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Aplicação de Par de Fuso Trapezoidal em Máquinas-Ferramenta CNC de Alta Velocidade
 
A usinagem de alta velocidade é uma alta tecnologia para o século XXI. É caracterizada por alta eficiência, alta precisão e alta qualidade de superfície. Tem sido cada vez mais amplamente utilizada em indústrias como aeroespacial, automotiva, fabricação de moldes, optoeletrônica e instrumentação, e alcançou benefícios técnicos e econômicos significativos. É um componente importante da tecnologia de manufatura avançada contemporânea. Para alcançar a usinagem de alta velocidade, deve-se primeiro ter máquinas-ferramenta CNC de alta velocidade. As máquinas-ferramenta CNC de alta velocidade devem possuir simultaneamente um sistema de fuso de alta velocidade e um sistema de avanço rápido para alcançar o corte de material em alta velocidade. Para alcançar o avanço rápido, fabricantes relevantes no país e no exterior estão constantemente tomando medidas para melhorar o desempenho em alta velocidade dos fusos de esferas. As principais medidas incluem:
1) Aumentar apropriadamente a velocidade de rotação, o passo e o número de filetes da fuso de esferas. Atualmente, as combinações de diâmetro nominal e passo comumente usadas para fusos de esferas de passo grande são: 40mm×20mm, 50mm×25mm, 50mm×30mm, etc., e suas taxas de avanço podem todas atingir acima de 60m/min. Para melhorar a rigidez e a capacidade de carga dos fusos de esferas, os fusos de esferas de passo grande geralmente usam filetes de dupla entrada para aumentar o número efetivo de voltas de rolamento das esferas.
2) Melhorar a estrutura para aumentar a suavidade do movimento das esferas. Melhorar o dispositivo de retorno de circulação das esferas, otimizar os parâmetros de curvatura do canal de retorno das esferas e usar um tubo guia moldado tridimensional e dispositivo de retorno para realmente introduzir as esferas no corpo da porca ao longo da direção do ângulo de avanço da rosca interna, de modo que a direção do movimento das esferas seja tangente à pista de rolamento em vez de cruzá-la. Isso pode minimizar a perda de impacto e o ruído.
3) Adotando a tecnologia de "resfriamento forçado oco". Fusos de esferas de alta velocidade geram altas temperaturas devido ao atrito durante a operação, causando deformação térmica do fuso, o que afeta diretamente a precisão de usinagem de máquinas-ferramenta de alta velocidade. A tecnologia de "resfriamento forçado oco" envolve a passagem de fluido de corte com temperatura constante pelos furos do fuso oco para resfriar forçadamente o fuso de esferas, mantendo a temperatura da porca de esferas constante. Esta medida é uma forma eficaz de melhorar o desempenho em alta velocidade e a precisão de trabalho de fusos de esferas médios e grandes.
4) Para sistemas de alimentação de alta velocidade com grandes cursos, pode ser adotado um método de transmissão com fuso fixo e porca rotativa. Neste caso, a porca gira enquanto se move axialmente ao longo do fuso fixo. Como o fuso não se move, ele pode evitar ser limitado pela velocidade crítica, evitando assim vários problemas que ocorrem durante a operação em alta velocidade de fusos de esferas esbeltos. A porca tem baixa inércia e movimento flexível, e uma alta velocidade de rotação pode ser alcançada.
5) Melhorar ainda mais a qualidade de fabricação de fusos de esferas. Ao adotar as medidas mencionadas acima, alguns problemas existentes em fusos de esferas tradicionais podem ser superados em certa medida. Japão e Suíça sempre estiveram em uma posição de liderança internacional em termos de desempenho em alta velocidade de fusos de esferas, com sua velocidade máxima de avanço rápido atingindo 60m/min e, em casos individuais, até 90m/min, e aceleração de até 15m/s². Devido à longa história, tecnologia madura, ampla aplicação e custo relativamente baixo, os fusos de esferas ainda são frequentemente usados em centros de usinagem de alta velocidade de uso geral e outras máquinas-ferramenta CNC econômicas de alta velocidade com cargas médias, requisitos de taxa de avanço não muito altos e uma faixa de curso não muito grande (inferior a 4～5m).