Vite a ricircolo di sfere serie DFU

I. Posizionamento Principale e Nomenclatura

Posizionamento: Un'unità di vite a ricircolo di sfere ad alta rigidità/alta precisione con dado flangiato e doppio dado precaricato. È una soluzione progettata per applicazioni di fascia alta che richiedono assenza di gioco, rigidità ultra elevata, elevata capacità di carico e lunga durata.
Interpretazione della nomenclatura:

• D: Doppio Dado. La caratteristica principale, costituita da due dadi combinati mediante un metodo di precarico.
• F: Flangiato. Il dado è dotato di una flangia quadrata o circolare per un facile montaggio e fissaggio.
• U: Indica tipicamente "Ultra Precisione" oppure una specifica classe ad alte prestazioni. A volte si riferisce a un particolare metodo di precarico.

Valore di base: La struttura a doppio dado precaricato elimina attivamente il gioco assiale e offre una rigidità e una capacità di carico molto superiori rispetto alle viti a ricircolo di sfere con singolo dado.

II. Struttura principale e principio di funzionamento

Struttura con precarico a doppio madrevite (principale):

• Il DFU è composto da due madreviti a ricircolo di sfere indipendenti. Un elemento di regolazione del precarico (ad esempio distanziale, molla o manicotto filettato) applica una forza assiale opposta tra di esse.
• Principio di funzionamento: Il precarico obbliga le piste delle sfere delle due madreviti a premere contro i fianchi opposti dei filetti dell'albero a vite. Indipendentemente dal fatto che l'albero sia soggetto a carico diretto o inverso, i rulli di una delle madreviti sono sempre sotto carico. Ciò elimina completamente il gioco assiale (garantendo un gioco nullo) e aumenta notevolmente la rigidità del sistema.

Metodi di precarico:

• Precarico con distanziale: Distanziali di precisione di diverso spessore vengono inseriti tra le madreviti. Struttura semplice, rigidità massima, valore di precarico fisso, ma la regolazione risulta scomoda.
• Precarico con molla: La forza di precarico viene applicata mediante set di molle a disco. Compensa l'usura e la dilatazione termica, mantenendo costante il precarico, anche se la rigidità è leggermente inferiore rispetto al precarico con distanziale.
• Precarico filettato: La posizione relativa dei due dadi viene regolata e bloccata tramite un manicotto filettato. Regolabile, ma la rigidità dipende dalla forza di bloccaggio.

Dado a flangia:

• Incorpora una flangia robusta e integrata che fornisce una vasta superficie di montaggio. È fissato al banco macchina con più viti, offrendo un'elevata rigidità del collegamento e una facile installazione.

Albero vite di alta precisione:

• Realizzato mediante processi di rettifica di precisione, raggiungendo tipicamente gradi elevati di accuratezza dell'avanzamento come C7, C5 o addirittura C3. Caratterizzato da materiali superiori e trattamenti termici avanzati.

III. Vantaggi principali delle prestazioni

• Assenza di gioco e precisione ultra-elevata di posizionamento: La progettazione a doppio dado precaricato elimina completamente il gioco assiale, consentendo una trasmissione effettivamente "senza gioco". Questo aspetto è fondamentale per applicazioni che richiedono un'elevatissima ripetibilità, posizionamento bidirezionale e assenza di shock in inversione (ad esempio, misurazione di precisione, macchine per litografia, macchine utensili ad alte prestazioni).
• Elevatissima rigidità assiale: La struttura a doppio dado offre una rigidità assiale superiore al doppio rispetto a una coppia vite-madrevite a singolo dado. Una minima deflessione sotto carichi assiali elevati garantisce accuratezza del movimento e stabilità durante operazioni di taglio pesante o condizioni di alto carico.
• Elevata capacità di carico e lunga durata: I due dadi condividono il carico, aumentando le capacità dinamiche e statiche complessive. Il precarico migliora inoltre la distribuzione del carico sulle sfere, contribuendo a una maggiore durata.
• Eccellente scorrevolezza del movimento: L'eliminazione del gioco consente un inversione di direzione morbida e senza urti ed elimina il fenomeno dello stick-slip (strisciamento) durante il funzionamento a bassa velocità, offrendo caratteristiche di movimento superiori.

IV. Confronto con viti a ricircolo di sfere a singolo dado (ad es. SFU)

V. Campi applicativi tipici

Le viti a ricircolo di sfere DFU sono progettate specificamente per apparecchiature di fascia alta con esigenze estreme di prestazioni:

• Macchine utensili CNC ad ultra-precisione: Assi di avanzamento per centri di lavorazione di precisione, rettificatrici a contorno, torni ad ultra-precisione.
• Attrezzature per la fabbricazione di semiconduttori: Stadi di posizionamento in nanometri nelle macchine litografiche, apparecchiature di ispezione wafer, bonder per stampi.
• Strumenti di misura di precisione: Assi di comando principali per macchine di misura a coordinate (CMM), interferometri laser, sistemi di misurazione ottica.
• Attrezzature per Additive Manufacturing di Alta Gamma: Azionamenti per la distribuzione della polvere e del cilindro di costruzione nelle stampanti 3D metalliche industriali.
• Attrezzature per la Produzione Aerospaziale: Macchine per la posa di fibre composite, centri di lavoro ad alta precisione a 5 assi.
• Attrezzature Ottiche ed Elettro-Ottiche di Precisione: Sistemi di puntamento per telescopi, assi di comando di precisione per macchine laser per taglio/incisione.

VI. Linee guida per la selezione e l'uso

• Valutazione della Necessità: Considerare la soluzione con doppio dado solo quando un sistema con singolo dado (anche con precarico interno) non soddisfa i requisiti di rigidità, gioco o durata. Il costo e la complessità maggiori richiedono una giustificazione accurata.
• Selezione del Metodo di Precarico:

1. Precarico con distanziale: Adatto a carichi stabili, applicazioni con requisiti estremi di rigidità e dove è indesiderabile una variazione del precarico (ad esempio macchine utensili pesanti).
2. Precarico con molla: Adatto a condizioni complesse che comportano usura o dilatazione termica in cui è necessario un precarico costante (ad esempio apparecchiature di misura ad alta precisione con corsa lunga)

• Accoppiamento della classe di precisione: L'albero filettato deve essere selezionato con una classe di precisione C7 o superiore, compatibile con la precisione obiettivo del sistema.
• Gestione termica del sistema: Il precarico a doppio dado genera una maggiore frizione e potenzialmente più calore. Per applicazioni ad alta velocità o con corsa lunga, considerare il raffreddamento dell'albero filettato (ad esempio refrigerante attraverso un albero cavo) o misure di raffreddamento forzato.
• Installazione professionale: La corretta regolazione del precarico dei due dadi e l'allineamento preciso dell'albero filettato con il motore di comando e i cuscinetti di supporto sono fondamentali durante l'installazione.

La vite a ricircolo di sfere DFU (e simili con doppio dado precaricato) rappresenta una soluzione avanzata nella tecnologia delle viti a ricircolo per il raggiungimento di "zero gioco" e "rigidità estrema". Attraverso la sua struttura ingegnosa ma complessa con precarico a doppio dado, sacrifica parte del costo e dell'efficienza operativa (attrito aumentato) in cambio di un salto qualitativo nell'accuratezza di posizionamento bidirezionale, nella rigidità del sistema e nella capacità di carico. È uno dei componenti meccanici di trasmissione più potenti e affidabili disponibili per i progettisti di apparecchiature di precisione che devono soddisfare requisiti stringenti in termini di prestazioni di controllo del movimento. Scegliere il DFU significa porre le basi solide e affidabili per le prestazioni di alto livello di una macchina.