Kogelomloopspindels met gekoelde moeren verbeteren oppervlaktekwaliteit

NSK kogelomloopspindels met moerkoeling zetten nieuwe standaards voor de nauwkeurigheid van gereedschapsmachines met mechanische aandrijfcomponenten. Dit wordt niet alleen bevestigd door NSK’s eigen testen, maar ook door machinetesten die zijn uitgevoerd met de Chiron Group, een bekende fabrikant van bewerkingscentra. Deze NSK kogelomloopspindels dragen zo bij aan de uitmuntende oppervlaktekwaliteit van gefreesde onderdelen die geproduceerd worden op de nieuwe CNC bewerkingscentra van de Chiron Group.

De gereedschapsmachine-industrie gebruikt kogelomloopspindels om de roterende beweging van een elektromotor om te zetten in een lineaire beweging. Daarbij worden heel vaak extreme eisen aan de positioneringsnauwkeurigheid gesteld, evenals aan de verplaatsingssnelheid en de versnelling.

Als gevolg van axiale krachten, versnelling en snelheid, genereert de kogelomloopspindel wrijvingswarmte. Door deze warmte kan de lengte van de spindel toenemen (door thermische expansie) wat leidt tot zeer kleine, maar vaak kritische positioneeronnauwkeurigheden die de kwaliteit van de bewerking kunnen aantasten.

Om dit te voorkomen zijn veel bewerkingscentra uitgerust met een lengteschaal die de werkelijke positie van het gereedschap meet, terwijl voor de bewerkingscentra die een grotere positioneernauwkeurigheid vereisen, kogelomloopspindels met holle assen kunnen worden gebruikt. In dit laatste geval wordt koelvloeistof door de as geleid om de warmte uit het systeem af te voeren. Deze methode is echter vrij kostbaar, omdat bij draaiende spindels naast de holle boring ook een roterende wartel nodig is.

Een nieuwe aanpak is het koelen van de moer, wat betekent dat er geen dure holle boring en roterende wartel nodig zijn, aangezien de koeling direct plaatsvindt op het punt waar de warmte wordt opgewekt. Een ander belangrijk voordeel is dat de warmte die in de kogelomloopspindel ontstaat, niet langer direct in de machine wordt afgevoerd. Deze thermische ontkoppeling tussen de machine en de kogelomloopspindel is belangrijk, omdat warmte de maatvastheid kan beïnvloeden. De resultaten hebben aangetoond dat door het koelen van de moer de oppervlaktekwaliteit van bewerkte onderdelen kan worden verbeterd.

De NSK-ingenieurs hebben de moer zodanig ontworpen dat de veranderingen van de kogelomloopspindel door het koelen geen negatieve invloed hebben op het prestatieprofiel, zoals is bevestigd door duurtesten in het NSK Technology Centre.

Samenwerken

Jarenlange samenwerking met de Chiron Group heeft deze resultaten ook in de praktijk bevestigd. Het gebruik van NSK kogelomloopspindels met gekoelde moeren heeft aldus ertoe geleid dat bewerkingscentra van de serie Chiron 16 en 22 hun werk met uitzonderlijk hoge precisie kunnen doen, wat niet alleen geldt voor het positioneringsgemak, maar ook voor de bewerkingsnauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit.

In twee speciale Chiron series zijn de kogelomloopspindels ook uitgerust met NSK’s zeer effectieve X1 afdichting, die de moer beschermt tegen vervuiling en het smeermiddel gedurende langere tijd vasthoudt binnen de moer.

Vooruitkijkend plant NSK verdere samenwerking met de Chiron Group om de precieze koeltechnologie voor kogelomloopspindels verder te optimaliseren. Door dit teamwork krijgen de ontwikkelaars de gelegenheid hun kennis van kogelomloopspindels en de wijze waarop ze machineprestaties beïnvloeden, verder te verdiepen.