Precisielageronderdelen CNC-bewerking voor de robotica-industrie

Specifieke materialen zijn de beste opties voor verschillende soorten precisielagers. AISI-lagerstaal 52100 bijvoorbeeld, is doorgehard tot een hardheid van 62 HRC en biedt de hoogste weerstand tegen rolcontactvermoeidheid gedurende miljoenen cycli. Het heeft een fijne hardmetalen structuur die zorgt voor een gladde afwerking van de loopvlakken, en de hardmetalen structuur heeft zich bewezen in lagers die worden gebruikt voor hoge prestaties. 52100 is uitstekend geschikt voor machinale bewerking, is kostenefficiënt en bereikt maatvastheid door middel van een geschikte warmtebehandeling en ontlaten. Om deze redenen is 52100 de nummer 1 keuze geworden voor lagers voor robotgewrichten, lagers voor tandwielkasten en hogesnelheidsspindels. Roestvast lagerstaal 440C is corrosiebestendig, wat veilig gebruik mogelijk maakt in cleandown- en steriele omgevingen, evenals voor robotica in de voedselverwerkende, farmaceutische en cleanroomindustrie. De hardheid van 5360 HRC biedt voldoende slijtvastheid in vergelijking met 52100. Bovendien heeft het niet-magnetische en biocompatibele eigenschappen die belangrijk zijn voor medische robotica. De corrosie-, chemische en vochtbestendigheid maken veilig gebruik mogelijk zonder beschermende coatings. In ruil voor milieuvriendelijkheid biedt 440C acceptabele prestaties, maar een 10 tot 20 procent kortere levensduur ten opzichte van 52100.
M2-snelstaal en D2-luchtgehard staal zijn speciale lagergereedschapsstaalsoorten vanwege hun extreme temperatuurstabiliteit, slijtvastheid in zeer schurende omgevingen en stabiliteit bij complexe warmtebehandelingen. Ze zijn ook in kleinere aantallen verkrijgbaar voor prototypes. Lichtgewicht lagerhuizen en lagerhouders van aluminiumlegering 7075-T6 verminderen de rotatietraagheid bij hogesnelheidstoepassingen. Het heeft ook een uitstekende thermische geleidbaarheid voor warmteafvoer, superieure bewerkbaarheid voor complexe geïntegreerde functies en voldoende sterkte voor lagercomponenten zonder loopvlak. Het is ook economisch te produceren voor collaboratieve robots en positioneringssystemen, waar verbeterde dynamische prestaties worden gerealiseerd door gewichtsvermindering.

De state-of-the-art CNC-lagerproductie, zoals beschreven in de komende paragrafen, omvat de verschillende fasen van de lagerproductie. Naast draaien voor de ruwe bewerking van lagerringen, maken de meeste bewerkingen gebruik van slijpprocessen. Deze stappen omvatten het cilindrisch slijpen van de binnen- en buitendiameter van de loopvlakken, het bereiken van toleranties van 0.0001 inch voor afmetingen en 0.00005 inch voor rondheid, met behulp van CBN-slijpschijven; vlakslijpen van de lagervlakken en schouders, het verkrijgen van een haaksheid van 0.0001 inch; slijpen van de loopvlakken voor de contactvlakken van kogels en rollen, het bereiken van de gespecificeerde radius en een oppervlakteafwerking van minder dan 4 Ra micro-inch; superfinishing of honen van de loopvlakken om wrijving te verminderen en de levensduur van het lager te verlengen tot minder dan 2 Ra micro-inch; slijpen van de schroefdraad voor precisieborgmoeren die worden gebruikt bij het afstellen van de lagervoorspanning; draadvonken voor dunne lagerringen en complexe profielen in geharde materialen; lappen van de lagervlakken om vlakheid van 0.0001 inch met een spiegelende afwerking te bereiken; het boren van de lagerhuisboringen met H7 of hogere toleranties; warmtebehandeling met gespecificeerde hardheid en minimale vervorming; en inspectie op naleving van lagerklassen met gespecialiseerde machines die de boringdiameter, buitendiameter, breedte en radiale uitloop, loopbaangeometrie en radiale uitloop meten.

Wij kunnen toleranties bereiken binnen de limieten van ABEC 7 of ISO klasse 4 lagerindustrienormen, waaronder het controleren van de boringdiameter tot binnen ±0.00012 inch om asinterferentie of spelingpassingen op te vangen, toleranties op buitendiameters van ±0.00012 inch voor behuizingpassingen, breedtetoleranties van minder dan 0.0002 inch voor axiale positionering binnen lagerstapels, rondheid van de loopbaan tot binnen 0.00005 inch om een ​​gelijkmatige lastverdeling op rolelementen te garanderen, totale indicatoraflezing van radiale slingering tot binnen 0.0001 inch om trillingen van het lager tijdens rotatie te elimineren, loopbaan van het lager tot binnen 4 Ra micro-inches voor standaardtoepassingen en voor hoge snelheid of ultraprecisievereisten tot binnen 2 Ra, oppervlak van het lager binnen 0.0001 inch om goed contact met schouders en afstandhouders te garanderen, boring en buitendiameter binnen 0.0001 inch om de uitlijning van de rotatieassen te behouden, en gecontroleerde loopbaan met gedefinieerde geometrische, radiale en breedtetolerantieafmetingen van ±0.0002 inch voor goed kogel- of rolcontact. Dit maakt het mogelijk dat lagers een radiale slingering van 0.5 micron voor precisiespindels, standaardmaten voor wrijvingskoppel van het lager van minder dan 0.01 Newtonmeter, geluidsniveau van het lager van minder dan 40 dB bij normale snelheden, temperatuur van het lager van minder dan 15 graden Celsius boven de omgevingstemperatuur bij nominale belasting, en een levensduur van het lager van meer dan 20,000 uur volgens de ISO 281 lagerlevensduurtheorie behouden.

Ja, Zintilon biedt veelzijdige productiemogelijkheden, waaronder rapid prototyping voor lagerontwerpen en op maat gemaakte toepassingstesten met CNC-draaien en -slijpen, evenals productie van kleine aantallen voor gespecialiseerde robotica waar afmetingen en geometrie niet-standaard en op maat gemaakt zijn, productie van middelgrote aantallen voor onderzoeks- en beperkte productierobots, productie van grote aantallen voor gestandaardiseerde lagercomponenten die bedoeld zijn voor robots die zijn uitgerust met geavanceerde automatisering waar jaarlijks duizenden lagers of behuizingen worden geproduceerd met nauwkeurige toleranties. Volledige dimensionale inspectie en externe en interne geometrische consistentie werden gegarandeerd met behulp van lagermeetmachines, CNC-meetmachines en volledige procesdocumentatie beoordeelde en geverifieerde kritische componenten voor bewegingsregellagers, waaronder dimensionale en oppervlakteruwheid, contouren met profielmeters, hardheid voor thermische behandeling beoordeeld en geverifieerd aan de hand van controlestappen, ABEC- of ISO-tolerantieklassen werden gedocumenteerd voor kritische bewegingsregeltoepassingen en toleranties die door de klant werden gedefinieerd, werden geverifieerd voor bewegingsregeltoepassing op lagers en behuizingen.

Ja. Volgens de ISO 9001-normen moeten alle componenten voldoen aan de normen van de lagerindustrie. Dit omvat de ABEC-tolerantieklassen (Annular Bearing Engineering Committee), de ISO 492-normen voor lagertoleranties, door de klant gespecificeerde maatvoerings- en metallurgische eisen, inclusief hardheidsbereiken en specificaties voor de kastdiepte, en de ASTM-normen voor lagerstaal A295 52100. Er moet volledige traceerbaarheid zijn van de materiaalbatch tot de eindinspectie, inclusief audits van lagermetallurgische fouten voor componenten die worden gebruikt in toepassingen met hoge precisie, waarbij een lagerstoring leidt tot storingen in de industriële automatisering, productiestops of veiligheidsrisico's.

Wij bieden uitgebreide afwerkingsoplossingen, afgestemd op de behoeften van elk precisielageronderdeel. Deze omvatten precisie cilindrisch slijpen om een ​​oppervlakteafwerking van minder dan 4 Ra micro-inch op loopvlakken te bereiken, met materiaalverwijdering voor controle van de maatnauwkeurigheid, superfinishing met slijpstenen tot minder dan 2 Ra micro-inch voor ultragladde oppervlakken voor lagere wrijving en een langere levensduur, lappen voor lagervlakken om een ​​spiegelgladde afwerking en vlakheid binnen 0.0001 inch te bereiken, doorhardende warmtebehandeling om een ​​hardheid van 58 tot 63 HRC te bereiken op 52100 staal met ontlaten voor taaiheid, oppervlakteharding voor selectieve harding van loopvlakoppervlakken met behoud van ductiele kernen, zwarte oxidecoating voor lichte corrosiebescherming en behoud van inloopsmering, fosfaatcoating voor tijdelijke corrosiebescherming tijdens opslag en transport, passivering op roestvast staal om los ijzer te verwijderen en de corrosiebestendigheid te verbeteren, en gespecialiseerde coatings zoals titanium nitride (TiN) en diamantachtige koolstof (DLC) voor toepassingen met extreme slijtage of droogloopomstandigheden waarbij conventionele smering wordt gebruikt.

Maatwerk lagers ontworpen voor specifieke robotgewrichten? Ja, om oplossingen te conceptualiseren, werken onze lageringenieurs samen met robotica-ontwerpers. Deze samenwerking stelt ons in staat om verschillende, doelgerichte primaire belastingscenario's, beperkingen en bewegingsspecificaties te begrijpen. We construeren lagers met een grote diameter en een dunne sectie in holle robotgewrichten, waardoor geleide kabels erdoorheen kunnen worden geleid, en geïntegreerde lagerringen direct in aluminium structuren van robotarmen kunnen worden bewerkt om het gewicht te optimaliseren en assemblages te stroomlijnen. We creëren lagers met vierpuntscontact voor gecombineerde radiale, axiale en momentbelastingen die in reeksen compacte behuizingen kunnen functioneren. We ontwerpen kruisrollagers voor robotpolsen die een hoge stijfheid in een kleine axiale zone vereisen, optimaliseren de voorspanning van axiale contactlagers om wrijving te verminderen en de vereiste stijfheid te bereiken, en ontwerpen complete samenstellingen van lagerringen, rollichamen, kooien en afdichtingen om de assemblage van een lager te voltooien. Deze technologie voor roterende verbindingen kent een groot aantal toepassingen, waaronder snelle, wrijvings- en traagheidsdeltarobots, compacte industriële robots met zware lasten, collaboratieve robots met backdriveability en veiligheid, soepele bewegingen met lage wrijving en nauwkeurige civiele systemen met submicron-uitloopfocus voor optische uitlijning of het hanteren van halfgeleiders.

Wij bieden uitgebreide afwerkingsoplossingen, afgestemd op de behoeften van elk precisielageronderdeel. Deze omvatten precisie cilindrisch slijpen om een ​​oppervlakteafwerking van minder dan 4 Ra micro-inch op loopvlakken te bereiken, met materiaalverwijdering voor controle van de maatnauwkeurigheid, superfinishing met slijpstenen tot minder dan 2 Ra micro-inch voor ultragladde oppervlakken voor lagere wrijving en een langere levensduur, lappen voor lagervlakken om een ​​spiegelgladde afwerking en vlakheid binnen 0.0001 inch te bereiken, doorhardende warmtebehandeling om een ​​hardheid van 58 tot 63 HRC te bereiken op 52100 staal met ontlaten voor taaiheid, oppervlakteharding voor selectieve harding van loopvlakoppervlakken met behoud van ductiele kernen, zwarte oxidecoating voor lichte corrosiebescherming en behoud van inloopsmering, fosfaatcoating voor tijdelijke corrosiebescherming tijdens opslag en transport, passivering op roestvast staal om los ijzer te verwijderen en de corrosiebestendigheid te verbeteren, en gespecialiseerde coatings zoals titanium nitride (TiN) en diamantachtige koolstof (DLC) voor toepassingen met extreme slijtage of droogloopomstandigheden waarbij conventionele smering wordt gebruikt.

De precisie van CNC-bewerking biedt specifieke prestatievoordelen op verschillende gebieden. Zo garandeert het verkrijgen van een rondheid van de loopbaan tot op 0.00005 inch een gelijkmatige belastingsverdeling voor alle kogels of rollen. Dit voorkomt lokale spanningsconcentraties die leiden tot afbrokkeling of pitting. Met de juiste configuratie kan de ontworpen lagerlevensduur volledig worden gerealiseerd of zelfs worden overschreden tijdens daadwerkelijk gebruik. Een oppervlakteafwerking van de loopbaan van minder dan 4 Ra micro-inches garandeert een verlaging van de wrijvingscoëfficiënt op het oppervlak met 30 tot 50 procent. Deze verlaging leidt tot een lager koppel en warmteontwikkeling, waardoor de smeerintervallen worden verlengd van 2,000 uur tot 10,000 uur bij continu gebruik. Nauwkeurig vervaardigde boring- en buitendiameterafmetingen garanderen een pers- of spelingspassing, omdat de ontworpen radiale speling na montage behouden blijft. Correcte passingen voorkomen ook kruip van het lager op assen of in behuizingen, wat leidt tot wrijvingscorrosie en uiteindelijk tot vroegtijdig falen. Een afgeschuinde rand en een exacte loopbaangeometrie, inclusief radiusafmetingen binnen ±0.0002 inch, elimineren een optimale verdeling van de kogel- of rolcontactspanning en beperken de maximale hertz-spanning tot een niveau dat veilig onder de materiaalvermoeidheidsgrens ligt. Voor optimaal vlakslijpen is een loodrechte stand binnen 0.0001 inch het doel, om een ​​gelijkmatige voorspanningsverdeling over alle rolelementen in rug-aan-rug lageropstellingen te garanderen. Voor een stijvere verbinding levert dit de vereiste 10 tot 50 Newtonmeter per millimeter afbuiging.
Door en door geharde loopvlakken met een hardheid van 60 tot 62 HRC bieden slijtvastheid voor de voorspelde L10-lagerlevensduur van meer dan 20,000 uur onder nominale belastingen, vergeleken met 2,000 uur voor onvoldoende geharde loopvlakken. Dit komt doordat de maatvoeringconsistentie voorspelbare lagerprestaties mogelijk maakt. Een variatie in wrijvingskoppel van minder dan 20 procent tussen wrijvingskoppeleenheden maakt een nauwkeurige regeling van de robotbeweging mogelijk zonder de noodzaak van individuele kalibratie. Een minimale radiale slingering van minder dan 0.0001 inch biedt een mechanische manier om de overdracht van trillingen naar delicate sensoren en eindeffectoren te voorkomen, waardoor de positienauwkeurigheid behouden blijft. Technologische vooruitgang in warmtebehandeling en spanningsverlichting minimaliseert voortdurende wijzigingen in de gemiddelde afmetingen van een werkstuk, waardoor toleranties behouden blijven tijdens temperatuurwisselingen en verlengde gebruiksduur. Hoogwaardige oppervlaktebehandelingen beschermen tegen corrosie tijdens opslag en gebruik.
Verontreiniging, die 80 procent van de vroegtijdige lagerdefecten veroorzaakt, wordt voorkomen met een schone productie. Het onderhouden van de lagercomponenten die met precisie worden bewerkt, vormt de basis voor robotsystemen die een hoekpositioneringsnauwkeurigheid bereiken met minimale wrijving en speling van ±0.005 graden. Ze maken vloeiende bewegingsprofielen mogelijk zonder stick-slip of cogging en een constante snelheid voor toepassingen zoals lassen en doseren die een zeer variabele totale snelheid van 1 procent of minder vereisen. Ze ondersteunen ook hoge rotatiesnelheden van meer dan 10,000 tpm voor spindeltoepassingen met een DN-waarde van meer dan 1 miljoen, ondersteunen momentbelastingen voor vrijdragende robotpols- en elleboogbelastingen en bieden thermische stabiliteit met prestaties van -20 tot 100 graden Celsius. Ze bieden een lange levensduur van meer dan 20,000 uur met onderhoudsintervallen van 5,000 tot 10,000 uur en een voorspelbare betrouwbaarheid die de productieve automatisering van diverse industrieën mogelijk maakt, zoals puntlassen in de automobielindustrie, elektronica-assemblage, handling van halfgeleiderwafers, medische robotica en snelle verpakking.