ボールねじのリード精度とは？C3、C5、C7について解説

ボールねじのリード精度は、ボールねじによって生成される実際の直線移動量が、指定された移動量または理論上の移動量にどれだけ忠実に従うかを表します。ボールねじが一般的な運動伝達、CNC位置決め、またはより高精度の機器に適しているかどうかを判断するために使用される主な仕様の1つです。

リード精度は通常、C3、C5、C7 などの精度グレードで表されます。等級番号が小さいほど、許容移動偏差がより厳しくなりますが、等級をバックラッシュ、再現性、またはボールねじの一般的な品質と混同しないでください。

ボールねじリードとは何ですか?

ボールねじのリードは、1 回転中にナットがねじシャフトに対して移動する公称直線距離です。

たとえば、SFU1605 ボールねじの呼び径は 16 mm、呼びリードは 5 mm です。理想的な条件下では、10 回完全に回転すると次の結果が得られます。

10回転×5mm/1回転＝50mm

リードによって理論上の変位が決まります。リード精度は、実際の変位がその理論値にどれだけ近いかを表します。

リード精度とは何を意味しますか?

製造されたネジは、その長さに沿ったすべての点で完全に同一の移動量を生み出すことはできません。ねじ山形成または研削プロセス、熱処理、矯正、その他の製造作業により、小さなばらつきが生じる可能性があります。

リード 5 mm のボールねじが 60 回転すると、理論上の移動量は 300 mm になります。実際に測定された移動量はわずかに長かったり短かったりする場合があります。指定された移動量と実際の移動量の差は、ボールねじのリードまたは移動量の偏差の一部です。

位置決めアプリケーションの場合、重要な問題は、単に 1 回転で約 5 mm が生成されるかどうかではありません。指定された測定長さにわたって累積移動量が許容偏差内に留まるかどうかです。

ボールねじリード精度用語

ボールねじの検査報告書や精度表には、いくつかの関連用語が登場することがあります。

• 公称リード:5 mm や 10 mm など、1 回転によって生じる指定された移動量。
• 指定されたトラベル:公称リードと回転数から計算される理論上の直線変位。
• 実際の旅行:ねじに沿って測定した変位量です。
• 移動偏差:実際の移動量と、関連する指定または参照移動量との差。
• トラベルバリエーション:指定された間隔（300 mm など）内での測定された移動偏差の変動。
• 補償値:ボールねじが予測可能な機械または熱の挙動を補償できるように指定できる意図的な補正。

正確な記号と評価方法は、規格とメーカーの検査報告書によって異なる場合があります。見積書を検討する際には、記載されている値が累積移動偏差、300 mm を超える変動、または別の測定値を参照しているかどうかを確認してください。

C3、C5、C7 ボールねじリード精度

DLY は通常、さまざまなボールねじの精度レベルを表すために C3、C5、および C7 を使用します。以下の値は、300 mm の測定長さにわたるリード精度の実際の比較を提供します。

これらの値は、指定された測定長さにわたる移動精度を表します。これらは、個々の回転ごとに生じる誤差として解釈されるべきではありません。

精度の定義や報告方法はメーカーによって異なる場合があるため、最終仕様は該当する図面、検査報告書、合意された規格と照らし合わせて確認する必要があります。

300mmリード精度値の見方

C5ボールねじが300mm当たり±0.018mmと指定されているとします。これは、測定された移動量が 300 mm 間隔の許容偏差に対して評価されることを意味します。

次のような意味ではありません。

ナットのバックラッシは0.018mmです。

回転するたびにまったく同じ誤差が生じます。

完成した機械は、±0.018 mm 以内に自動的に位置決めされます。

より長い移動量にわたるすべての誤差は、単純に 0.018 mm を乗算することで計算できます。

特定の高精度ネジの完全な移動精度を知る必要がある場合は、検査チャートが適しています。

オリジナルのボールねじ画像

リード精度とバックラッシは同じではありません

リード精度とバックラッシュは、さまざまなタイプの動作誤差を表します。

• リード精度は、指令された移動量または理論上の移動量と、スクリューに沿った実際の移動量との関係を説明します。
• バックラッシュロストモーションは、荷重または動作の方向が反転したときのロストモーションを指します。

ボールねじのリード精度は良好ですが、測定可能な軸方向のすきまが存在します。逆に、予圧されたナットのバックラッシは非常に低くても、ネジの累積リード精度はより低い精度グレード内に留まる場合があります。

双方向位置決めの場合、リード精度と軸方向すきまの両方を指定する必要があります。

リード精度は再現性と同じではありません

位置決め精度は、軸が指令された位置にどれだけ近づいているかを示します。再現性は、同様の条件下で繰り返し動作したときに軸がどれだけ同じ位置に戻るかを示します。

システムは、リード偏差によって引き起こされる系統的な位置オフセットを維持しながら、一貫して位置を繰り返すことができます。この予測可能な偏差は、制御システムによってマッピングされ、補償される場合がありますが、補償によって機械的なバックラッシュ、緩み、または不安定な熱挙動が修正されるわけではありません。

製造されたリードの精度は何によって決まりますか?

ボールねじの初期リード精度は主に製造時と検査時に決まります。重要な要素には次のようなものがあります。

ねじ転造または研削加工

成形または研削装置の精度と状態

熱処理と応力制御

ねじ山形状と軌道制御

矯正と軸端加工

測定方法と検査環境

研削ボールねじは、研削中に軌道形状とリードをより正確に制御できるため、一般に標準の転造ボールねじよりも厳しいリード精度で製造できます。転造ボールねじは、C5 または C3 グレードを必要としない多くの用途に引き続き適しています。

実機の位置決めに影響するものは何ですか?

リード精度等級はボールねじを表すものであり、機械全体を表すものではありません。実際の測位パフォーマンスは、次の要因にも影響される可能性があります。

ボールナットの軸方向すきままたは予圧

サポートベアリングの剛性と軸方向の動き

カップリングとモーターシャフトの接続

ボールねじとガイドウェイの位置合わせ

マシンベッドとナットブラケットの剛性

ねじ軸の熱膨張

エンコーダの位置と解像度

制御系補償

潤滑は摩擦、摩耗、温度に影響を与えますが、元の製造精度グレードは変わりません。それでも、長期にわたる磨耗や不安定な温度は、軸全体が達成する位置に影響を与える可能性があります。

ボールねじのリード精度の測定方法

リード精度は、ねじまたはナットが指定された測定長さだけ移動する際に、実際の軸方向の移動量を基準位置と比較することによって測定されます。

一般的な検査プロセスには次のものが含まれます。

ボールねじを適切な測定システムに取り付けます。

回転および直線の基準位置を確立します。

定義された測定点を通してアセンブリを回転または移動します。

各点での実際の軸方向の変位を記録します。

測定された位置と指定された移動量を比較します。

偏差曲線をプロットし、必要な成績と照らし合わせて評価します。

高精度の測定には、温度管理、安定した取り付け、および校正された測定機器が必要です。ノギスで小さな部分を測定するだけでは、完成したボールねじのリード精度グレードを検証するのに十分ではありません。

適切な精度等級の選び方

利用可能な最高の精度を自動的に注文するのではなく、実際の位置決め要件に基づいてグレードを選択します。

C7:一般的に、非常に厳密な累積精度よりも経済的な直線位置決めの方が重要な、一般的なオートメーション、包装機械、搬送軸および装置に適しています。

C5:移動偏差のより厳密な制御を必要とする多くの CNC および精密自動化軸に適しています。

C3:軸がより高い位置決め精度を必要とし、周囲の機械構造、ベアリング、熱制御、およびフィードバック システムがその精度をサポートできる場合に考慮されます。

柔軟な構造や位置合わせが不十分な構造で C3 ボールねじを使用すると、完成した機械が C3 レベルの位置決め性能を達成することはできません。

ご注文時にご提供いただく情報

必要なボールねじリード精度を指定するには、以下を指定します。

ネジ径とリード

全長と有効移動量

必要な精度等級

位置決め精度と再現性目標

軸方向すきままたは予圧の要件

最大荷重と最大速度

軸端図とサポート配置

結論

ボールねじのリード精度は、定義された測定長さにわたって実際の直線移動が指定された移動にどれだけ忠実に従うかを示します。バックラッシュ、予圧、繰返し精度とは別に評価する必要があります。

DLY は一般自動化用に C7 転造ボールねじを通常供給しています。より厳しいリード精度が必要な場合は、C5およびC3研削ボールねじを選択できます。適切なグレードは、機械全体の位置決め目標、ストローク、剛性、熱条件、制御方法に適合する必要があります。

DLY を見るボールねじ範囲または製造上の違いを比較する研削ボールねじが高精度を実現する理由。

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