Une mauvaise installation de la vis à billes peut entraîner un jeu, du bruit, un échauffement et un mouvement instable de la machine CNC. Le problème apparaît souvent après le montage, lorsque la machine commence à usiner ou à se déplacer rapidement. La solution consiste à installer la vis à billes en veillant à son alignement correct, à la bonne configuration des roulements d'appui, à une lubrification adéquate et à la protection de l'écrou.
Pour installer une vis à billes, il convient de nettoyer les surfaces de montage, de fixer les paliers de support, d'aligner l'arbre de la vis avec le guidage linéaire, de monter correctement l'écrou à billes, de vérifier le jeu et le faux-rond, de lubrifier l'ensemble, puis de vérifier la fluidité du mouvement sur toute la course de la machine CNC.
A vis à bille Il s'agit d'un composant de transmission de précision qui permet à une machine de convertir un mouvement rotatif en mouvement linéaire. En termes simples, le moteur fait tourner la vis, et l'écrou se déplace en ligne droite. C'est ainsi que de nombreux axes CNC déplacent les tables, les portiques, les têtes de broche et les glissières de l'axe Z.
À l'intérieur de l'écrou à billes, des roulements à billes à recirculation roulent entre l'écrou et la tige filetée. Ce mécanisme de roulement réduit les frottements et permet un mouvement fluide. Par rapport à une vis sans fin, une vis à billes offre un meilleur rendement, une plus grande précision et un mouvement plus stable dans les machines à commande numérique.
Dans un système de mouvement CNC classique, la vis à billes fonctionne en association avec plusieurs autres composants : des guidages linéaires, des paliers de support, un accouplement de moteur, un servomoteur ou un moteur pas à pas, un contrôleur et le châssis de la machine. Si l'un de ces composants est mal aligné, c'est l'ensemble du système de mouvement qui peut en pâtir.
Le montage d'une vis à billes est essentiel, car celle-ci influe directement sur la précision, la répétabilité et la durée de vie de la machine CNC. Même une vis à billes de haute qualité peut présenter de mauvaises performances si le roulement de support est incliné, si le boîtier de l'écrou n'est pas aligné ou si l'arbre de la vis est forcé dans une position incorrecte.
En cas de mauvaise installation, la machine CNC peut présenter plusieurs problèmes. L'axe peut se déplacer en émettant des bruits. Le moteur peut consommer davantage de courant. L'écrou à billes peut chauffer. Le jeu peut augmenter. La surface d'usinage peut présenter des ondulations. Dans les cas graves, la circulation des roulements à billes à l'intérieur de l'écrou peut être endommagée.
Une installation de qualité garantit un mouvement précis. L'arbre fileté tourne librement. L'écrou à billes se déplace sans à-coups. Le guidage linéaire supporte la charge. Le roulement absorbe la force axiale. L'accouplement du moteur n'exerce aucune force latérale sur l'arbre. Tous ces éléments fonctionnent en parfaite harmonie. C'est simple, mais essentiel.
Avant de commencer l'installation de la vis à billes, préparez toutes les pièces nécessaires. Ne commencez pas en ne disposant que de la vis et de l'écrou. Un axe CNC nécessite un ensemble complet de pièces compatibles. Celui-ci comprend généralement l'arbre de la vis à billes, l'écrou à billes, le boîtier d'écrou, le roulement d'appui fixe, le roulement d'appui mobile, l'accouplement, le support de moteur, les boulons, la graisse et les outils de nettoyage.
Vous aurez peut-être également besoin d'outils de mesure. Un comparateur à cadran permet de vérifier le faux-rond et l'alignement. Une règle ou une règle de référence de précision permet de vérifier les surfaces de montage. Les cales permettent de régler la hauteur ou le parallélisme. Une clé dynamométrique permet de serrer correctement les boulons. Pour les équipements de production à commande numérique, une mesure minutieuse permet d'éviter des problèmes ultérieurs.
Parmi les pièces et outils courants, on trouve notamment :
Pour les constructeurs de machines, il est préférable de planifier l'ensemble de l'axe avant l'assemblage. Avant d'installer une vis à billes, vérifiez le diamètre extérieur de la vis, sa longueur, son pas, l'usinage des extrémités, le modèle de l'unité de support, le type de bride de l'écrou et la taille de l'accouplement.
Commencez par l'inspection. A vis à bille Il s'agit d'une pièce de précision. Ne la jetez pas sur l'établi et ne retirez pas l'écrou à billes sans précaution. L'arbre fileté et l'écrou doivent rester propres. La poussière, les copeaux et les bosses peuvent endommager la rainure à billes et nuire aux performances de la vis à billes.
Vérifiez d'abord l'arbre à vis. Recherchez d'éventuelles rayures, traces de rouille, déformations, filetages endommagés ou salissures dans la piste de roulement. Vérifiez le diamètre de l'arbre à vis et assurez-vous que les sièges de roulement correspondent aux paliers d'appui. Vérifiez également si les extrémités usinées s'adaptent aux paliers d'extrémité fixe et d'extrémité supportée.
Inspectez ensuite l'écrou à billes. Celui-ci doit coulisser sans à-coups le long de la vis. Ne retirez pas l'écrou de l'axe sans disposer d'un manchon de transfert adapté. Si l'écrou à billes se détache de manière incontrôlée, les billes risquent de tomber. Cela pourrait endommager le système de retour des billes et nécessiter une réparation ou un remplacement.
Vérifiez également le roulement d'appui. L'extrémité fixe supporte normalement la charge axiale. L'extrémité d'appui soutient la vis et permet la dilatation thermique. Ne démontez pas le roulement d'appui, sauf si le fabricant vous demande de le faire. Un mauvais empilement de roulements peut entraîner un jeu dans la vis à billes et réduire la précision.
Le montage des paliers d'appui est l'un des éléments les plus importants pour garantir la stabilité d'un système à vis à billes CNC. Commencez par nettoyer les surfaces de montage. La base, le boîtier de l'unité d'appui, le support d'écrou et le support de moteur doivent être exempts de bavures, de poussière, de résidus d'huile et de copeaux métalliques.
Commencez par monter l'unité de support à extrémité fixe. Faites glisser avec précaution l'unité de roulement sur l'arbre de la vis à billes. Serrez d'abord légèrement le contre-écrou. Ne serrez pas complètement les vis avant l'alignement. Placez ensuite l'unité de support à extrémité mobile en position. Fixez provisoirement les deux unités de support à la base.
Vérifiez ensuite si l'arbre de la vis est parallèle à l'axe de la vis et au système de guidage linéaire. Il ne faut pas forcer pour mettre la vis en place. Si la hauteur de l'unité de support n'est pas correcte, utilisez des cales. Si la position latérale n'est pas correcte, réglez le boîtier. L'objectif est d'obtenir une rotation fluide sans charge latérale.
Déroulement de base de l'installation :
Nettoyer les surfaces de montage
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Mettre en place le palier d'appui à extrémité fixe
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Placer le palier d'appui
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Installer provisoirement l'arbre à vis
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Vérifier l'alignement avec le guidage linéaire
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Régler à l'aide de cales ou en modifiant la position du boîtier
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Serrez les boulons au couple de serrage approprié.
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Vérifier le faux-rond et la fluidité de la rotation
Lorsque le palier d'appui est correctement positionné, l'arbre de la vis doit tourner sans à-coups lorsqu'on le fait tourner à la main. S'il semble serré, s'il présente des irrégularités ou s'il offre une résistance semblable à celle d'un ressort, arrêtez-vous et vérifiez l'alignement avant de poursuivre.
L'écrou à billes est la pièce la plus sensible de l'ensemble. L'écrou contient des roulements à billes à recirculation. Ces billes sont petites, de haute précision et peuvent facilement se perdre si l'écrou est démonté de manière incorrecte. C'est pourquoi de nombreux fournisseurs livrent l'écrou à billes déjà monté sur la tige de la vis.
Si vous devez déplacer l'écrou, utilisez un manchon de transfert. Ce manchon permet de maintenir les billes à l'intérieur de l'écrou pendant son déplacement du manchon vers la vis. Ne faites jamais glisser l'écrou à l'air libre. Si les billes tombent, l'écrou risque de ne pas fonctionner correctement, même après remontage.
Montez soigneusement l'écrou à billes dans son boîtier. Commencez par placer l'écrou dans le support. Fixez-le ensuite sans serrer. Déplacez la table ou le chariot près du support d'extrémité fixe. Cela permet de réduire la flexion de l'arbre de la vis à billes, en particulier sur les vis plus longues. Fixez ensuite le boîtier de l'écrou à la table mobile.
La vis et l'écrou ne doivent pas servir de système de guidage. C'est le guidage linéaire qui doit supporter la charge. La vis à billes doit principalement générer un mouvement linéaire. Si l'écrou subit une charge latérale en raison de l'absence ou du mauvais alignement du rail de guidage, la vis à billes s'usera rapidement.
L'alignement est au cœur de vis à bille Installation. Une vis à billes doit être parallèle au guidage linéaire. Si la vis n'est pas parallèle, l'écrou va se coincer lors de son déplacement. Cela entraîne un échauffement, un couple irrégulier, des vibrations et une durée de vie réduite.
Il convient d'installer et de vérifier en premier lieu le rail de guidage linéaire. La vis à billes doit suivre le rail de guidage, et non s'y opposer. Placez la table mobile sur les blocs de guidage linéaire. Réglez ensuite les supports de la vis à billes et le boîtier de l'écrou de manière à ce que l'écrou se déplace sans à-coups sur toute la course.
Vérifiez l'alignement vertical et horizontal. L'alignement vertical signifie que la vis n'est ni trop haute ni trop basse par rapport au centre de l'écrou. L'alignement horizontal signifie que la vis n'est ni à gauche ni à droite du centre de l'écrou. Sur les axes CNC longs, de petites erreurs peuvent se transformer en problèmes importants en fin de course.
La lubrification n'est pas facultative. Une vis à billes doit être lubrifiée afin de réduire les frottements, la chaleur et l'usure. L'utilisation d'une vis à billes sans lubrification peut endommager les chemins de roulement des roulements à billes et réduire la durée de vie du système de mouvement.
Utilisez la graisse ou l'huile recommandée pour l'application. Les machines CNC propres peuvent être lubrifiées à la graisse. Les machines à bois exposées à la poussière peuvent nécessiter des contrôles plus fréquents et un programme de lubrification rigoureux. Si la vis est exposée à la poussière, évitez de laisser une couche épaisse et collante susceptible d'accumuler des copeaux. Un film fin et propre est souvent préférable à un film épais et encrassé.
La lubrification permet :
La rainure des billes doit rester propre. Le système de retour des billes ne doit pas être obstrué. Des racleurs, des capots et des soufflets peuvent protéger la vis dans les environnements poussiéreux. Dans les systèmes CNC d'usinage du bois et de découpe au plasma, la protection est particulièrement importante car la poussière et les particules abrasives peuvent rapidement endommager les pièces de précision.
Une vis à billes et une vis sans fin peuvent sembler similaires, mais leur fonctionnement est différent. Une vis sans fin repose souvent sur un contact glissant entre la vis et l'écrou. Une vis à billes, quant à elle, repose sur un contact par roulement grâce à des roulements à billes. Cela rend la vis à billes plus efficace, mais aussi plus sensible à la saleté, aux chocs et à une mauvaise manipulation.
L'opposition « vis à billes » / « vis sans fin » revient souvent lorsque les acheteurs comparent le coût et la précision. Une vis sans fin peut s'avérer utile pour des mouvements simples ou à faible coût. Une vis Acme peut également donner de bons résultats dans certains systèmes à faible vitesse. Mais pour les systèmes de mouvement de précision à commande numérique (CNC), les vis à billes sont largement utilisées car elles offrent un mouvement linéaire efficace et une meilleure répétabilité.
Les différents types de vis à billes peuvent influencer la manière dont vous installez et entretenez le système. Parmi les choix courants, on trouve les vis à billes laminées, les vis à billes rectifiées, les vis à billes à écrou simple, les vis à billes à double écrou, les modèles à écrou à bride et les ensembles de vis à billes usinés sur mesure.
Les vis à billes roulées sont couramment utilisées dans les défonceuses CNC, les machines laser, les machines plasma, les imprimantes 3D et l'automatisation en général. Elles offrent un bon rapport qualité-prix. Les vis à billes rectifiées sont utilisées lorsqu'une précision supérieure est requise. Elles sont souvent choisies pour les centres d'usinage, les équipements de mesure et les systèmes de mouvement linéaire de haute précision.
Une vis à billes précontrainte peut nécessiter une manipulation plus prudente, car la précontrainte influe sur le frottement et le couple. En cas de mauvais alignement, la précontrainte peut accentuer le grippage. Les ensembles de vis à billes sur mesure peuvent également comporter des usinages d'extrémité spécifiques, des modèles d'écrous particuliers et des conceptions de roulements d'appui spécifiques ; il convient donc de toujours vérifier les plans avant l'installation.
De nombreux problèmes d'installation sont dus à de simples erreurs. La première erreur consiste à retirer l'écrou à billes sans manchon. La deuxième consiste à forcer l'arbre de la vis à billes dans les roulements d'appui. La troisième consiste à utiliser la vis à billes pour corriger des défauts du châssis. A vis à bille C'est une question de précision, pas de magie.
Une autre erreur courante consiste à serrer tous les boulons trop tôt. Lors du montage, de nombreuses pièces doivent d'abord être fixées provisoirement. Une fois que la vis, l'écrou, le palier de support, le guidage linéaire et le support du moteur sont alignés, les boulons peuvent alors être serrés dans le bon ordre.
Évitez ces erreurs :
Une installation soignée peut prendre plus de temps, mais elle permet d'éviter des temps d'arrêt ultérieurs. Dans le cadre de la production en série, le respect d'étapes d'installation reproductibles contribue également à garantir une qualité constante des machines d'une unité à l'autre.
LONGQIAO / LQ est un fournisseur chinois proposant une offre complète de pièces pour machines à commande numérique (CNC) destinées à des acheteurs du monde entier. Nous fournissons des composants de transmission et de contrôle de mouvement, tels que des vis à billes, des guidages linéaires, des systèmes pas à pas et des servosystèmes, des moteurs de broche, des réducteurs planétaires et des systèmes à crémaillère et pignon.
Pour les acheteurs à la recherche de composants de mouvement complets, LONGQIAO propose des ensembles de vis à billes destinés aux machines CNC et à l'automatisation, disponibles en différents diamètres, pas, types d'écrous et niveaux de précision. Pour les besoins courants en matière de défonceuses CNC et d'automatisation, la vis à billes SFU, qui assure une transmission linéaire précise, constitue un choix pratique.
Un axe CNC stable peut également nécessiter un système de servomoteur et de pilote pour le contrôle des mouvements CNC, un réducteur à engrenages planétaires pour l'adaptation du couple, un système à crémaillère et pignon pour les courses CNC longues, ainsi qu'un moteur de broche pour la découpe et la gravure CNC.
C'est là tout l'intérêt d'un approvisionnement centralisé. Au lieu de commander cinq pièces auprès de cinq fournisseurs différents, les acheteurs peuvent se procurer des composants pour machines CNC parfaitement adaptés auprès d'un seul partenaire. Cela permet de réduire les problèmes de compatibilité, de raccourcir les délais d'achat et d'améliorer l'approvisionnement en pièces de rechange après-vente.
LONGQIAO accompagne les équipementiers de machines CNC, les distributeurs régionaux, les sociétés commerciales, les intégrateurs en automatisation, ainsi que les fabricants de défonceuses CNC pour le travail du bois, de machines de découpe et de gravure laser, de machines de découpe plasma, de lignes de production automatisées, d'imprimantes 3D et de machines CNC de bureau.
L'étape la plus importante est l'alignement. La vis à billes doit être alignée avec le guidage linéaire et le boîtier de l'écrou. Si l'arbre de la vis n'est pas parallèle au rail de guidage, l'écrou risque de se coincer, de chauffer et de s'user rapidement.
Vous ne devez pas retirer l'écrou à billes sans utiliser un manchon de transfert adapté. Si l'écrou à billes se détache sans être maintenu, les billes risquent de tomber et d'endommager le système de retour des billes.
Le bruit peut être dû à un mauvais alignement, à un manque de lubrification, à des roulements à billes endommagés, à des rainures de billes encrassées, à des roulements d'appui desserrés ou à un désalignement de l'accouplement. Vérifiez l'installation avant de conclure que la vis à billes est défectueuse.
Pour réduire le jeu axial, vérifiez le roulement d'appui fixe, l'écrou de blocage, l'accouplement, le support d'écrou et la précontrainte de l'écrou à billes. Une vis à billes précontrainte peut être utile, mais une installation correcte et une structure de machine solide sont également importantes.
Oui. Vis à billes nécessitent une lubrification pour garantir un mouvement fluide, un faible frottement et une longue durée de vie. L'utilisation d'une vis à billes sans lubrification peut entraîner de l'usure, un échauffement et une défaillance prématurée.
Pour la plupart des applications de précision CNC, une vis à billes est préférable car elle offre un meilleur rendement, un mouvement plus fluide et une meilleure répétabilité. Une vis sans fin reste toutefois utile pour les mouvements simples, peu coûteux ou à faible vitesse.
Oui. LONGQIAO propose des vis à billes, des écrous à billes, des pièces de support, des guidages linéaires, des servosystèmes, des réducteurs planétaires, des composants de crémaillère et pignon, ainsi que des moteurs de broche destinés aux constructeurs de machines CNC et aux intégrateurs d'automatismes.
