リニアレールとハードレールの主な違い

この急速に進歩する世界において CNC マシンが先頭に立っているのは周知の事実です。驚くべきことに、これらの素晴らしいマシンはイノベーションの最前線に立つだけでなく、業界をひっくり返したり裏返したりする革命をもたらします。製造分野、航空宇宙、エレクトロニクス、さらには医療産業のいずれで働いているかにかかわらず、CNC マシンが役に立ちます。高品質の複雑な機械部品、パネル、電子部品、回路基板、複雑なプロトタイプなど、業界に必要なほぼすべてのものを、比類のない精度で、しかも短時間で生産します。

ちょっと待って！人生を変える製品を購入する前に考慮すべき重要なことがいくつかあります CNCマシン。これらには、リニア ガイド レールとハード レールという、性能を左右する 2 つの重要なコンポーネントがあります。おそらく、ハードレールとリニアレールのどちらのオプションを選択するかを議論している人にすでに出会ったことがあるでしょう。違いを理解して選択するのは本当に難しいですよね。

まあ、確かにそうではありません！どちらの機構も動きと安定性を促進しますが、その設計と用途は大きく異なります。したがって、この記事では、これら 2 つのシステムの主な違いを理解します。これらの用語を初めて使用する場合でも、ある程度の知識はあるがさらに理解したい場合でも、この用語に固執してください。これを読めば、どれが自分の業界に最も適しているかがわかるようになると思います。それでは、乞うご期待！

CNCマシニングセンターの種類

ここでもう 1 つ説明します。 CNC マシニング センターにはさまざまな構成があり、それぞれが特定の厳しい用途や要件に合わせて調整されています。しかし、この機械のすべての焦点は、機械のカッティング ヘッドの動きを定義する 2 つの主要なシステム、つまりリニア レール システムとハード レール システムにあります。 CNC 機械では、特定の軸に沿って動きをガイドするレール システムによって切削工具の動きが促進されることがわかりました。それでは、これら 2 つの加工システムとは何なのか、またどのように機能するのかを見てみましょう。

リニアレールシステム

1 つ目はリニア レール システム、またはリニア ガイドまたはリニア モーション システムとも呼ばれます。この高度なレール システムは、ボールやローラーなどの一連の転動体を使用して直線運動を行います。言い換えれば、摩擦を最小限に抑え、トラックに沿って滑らかにするために（カッティングヘッドまたはワークテーブル上で）スライドする設計があります。この機能により、素早い動きと正確な位置決めが必要な加工プロセスに最適です。

リニアガイドレールのメリット

ａ．高精度と滑らかさ

転動体が摩擦を軽減するため、CNC マシンはその動きにおいて並外れたレベルの精度と滑らかさを実現できます。そして最終的には、完璧なカット、滑らかな表面仕上げ、高品質の製品が得られます。

b.磨耗の軽減

このシステムの最大の特徴はローリング機構です。レールとベアリングの摩耗を軽減するだけでなく、機械の寿命と耐久性も向上します。簡単に言えば、マシンを頻繁にメンテナンスする必要はありません。実際、長寿命と言っても過言ではありません。

c.ノイズ減少

騒音 – 賑やかな機械作業現場に行くことを避ける理由の 1 つ。しかし幸いなことに、リニアガイドは他の機械システムに比べて発生する騒音がはるかに少ないです。これは、回転動作がより平和で穏やかな作業環境を生み出すことを意味します。そのため、頭痛や耳痛に悩まされることなく、長時間の作業を楽に行うことができます。

d.高速性能

リニアガイドレールは、高速かつ加速処理が可能なため人気が高まっています。工作機械、特にアイドリング速度が非常に高速になっていることがわかります。そして、ワークピースが正確に処理されることを保証する転がり摩擦動作モードが功績です。例えば、現在タッピングリグのZ軸移動速度は60M程度が一般的です。

e.簡単な組み立て

リニア手すりの利点の 1 つは、組み立てプロセスがシンプルで簡単であることです。最小限のトレーニングでも、この高度なシステムを組み立てることができます。メーカーが提供する適切な部品と適切な精度を知っていれば、豊富な経験がなくても組み立てることができます。

リニアガイドレールの欠点

ａ．高価なコスト

リニア ガイド レールはハード レールに比べて高価になる場合があります。これは主に、回転要素の組み込みとより高い精度の製造要件によるものです。さらに、リニアレールの搬送能力は比較的低いです。

b.汚染を受けやすい

リニアガイド レールは精密な加工には最適ですが、塵や破片の蓄積などの問題が発生することがあります。適切にメンテナンスを行わないと、時間の経過とともにパフォーマンスに影響を与える可能性があります。

c.潤滑が必要です

リニアガイドレールのスムーズな動きを維持するには、定期的な潤滑が必要であることは明らかです。これは、メンテナンスに余分なオーバーヘッドがかかることを意味します。レールが十分に潤滑されていることを確認する必要があります。摩耗や損傷の可能性を軽減します。また、接触面が小さいため、ハードレールに比べて剛性が低くなります。

CNC 加工で使用されるリニア レールの種類

リニア レールは、CNC 機械における切削工具やワークピースのスムーズな移動を促進する上で重要な役割を果たします。リニア レールにはさまざまな種類がありますが、最も一般的に使用されるものは次のとおりです。

ａ．ローラーリニアレール

円筒ころを使用し、低摩擦運動を可能にした高耐荷重レールです。重い荷重を支えることができるため、大型の CNC マシニング センターやガントリー形式の機械でよく使用されます。

b.ボールねじリニアレール

ボールねじレールは、回転運動を直線運動に変換するボールベアリングとねじで構成されています。これらのレールは通常、高精度の位置決めと最小限のバックラッシュが必要な場合に使用されます。

c.ボックスウェイレール

ボックスウェイ レールはボックス ガイドウェイとも呼ばれます。主に、スライドする台車と固定された箱状のレールで構成されます。キャリッジにはレールのダブテール形状に合わせた摺動面があり、最終的に接触面積が増加します。その結果、ボックスウェイ レールはたわみを最小限に抑えながら重い荷重に耐えることができます。

d.クロスローラーリニアレール

これらのレールは、レールとキャリッジの間に配置された交差した円筒形のローラーで構成されています。この設定により、剛性が高く、パフォーマンスが正確になります。 CNC研削盤や高精度フライス盤など、滑らかで正確な直線運動が要求される用途に適しています。

リニアガイドレールの用途

ご覧のとおり、ライン レールはあらゆる高速加工プロセスに適しています。高速切削、大陸加工、小型精密金型製作が可能です。したがって、このシステムは次のような場合に最適です。

ａ． CNC フライス盤: X、Y、Z 軸に沿った切削工具のスムーズかつ正確な動きを実現します。

b. CNC レーザー切断機: レーザーヘッドの安定した動作を可能にします。そのため、最小限の切り溝幅でさまざまな素材を正確に切断できます。

c.自動車産業: エンジン部品、トランスミッション部品、シャーシ部品などの公差が厳しい部品の製造用。

さらに、医療業界 (カスタム インプラント、補綴物、医療機器の製造)、金型製作、金属製造 (板金の切断と曲げ) などにもライン レール構成を使用できます。

ハードレールシステム

CNC マシン センターの 2 番目のタイプは、ハード レール システムです。ボックスウェイまたはボックス ガイドとも呼ばれるこのシステムは、古い CNC マシンで伝統的に使用されていると言われています。ただし、その古さに騙されないでください。それは今日の時代にも関連性を持っています。硬化および研磨された表面を備えた堅牢な設計により、優れた剛性とサポートを提供します。このため、さまざまな業界、特に重負荷の機械加工作業で積極的に使用され続けています。

ハードレールシステムは金属製の滑り面と潤滑チャネルで構成されており、スムーズな動きを保証します。簡単に言えば、直接スライド機構として機能します。リニアガイドレールに見られる転動体とは対照的に、スライド要素は（長方形の）レールと直接接触します。

その顕著な特徴の 1 つは、その卓越した耐荷重能力です。高周波または超可聴周波焼き入れによって得られるガイド レールの硬度は、通常 50% を超えます。その結果、優れた耐摩耗性が得られ、重機械加工プロセスに信頼できる選択肢となります。

ハードレールの利点

ａ．剛性と耐荷重性

間違いなく、ハード レールは比類のない剛性と堅牢性を提供します。ハードレールは摺動摩擦面が大きいため、剛性が高く安定性が優れています。そのため、重い負荷を処理し、過酷な切削を管理し、複雑な機械加工タスクを実行できます。つまり、大きな工具量と大きな送りでもスムーズな加工体験を提供します。

b.伝統的かつシンプル

ハードレールはリニアガイドレールに比べて可動部分が少ないため、設計が簡単です。つまり、インストールが簡単で、起動して実行するのに必要な労力と時間は最小限で済みます。

c.汚染物質に対する耐性

部品の機械加工にハード レールを使用するもう 1 つの利点は、汚染物質 (埃、破片、冷却液など) に対する耐性が高いことです。これにより、損傷のリスクやメンテナンス費用が軽減され、長期にわたり一貫したパフォーマンスが保証されます。

d.強い耐震性

ハードレールは衝撃に強いという利点があります。これらは地震の擾乱に耐え、そのような困難な状況下でも動作の安定性を維持できます。

ハードレールの欠点

ａ．精度と速度に限界がある

ハードレールに関して最初に留意すべきことは、ハードレールはリニアガイドと同じレベルの精度と滑らかさを提供できない可能性があるということです。前述したように、移動速度が制限されたスライド機構で動作するため、仕上げや製品が若干粗くなる可能性があります。

b.より多くの摩擦

CNCにおけるハードレールの接触面として加工量が多く、摩擦係数も高い。簡単に言うと、機械部品に適切に潤滑が行われていないと、摩擦熱により履帯が焼けたり磨耗したりすることがあります。また、機械は定期的な点検と調整が必要です。そのため、リニアガイドレールに比べてメンテナンス頻度が高くなります。ハードレールの耐用年数は長くありません。

c.加工や組み立てが難しい

このマシンは負荷の高いタスクを実行できますが、処理するのは非常に困難です。これは、ハードレールは通常、加工中に工作機械の主要コンポーネント (ベース、コラム、テーブル、スライドサドル) と一体化されるためです。そのため、形状、動き、精度、位置の制御が困難です。

さらに、ハードレールの組み立ても少し大変です。技術と体力を兼ね備えています。したがって、一般の労働者が完成させるのはやや不可能です。

ハードレールの用途

ハード レール システムは、機械の大型コンポーネントのフライス加工など、過酷な切断や材料除去作業に適しています。これらのレールは以下で使用できます。

ａ．工作機械: CNC フライス盤、旋盤、研削盤、マシニング センターで使用されます。

b.産業用ロボット: 産業オートメーションでは、ハード レールにより、ロボット アームやその他のモーション コントロール システムが重いペイロードを高い再現性で正確に処理できるようになります。

c.自動車産業: シリンダー ヘッド、エンジン ブロック、クランク シャフトなどのエンジン部品の製造に使用されます。

d.航空宇宙産業: ハード レールを備えた CNC 旋盤は、着陸装置部品、タービン ブレード、航空宇宙用ファスナーなどの高精度部品の製造に使用されます。

リニアガイドレールとハードレールの比較

適切なシステムの選択は、加工タスクの特定の要件によって異なります。リニア ガイド レール システムでは、リニア レールに沿ってスムーズに滑る一連のベアリングが使用されていることに注意してください。この設計により、カッティングヘッドのスムーズかつ正確な動きが保証され、正確な加工結果が得られます。リニアガイドレールの摩擦の低減により摩耗が減少し、長期にわたる機械の寿命の延長と精度の向上に貢献します。しかし、リニアレールはハードレールに比べて安定性、重荷重、剛性の点で劣ります。

同時に、ハードガイドレールシステムには、カッティングヘッドの動きをガイドする硬くて耐久性のあるレールが含まれています。これらのハード レールは、特に過酷な切断作業において、優れた安定性とサポートを提供します。ただし、線形の対応物よりもわずかに多くの摩擦を示す可能性があります。そして、リニアほど多用途ではありません。

リニアレール vs ハードレール

ここで、どちらのシステムが優れているかを考えるかもしれません。したがって、最も簡単に判断する方法は、製品を製造するために CNC マシニング センターが必要な場合は、リニア レールを購入することです。一方、CNC マシンで金型を加工したい場合は、ハード レールを購入してください。

最終的な考え

要約すると、CNC 機械加工部品におけるハード レール システムとリニア レール システムの違いは、その構造、性能、および用途の適合性にあります。ハードレールとリニアレールにはそれぞれ長所と短所があります。両者の違いが理解できたので、業界のニーズと条件に応じて CNC マシニング センターを選択してください。

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