Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Пятиосевые обрабатывающие центры Hermle серии C представляют собой вертикальные фрезерные станки портального типа (модифицированная конструкция gantry), разработанные для высокоточной одновременной пятиосевой обработки. Линейка включает две группы: High Performance Line (модели C 12, C 22, C 32, C 42, C 52, C 62) и Performance Line (модели C 250, C 400, C 650). Все станки серии C объединяет характерная компоновка: три линейные оси (X, Y, Z) расположены в инструменте над рабочей зоной, а две ротационные оси (A и C) -- в заготовке, реализованные через наклонно-поворотный стол собственного производства Hermle.
Станина изготовлена из минерального литья (полимербетона), обладающего демпфирующими свойствами, превосходящими серый чугун до 10 раз по логарифмическому декременту колебаний (Cortes F., Castillo G., Materials and Design, 2007; Kepczak N., Advances in Mechanical Engineering, 2019). Это обеспечивает высокую термическую стабильность и эффективное гашение вибраций при обработке. Конструкция портала с тремя направляющими и симметричным расположением привода оси Y создает оптимальный баланс сил резания и реакции, минимизируя деформации несущей системы.
Критически важными компонентами, определяющими точность, динамику и ресурс станка, являются подшипники шпинделя, подшипниковые узлы поворотного стола, шарико-винтовые передачи (ШВП) и линейные направляющие. Подбор и состояние этих комплектующих напрямую влияют на позиционную точность, качество обработанной поверхности и межремонтный интервал.
* Модель C 30 U -- предыдущее поколение, в актуальной линейке заменена на C 32 GEN2. Данные приведены для справки, так как станки C 30U широко эксплуатируются на предприятиях.
Шпиндели станков Hermle серии C оснащаются прецизионными радиально-упорными шарикоподшипниками сверхвысокого класса точности (P4 и выше по ISO 492). В высокоскоростных модификациях применяются гибридные подшипники с шариками из нитрида кремния (Si3N4) и кольцами из хромистой подшипниковой стали (100Cr6 / AISI 52100). Гибридная конструкция является отраслевым стандартом для высокоскоростных шпинделей станков с ЧПУ.
Характерная конфигурация шпиндельного узла Hermle -- двухкомпонентная конструкция с защитой от столкновений. Передний подшипниковый узел включает группу из 2-3 радиально-упорных подшипников в тандемно-дуплексной компоновке (схемы DT+DB или TBT), обеспечивающую восприятие осевых нагрузок в обоих направлениях и высокую радиальную жесткость. Задний узел содержит один или два подшипника для фиксации вала и компенсации температурных удлинений.
Плотность Si3N4 составляет примерно 3,2 г/см3, что на 60% ниже плотности подшипниковой стали (7,8 г/см3). Меньшая масса шариков снижает центробежные нагрузки на наружное кольцо при высоких оборотах, уменьшая контактные напряжения и тепловыделение. Модуль упругости нитрида кремния (около 310 ГПа) выше, чем у стали (210 ГПа), что уменьшает площадь контактного пятна и снижает потери на трение скольжения.
Благодаря низкому коэффициенту теплового расширения керамики (около 3,2 x 10-6 К-1 против 12,5 x 10-6 К-1 у стали) и пониженной адгезии к металлу, гибридные подшипники менее чувствительны к недостаткам смазки и допускают повышенный параметр быстроходности n*dm.
Данные по n*dm -- каталог Schaeffler "Super Precision Bearings" (SP1).
Станки Hermle High Performance Line предлагают широкий выбор шпиндельных модулей. Стандартный интерфейс -- HSK-A63 (для модели C 52 также доступны варианты SK 50 и HSK-A100). Двухкомпонентная конструкция шпинделя позволяет заменять переднюю и заднюю части независимо друг от друга.
Мощность/момент C 42U и C 52U -- из официальных технических данных Hermle AG.
Наклонно-поворотный стол (NC-Schwenkrundtisch) -- ключевой узел 5-осевых станков Hermle, обеспечивающий наклон заготовки по оси A и непрерывное вращение по оси C. Все столы производятся на заводе Hermle в Госхайме (Германия). Применяются два типа привода ротационных осей:
Червячная передача (Worm gear) -- используется в моделях Performance Line (C 250, C 400, C 650) и как базовый вариант High Performance Line. Обеспечивает высокий крутящий момент и самоторможение. В моделях HPL ось A приводится тандемным червячным приводом (два червяка для устранения люфта).
Привод моментным двигателем (Torque drive) -- применяется в динамических версиях High Performance Line. Прямой безредукторный привод обеспечивает высокую динамику позиционирования и отсутствие люфта.
Ось A воспринимает значительные опрокидывающие моменты. Для этого применяются перекрестные роликовые подшипники или упорно-радиальные роликовые подшипники типа YRT, способные одновременно воспринимать радиальные, двусторонние осевые нагрузки и опрокидывающие моменты. Цилиндрические ролики расположены крест-накрест под углом 90 градусов, обеспечивая высокую жесткость при компактных габаритах. Точность вращения соответствует классу P4 или P2.
Ось C обеспечивает непрерывное вращение стола на 360 градусов. Применяются радиально-упорные роликовые подшипники или подшипники серий YRT/YRTS. Для версий MT (Mill-Turn), где ось C работает как ось токарного шпинделя со скоростью до 500-800 мин-1, применяются опорно-поворотные устройства высокоскоростных серий.
В поворотных столах Hermle широко применяются подшипники INA (Schaeffler Group). Линейка роликовых радиально-упорных подшипников INA обеспечивает высокую несущую способность. Серия ZKLDF -- упорные радиально-упорные шарикоподшипники для прямого привода -- разработана для поворотных столов с моментными двигателями.
Линейные оси станков Hermle серии C приводятся прецизионными шарико-винтовыми передачами. Применяются ШВП класса точности не ниже C3 по ISO 3408 (гармонизирован с JIS B 1192 и DIN 69051). Класс C3 гарантирует колебание хода не более 12 мкм на длине 300 мм.
Винты ШВП изготавливаются методом прецизионного шлифования после термической обработки (закалка до 58-62 HRC). Для устранения осевого люфта используются сдвоенные гайки с предварительным натягом.
В станках Hermle применяются ШВП производства THK (Япония), NSK (Япония), Bosch Rexroth (Германия). Выбор зависит от модели станка, длины хода оси и требуемых ускорений.
На фиксированной стороне устанавливаются подшипники типа ZKLF или ZKLN (INA/Schaeffler) либо NSK серии BSN/BSF класса JIS 5. На плавающей стороне -- радиальные подшипники, допускающие температурное удлинение винта.
Линейные оси оснащаются роликовыми линейными каретками INA серии RUE..-E на рельсах TSX. Роликовые направляющие обеспечивают на 30-50% более высокую жесткость и в 1,5-2 раза больший ресурс по сравнению с шариковыми благодаря линейному контакту ролика с дорожкой.
Ролики расположены с перекрестным контактом (X-компоновка), воспринимая нагрузки во всех направлениях. Согласно каталогу INA/Schaeffler, коэффициент трения RUE (без уплотнений) при C/P от 4 до 20 составляет 0,002-0,004. Направляющие допускают ускорения до 100 м/с2 и скорости до 4 м/с.
Конструктивная особенность Hermle -- три направляющих рельса на осях с повышенной нагрузкой. На оси Y устанавливаются три направляющих с одной кареткой на каждом рельсе для оптимального баланса сил.
Данные -- каталог INA/Schaeffler "Linear Recirculating Roller Bearing and Guideway Assemblies RUE..-E".
Помимо INA, могут применяться линейные роликовые направляющие THK и высокоточные роликовые рельсы Schneeberger. Для криволинейных перемещений доступны криволинейные направляющие THK. Все направляющие снабжены многоступенчатой системой уплотнений.
Все модели оснащаются герметизированными стеклянными линейками на всех линейных осях для замкнутого контура управления положением. Значения быстрого хода в скобках -- опциональная динамическая версия.
Шпиндельные подшипники работают с пластичной смазкой или масляно-воздушной системой в зависимости от скоростного режима. Шпиндели до 18 000 мин-1 используют пожизненную пластичную смазку. Высокоскоростные шпиндели (25 000-42 000 мин-1) требуют масляно-воздушной смазки.
Подшипники стола работают с пластичной смазкой, заложенной при сборке. Признаки износа: увеличение люфта, повышение момента сопротивления, шум/вибрации при позиционировании, снижение точности обработки.
ШВП требуют периодической проверки осевого люфта. При люфте более 0,01-0,02 мм необходима регулировка преднатяга или замена гайки. Направляющие обслуживаются централизованной системой автоматической смазки станка.
Система диагностики HMDS (Hermle Maintenance Diagnosis System) позволяет контролировать состояние привода осей, отслеживая токи серводвигателей, температуру и отклонения позиционирования.
Прецизионные радиально-упорные шарикоподшипники гибридной конструкции (стальные кольца + керамические шарики Si3N4) класса точности P4 и выше. Компоновка -- тандемно-дуплексная. Конкретный типоразмер зависит от модификации шпинделя. Мощность при 18 000 мин-1 составляет 42 кВт с крутящим моментом 148 Нм (данные Hermle AG).
Шлифованные ШВП класса C3 по ISO 3408 (JIS B 1192, DIN 69051). Класс C3 обеспечивает колебание хода не более 12 мкм на 300 мм. Винты из легированной стали с закалкой до 58-62 HRC.
Линейный контакт ролика с дорожкой дает на 30-50% более высокую жесткость и в 1,5-2 раза больший ресурс. Коэффициент трения 0,002-0,004, ускорения до 100 м/с2, скорости до 4 м/с (каталог INA/Schaeffler).
Перекрестные роликовые или упорно-радиальные роликовые подшипники типа YRT/YRTS (высокоскоростная серия для MT). Поставляются с заводским преднатягом, точность индексации 0,001 градуса.
Червячный привод -- высокий момент, самоторможение, тандемная схема для устранения люфта. Моментный привод -- безредукторный, высокая динамика, нулевой люфт. Тяжелая обработка -- червяк, высокоскоростная динамичная -- торк.
Si3N4 на 60% легче стали -- меньше центробежные нагрузки. Модуль упругости 310 ГПа (vs 210). КТР 3,2 x 10-6 К-1 (vs 12,5) -- стабильность преднатяга. Параметр n*dm до 3,0-3,3 x 106 мин-1*мм (каталог Schaeffler SP1).
Допустимо от сертифицированных производителей (FAG/Schaeffler, NSK, SKF, GMN, SNFA) при полном соответствии типоразмеру, классу точности, преднатягу, углу контакта и типу шариков. Рекомендуется замена комплектом и обкатка по регламенту.
Роликовые каретки INA серии RWU на рельсах TSX. Обеспечивают жесткость для заготовок до 3 000 кг (3-осевой) и до 1 500 кг (5-осевой режим). Замкнутый контур со стеклянными линейками.
C 52U -- ходы 1000/1100/750 мм, стол до 2 000 кг. Шпиндель 9 000-18 000 мин-1 (35 кВт / 215 Нм при HSK-A63), доступен HSK-A100. C 42U -- ходы 800/800/550, до 42 000 мин-1 (42 кВт / 148 Нм). Ось C в C 52U -- торк, быстрый ход 60/60/55 м/мин.
Минеральное литье с демпфированием до 10 раз выше чугуна; ШВП класса C3 с преднатягом; роликовые направляющие INA RUE; стеклянные линейки на всех осях; симметричный портал с тремя направляющими; подшипники класса P4 и выше.
Данная статья носит исключительно ознакомительный и информационно-справочный характер. Автор и редакция не несут ответственности за возможные неточности, ошибки или последствия использования представленной информации в практической деятельности. Все технические данные приведены на основе открытых источников, технической документации производителей и справочной литературы. Конкретные параметры станков зависят от поколения, модификации и комплектации; для точных спецификаций необходимо обращаться к актуальной документации Hermle AG. Перед выполнением любых работ по замене подшипников, ШВП, направляющих или иных комплектующих необходимо руководствоваться оригинальной технической документацией производителя. Автор не является представителем компании Hermle AG. Торговые марки принадлежат их правообладателям.
1. Schaeffler Technologies AG & Co. KG -- Каталог "Super Precision Bearings" (SP1), технические данные шпиндельных подшипников FAG.
2. NSK Ltd. -- "Machine Tool Spindle Bearing Selection & Mounting Guide", руководство по прецизионным подшипникам.
3. THK Co., Ltd. -- "Ball Screws Technical Information", каталог прецизионных ШВП.
4. Schaeffler Technologies AG & Co. KG -- "INA Linear Recirculating Roller Bearing and Guideway Assemblies RUE..-E", каталог направляющих.
5. ISO 3408:2006 -- "Ball screws", международный стандарт на ШВП.
6. ISO 492:2014 -- "Rolling bearings -- Radial bearings -- Tolerances".
7. DIN 69051 -- Стандарт на шарико-винтовые передачи.
8. JIS B 1192:2018 -- Японский стандарт точности ШВП.
9. Hermle AG -- Технические данные обрабатывающих центров серии C (официальная документация производителя).
10. Кудинов В.А. -- "Динамика станков". М.: Машиностроение, 1967.
11. Анурьев В.И. -- "Справочник конструктора-машиностроителя", Том 2. М.: Машиностроение, 2001.
12. Cortes F., Castillo G. -- "Comparison between the dynamical properties of polymer concrete and grey cast iron for machine tool applications". Materials & Design, 2007, Vol. 28, pp. 1461-1466.
13. Kepczak N. -- "Influence of the addition of SBR on the dynamic properties of polymer concrete for machine tool applications". Advances in Mechanical Engineering, 2019, Vol. 11(7).
14. GMN Paul Muller Industrie GmbH & Co. KG -- Документация по гибридным керамическим подшипникам.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.