1
Loop over een willekeurige werkplaats in 2025 en je zult nog steeds dezelfde discussie horen: “Rails voor snelheid, geleidingen voor brute kracht—toch?” De realiteit is complexer. Moderne rollenrails kunnen nu belastingen dragen die voorheen voorbehouden waren aan geslepen geleidingen, terwijl sommige machines met geleidingen 25 m min⁻¹ halen zonder getril. De keuze is niet langer binair; het is toepassingsspecifiek. Dit document geeft je de cijfers, de testopstelling en de beslissingsmatrix die we bij PFT gebruiken bij het configureren van heavy-duty freesmachines voor klanten.
2 Onderzoeksmethode
2.1 Ontwerp
Een 3000 mm × 1200 mm × 800 mm portaalfreesmachine diende als testbed (Figuur 1). Er werden twee identieke X-as wagens gebouwd:
-
Wagen A: twee RG-45-4000 rails met vier HGH-45HA blokken, preload G2.
-
Wagen B: Meehanite geleidingen, 250 mm² contactvlakken, Turcite-B gebonden, 0,04 mm oliefilm.
Beide wagens deelden een enkele 45 kW, 12.000 rpm spindel en een 24-gereedschaps ATC om upstream variabelen te elimineren.
2.2 Gegevensbronnen
Snijgegevens: 1045 staal, 250 mm vingerfrees, 5 mm diepte, 0,3 mm rev⁻¹ voeding.
Sensoren: triaxiale versnellingsmeter (ADXL355), spindel load cell (Kistler 9129AA), lasertracker (Leica AT960) voor positionering. Bemonstering met 1 kHz.
Omgeving: 20 °C ±0,5 °C, overvloedige koelvloeistof.
2.3 Reproduceerbaarheid
CAD, BOM en G-code zijn gearchiveerd in Bijlage A; ruwe CSV-logs in Bijlage B. Elke werkplaats met een lasertracker en een 45 kW spindel kan het protocol in minder dan twee shifts repliceren.
3 Resultaten en analyse
Tabel 1 Belangrijkste prestatie-indicatoren (gemiddelde ± SD)
| Metriek |
Lineaire rails |
Geleidingen |
Δ |
| Statische stijfheid (N µm⁻¹) |
67 ± 3 |
92 ± 4 |
+38 % |
| Max. voeding zonder getril (m min⁻¹) |
42 |
28 |
−33 % |
| Thermische drift na 8 uur (µm) |
11 ± 2 |
6 ± 1 |
−45 % |
| Oppervlakteafwerking Ra (µm) bij 12 kN |
1,1 ± 0,1 |
0,9 ± 0,1 |
−0,2 |
| Onderhoudsstops per 100 uur |
1,2 |
0,3 |
−75 % |
Figuur 1 plot de stijfheid versus de tafelpositie; rails verliezen 15 % stijfheid aan het einde van de slag door overhang van de blokken, terwijl geleidingen vlak blijven.
4 Discussie
4.1 Waarom geleidingen winnen op stijfheid
De geslepen gietijzeren interface dempt trillingen via een 80 mm² oliefilm, waardoor getril met 6 dB wordt verminderd in vergelijking met rolelementen.
4.2 Waarom rails winnen op snelheid
Rolwrijving (µ≈0,005) versus glijden (µ≈0,08) vertaalt zich direct in snellere traversen en een lagere motorstroom (18 A vs. 28 A bij 30 m min⁻¹).
4.3 Beperkingen
-
Rails: Spaanafvoer is cruciaal; een enkele spaander onder een blok veroorzaakte een positioneringsfout van 9 µm in onze test.
-
Geleidingen: Snelheidsplafond is thermisch; boven de 30 m min⁻¹ breekt de oliefilm af en treedt stick-slip op.
4.4 Praktische conclusie
Voor smeden >20 t of onderbroken sneden, specificeer geleidingen. Voor plaatwerk, aluminium of serieproductie waar cyclustijd de boventoon voert, kies rails. Wanneer beide nodig zijn, verminderen hybride configuraties (X-rail, Z-geleiding) de cyclustijd met 18 % zonder de stijfheid op te offeren.
5 Conclusie
Geleidingen domineren nog steeds het frezen met hoge belasting en lage snelheid, terwijl lineaire rails de belastingkloof voldoende hebben gedicht om de meeste medium-duty taken te claimen. Specificeer rails wanneer snelheid en reisnauwkeurigheid belangrijker zijn dan ultieme stijfheid; specificeer geleidingen wanneer getril, zware sneden of thermische stabiliteit cruciaal zijn.
Uw bericht moet tussen de 20-3.000 tekens bevatten!
