CNC雕刻機圓形導軌VS方形導軌

CNC直線導軌套件

直線導軌（CNC直線導軌套件）有兩種類型：圓形導軌和方形導軌。圓形導軌最早出現，但其精確度不如方形導軌組件。但對於重載垂直運動，圓形導軌是首選導軌。應用程式將決定應使用哪種類型的直線導軌。選擇其中一個的標準與選擇其他任何標準沒有什麼不同 CNC雕刻機 組件，規範設計，定義系統目標，並從過去的成功和錯誤中學習。但任何缺乏經驗的人都可能會犯一些簡單的錯誤。最好的起點是學習每種類型的基本品質並採用與應用程式最相關的品質。

過去 60 年來，圓形導軌技術已經磨練得近乎完美，而方形導軌則已發展了 35 年左右。大多數問題都是由誤用和誤用引起的。誤用的主要原因往往來自個人偏見、誤判或美感判斷。也就是說，相對較小的線性導軌可能很好地滿足負載、速度和所有其他要求。但當安裝到 CNC 雕刻機上時，明眼人可能會認為它看起來很脆弱，而且尺寸肯定偏小。

一種類型的線性滾珠襯套導軌不一定比另一種更容易使用。選擇完全取決於具體應用。一般來說，特定的方軌組件可能比圓形組件成本更高，但應滿足包括系統成本在內的其他要求。這些項目至少包括準備 CNC 雕刻床或其他安裝表面以容納導軌系統的費用、所需的定位精度以及線性導軌子系統的可用空間。

但在用鉛筆在紙上或用滑鼠來墊之前，請決定使用方形還是圓形導軌。當應用程式看起來可能會出現任何一種情況時，請對最關鍵的品質進行初步計算，並需要確保沒有遺漏任何內容。

圓形導軌

在方形導軌出現之前，圓形導軌被期望能夠滿足各種線性運動控制情況。多年來，他們的表現令人欽佩。但由於 CNC 雕刻機工具使用者對某些工作要求更嚴格的公差，CNC 雕刻機製造商青睞銑削和刮削的經典方法。當週邊設備不能滿足公差要求時，採用圓形導軌。

這並沒有使圓形導軌變得不那麼有價值或過時。它們的優點仍然大於缺點。圓形導軌通常比方形導軌便宜，但這不應成為任何應用的主要標準。方形導軌實際上可能會故障，而圓形導軌則可以平穩、完美地工作。例如，圓形導軌在大多數情況下更能容忍錯位、平行度差和力矩負荷。 數控機床 並且比方形軌道系統允許軌道 h8 有更大的變化。儘管如此，它們仍可保持0.01英吋的行進直線度。 10英尺。

為了達到這種精度，它們只需要在末端得到支撐，儘管許多都在多個點或沿其整個長度得到支撐。這使得軌道能夠順利跨越間隙，並安全地從一個支撐點移動到另一個支撐點。當圓形導軌系統只需要一個軸軌組件（一個軸、一條導軌、或一個軸和2個端部支撐塊以及4個軸座）時，其準備成本低於方形導軌。一般來說，圓形導軌的安裝相對簡單且成本低。並且服務和更換有利於圓形導軌。

方形導軌（異型導軌）

方形導軌最初是為數控雕刻工具行業設計的。它們取代了整合的滑架和導軌，它們是 CNC 雕刻床的組成部分。儘管如此，一些傳統的車廂和方式在某些情況下仍然提供高精度。

方形導軌剛性較大，但需要筆直、連續的支撐，對平面度、平行度要求嚴格；它們無法像圓軌那樣跨越間隙。然而，由於 CNC 雕刻機製造商習慣於精密床身準備，因此這不是問題。

方形導軌的主要優點是定位精度高，特別適用於銑削和研磨。它們在 0.0002 英尺的長度上保持 0.001 至 10 英寸，而圓形導軌為 0.01 英寸。他們還可以處理力矩負載的這種精度；單滑座和單軌比圓軌更適合這種情況。由於方形導軌能夠以高精度處理更高的負載，因此大多數使用者可以忍受的平滑度比圓形導軌稍差。

雖然單一型材軌道單元可以承受力矩載荷，但並不總是建議這樣做。應使用 2 個或更多裝置來平衡負載或分配重量。然而，在需要兩根圓形導軌的地方，卻可以安裝一根方形導軌。型材導軌也更容易使用，因為它們只需要一個或兩個部件即可組成一個完整的系統，即導軌和滑架，而圓形導軌則包含更多部件。

方形導軌具有更高的負載壽命能力，定義為設備在行駛指定距離時所能承受的負載量。例如，20,000 N 的體積是基於 100 公里的額定值。而且磨損很小，因為導軌不滑動，而是滾動接觸。方軌的使用壽命主要取決於其所在環境的類型、適當的潤滑和維護。在其他條件相同的情況下，圓形導軌的容忍度更高一些，因為它們的封裝不那麼緊密，並且對輕微的變化不那麼敏感。方形導軌對碎片和衝擊更敏感，儘管它確實具有更高的能力和對不影響滾動元件的衝擊的抵抗力。

考慮到磨損方面，圓軌還具有天然的碎屑脫落能力。方軌軌道隱藏起來，無法直接進入，但不一定會產生碎片。當對軌道施加流體驅動力時，圓軌的性能比方軌更好，因為方軌可能會在某些競賽區域上拉，而圓軌上拉的趨勢較小。

在開始 CNC 雕刻機組件佈局之前，請選擇要使用的導軌類型。圓形導軌和方形導軌的安裝夾具完全不同，工作區域也不同，物理尺寸的額定載重也不同。如果以後不起作用，從一種品牌的方軌更換為另一種品牌比從方軌更換為圓軌更容易。所有製造商都遵循允許某種類型內具有一定程度的互換性的標準。

可以從兩個角度來提高效率。一個是處理阻力摩擦係數；摩擦越小，輸入能量越低。圓軌阻力比異型軌略低，動作更平穩。但使用方形導軌的人經常提供足夠的動力來很好地驅動導軌。有些人也會從整體範圍或尺寸的角度考慮效率。較小型材的導軌可提供較小的封裝以承受較大的負載。

衝擊負荷與瞬時衝擊負荷一樣，會影響所有軸承。方形導軌比小型導軌能承受更重的負載，因此震動更多的是衝擊力。但在所有情況下，導軌都會縮放至正常負載的能力，而不是衝擊負載的能力。沒有顯著差異，只是在重型機械中，僅僅因為純粹的質量而產生的衝擊更加有害。

方形導軌具有一些關鍵的環境降額，通常在製造商的手冊或設計指南中找到。不幸的是，無論是圓形還是方形導軌，設計師在最初設計階段都沒有足夠頻繁地考慮降額因素。例如，美國市場的標準額定工作週期為 2 萬英吋或 50 公里，而歐洲市場的標準額定工作週期為 100 公里或 4 萬英吋。標準通常建議軌道系統的使用時間不超過 25 或 50% 額定容量。

它在目錄中

大多數線性滾子和滾珠導軌的目錄都包含有關尺寸和安裝的應用和工程資訊。這些參數是確定動載荷和額定力矩以及靜載荷和力矩能力所必需的，其中包括俯仰、滾轉和偏航。目錄還包括用於根據額定動負載和應用的動載荷輸入參數確定軸承行程壽命的圖表和方程式。每個線性滾子或滾珠軸承導軌都有獨特的速度、加速度、公差、預載和溫度範圍規格。

輪廓導軌最關鍵的參數是運行平行度，其範圍為數微米。除非嚴格遵守，否則軸承會過早粘合或磨損。為了防止此類問題，安裝指南煞費苦心地涵蓋了安裝表面準備、安裝公差和導軌平行度的主題。安裝資料還包括導軌垂直偏移、垂直和橫向托架偏移、安裝孔公差、螺栓扭矩和對接接頭。

圓形直線滾珠襯套軸承需要與型材導軌相同的考慮因素，此外還有一些考慮因素。極座標圖顯示動態負載能力，曲線圖顯示負載壽命。圓形導軌具有 0.001 的低摩擦係數和自對準規格，無需採用通常分配給型材導軌的降額係數。

應用領域

雖然由於設計中固有的廣泛磨削要求，方形直線導軌的成本一度比圓形技術高出許多倍，但新的製造技術和規模經濟鼓勵工程師在更廣泛的應用空間中考慮使用方形導軌。現在，許多曾經僅由圓形導軌支撐的相同應用中都可以找到方形直線導軌。

大多數應用可以使用圓形或方形導軌。但有些導軌被其他類型取代，因為前者不起作用。醫院病床上的情況就是這樣，設計者首先使用方形導軌進行軸向移動。但議會有約束力；它無法自由移動，除非鬆開安裝螺栓以允許一些扭轉運動。床架根本不夠堅固。方軌必須更換為自動調心圓軌。

另一個遇到類似問題的應用是安裝在自動販賣機金屬板底座上的方形導軌。由於金屬板安裝的剛性不夠，導軌不起作用。有時，當設計師從不同的角度看待相同問題時，他們會重複錯誤。熟悉圓形導軌的工程師可能會傾向於堅持使用它們，無論應用需要更高的精度。但大多數應用不需要方軌精度。他們應該考慮整個系統成本，而不僅僅是組件成本。這意味著要考慮所有周邊設備和擴充問題的要求。

圓軌的負荷/壽命圖顯示了給定滾珠襯套軸承的極限負荷。輸入負載最重的軸承的最大負荷和所需的行程壽命的圖表，然後找到兩條線的交點。交叉口上方或右側的區域表示最適合的方位。

軸承的方向或施加負荷的方向決定了滾珠襯套軸承的動態負荷能力。修正係數是根據極座標圖中所示的所施加負荷的方向相對於軸承滾珠軌道的方向找到的。若要確定負載能力，請將修正係數 K 乘以特定裝置的動態負載能力。

在相對於尺寸的負載能力要求更高剛性和更緊湊的特定情況下，方形導軌可以優於圓形導軌。一般來說，型材導軌具有更高的負載能力、精度和剛度，以及更長的預期壽命。

方形導軌要求具有極其平行的表面，以防止黏結和過度磨損。它們往往呈現安裝表面的形狀，因此必須嚴格遵守平行度規範。

圓形導軌與方形導軌一覽