примерно двукратное превосходство по жёсткости. Конкретный тип зависит от конфигурации станка.
Основные признаки: увеличение люфта свыше 0,025 мм по результатам встроенного теста ЧПУ; характерные "уши" на диаграмме кругового теста Ballbar; неравномерность хода при ручном перемещении оси; посторонние шумы при перемещении; видимый износ дорожек качения.
Нет, эти типоразмеры не являются обратно совместимыми. Замена невозможна без замены опорных подшипниковых узлов, муфт и корпуса гайки. Переход на 50x10 мм произведён Haas в 2014 году. При заказе запчастей необходимо идентифицировать поколение по серийному номеру станка или визуально определить тип установленного подшипникового узла.
Стандартный шпиндель UMC-750 (8 100 об/мин) использует два передних радиально-упорных шарикоподшипника со стальными телами качения в O-образной компоновке и один задний радиальный подшипник. Опциональные высокоскоростные шпиндели (12 000 и 15 000 об/мин) оснащаются подшипниками с керамическими шариками из нитрида кремния (Si3N4). Смазка -- масловоздушная (air/oil), масло Mobil SHC 625.
Зависит от типа установленного подшипникового узла. При старом узле 30-0154 спейсер не устанавливается. При картриджном узле 51-0268A -- спейсер может потребоваться в зависимости от длины журнала новой ШВП. Новые ШВП с укороченным журналом не требуют спейсера. Порядок определения изложен в сервисном документе Haas AD0250.
Расчётный ресурс направляющих THK при нормальных условиях эксплуатации значительно превышает ресурс ШВП и может составлять сотни тысяч километров пробега. Замена производится по фактическому состоянию: при появлении люфта в каретках, задиров на рельсах или после аварийных столкновений (crash).
Габаритные размеры направляющих THK являются отраслевым стандартом и совместимы с рельсами других производителей (NSK, INA/Schaeffler, SKF, Schneeberger и др.) соответствующего типоразмера. Необходимо обеспечить соответствие по классу преднатяга, точности, типу уплотнений и грузоподъёмности. Рекомендуется консультация со специалистами сервиса.
Программа прогрева распределяет смазку по подшипникам после простоя. На шпинделях с масловоздушной смазкой масло может скапливаться в нижних подшипниках. Программа Warm-Up (около 20 минут) постепенно увеличивает обороты. Рекомендуется после простоя более 4 часов. Полная программа обкатки (Run-In, около 4 часов) -- после длительного простоя (недели и более) или замены шпинделя.
В станках Haas серий VF и UMC используются шлифованные ШВП класса C5 по JIS B 1192 (ISO 3408). Для класса C5 вариация перемещения на любом участке длиной 300 мм не превышает 0,018 мм (18 мкм). Этот класс является стандартным для фрезерных обрабатывающих центров общепромышленного назначения.
Обрабатывающие центры Haas серий VF и UMC построены на проверенных компонентах ведущих мировых производителей линейной техники -- THK и NSK. ШВП диаметром 32 мм (VF-1, VF-2, UMC-500, UMC-750) и 50 мм (VF-3 -- VF-12, UMC-1000) класса точности C5 обеспечивают надёжное позиционирование на протяжении всего ресурса. Профильные линейные направляющие THK с сепаратором создают основу для высокой жёсткости и плавности хода осей. Подшипники шпинделя -- радиально-упорные шариковые, с опциональными керамическими телами качения из Si3N4 -- позволяют реализовать частоту вращения до 15 000 об/мин (и до 30 000 об/мин для шпинделей BT30).
Грамотное техническое обслуживание, своевременная диагностика люфтов и контроль системы смазки -- ключевые факторы сохранения точности станка. При замене ШВП, направляющих и подшипников шпинделя необходимо учитывать поколение комплектующих, совместимость опорных узлов и строго соблюдать процедуры юстировки из сервисной документации Haas Automation.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.