Využití kuličkových šroubů s chlazením matice přispělo k lepšímu povrchu obrobených dílů

Výrobci obráběcích strojů používají kuličkové šrouby k převodu rotačního pohybu elektromotoru na lineární pohyb. Často jsou kladeny extrémní požadavky na přesnost polohování, jakož i rychlost a zrychlení pojezdu.

V důsledku axiálních sil, zrychlení a rychlosti generuje kuličkový šroub teplo. Toto teplo způsobuje podélnou dilataci šroubu (v důsledku jeho tepelné roztažnosti), která může vést k velmi malým, ale často kritickým nepřesnostem polohování, jež zhoršují kvalitu obrábění.

Aby se tomu zabránilo, je mnoho obráběcích center vybaveno odměřováním, které měří skutečnou polohu nástroje. Pro ty stroje, které vyžadují ještě vyšší přesnost polohování, je možné použít kuličkový šroub s dutou hřídelí. V tom případě prochází dutou hřídelí chladicí kapalina a odvádí z mechanismu třením vznikající teplo. Tento způsob je však poměrně nákladný, protože šrouby vyžadují kromě vrtání v hřídeli zajistit také rotační spojení přívodu chladicí kapaliny.

Novou možností je chlazení matice, což znamená, že není potřeba vyrábět poměrně nákladné vrtání v dříku šroubu a zajistit rotační spojení přívodu chladiva, protože je ochlazováno přímo to místo, kde se teplo vytváří. Další velkou výhodou je, že teplo generované v kuličkovém šroubu se již nerozptyluje přímo ve stroji. Tepelná izolace stroje a kuličkového šroubu je důležitá, protože jakékoli teplo odváděné do konstrukce stroje může narušit jeho tvarovou stabilitu. Výsledky dokazují, že chlazení matice umožňuje zvýšit kvalitu povrchu obráběných součástí.

Inženýři NSK navrhli tělo matice tak, aby konstrukční úpravy kuličkového šroubu v souvislosti s chlazením neměly žádný negativní vliv na jeho výkonnostní parametry, což potvrzují testy odolnosti provedené v Technologickém centru NSK.

Tyto výsledky v praxi potvrdila také firma CHIRON Group, s níž NSK již mnoho let spolupracuje. Použití kuličkových šroubů NSK s chlazenými maticemi znamená, že obráběcí centra CHIRON řady 16 a 22 pracují s mimořádnou přesností, což platí nejen pro samotné polohování, ale také pro přesnost obrábění a kvalitu povrchu.

U těchto dvou specifických řad center CHIRON jsou kuličkové šrouby také vybaveny vysoce účinným těsněním X1 od NSK, které chrání matici před znečištěním a dlouhodobě zadržuje mazivo v matici.

Do budoucna hodlá NSK pokračovat ve spolupráci s firmou CHIRON Group a v optimalizaci techniky chlazení kuličkových šroubů. Tato týmová práce umožní vývojářům, aby si prohloubili své znalosti o kuličkových šroubech a o tom, jak ovlivňují výkon stroje.