Spravochnik_tehnologa-mashinostroitelya_T1 (550692), страница 157
Текст из файла (страница 157)
п,). По мере язнашивания начальная точность стаюга меняется. Поэтому следует осуществлять юнтроль, осмотры, проверку точности н периодическое регулпрованяе узлов станка, обеспечивающие длительное сохранение требуемой точности. Кипематическад точность механизмов приводов подач имеет особое значение при применении разомкнутой схемы управления приводом подач, в качестве которого применяется шаговый злеатродвигвтель (рис. 59,а). Меньшее значение кииематическад точность имеет в приводах подач с замкнутой схемой управления (рис. 59,6 и е) при применении линейных юмерительных преобразователей (ИП). В этом случае большое влияние имеет погрешность позиционирования рабочих органов станка.
При применении схемы с круговыми ИП погрешности передачи винт — гайка могут разлячно влиять на точность обработки. Точность позиционирования рабочих органов определяется не только точностью самого станка, но и зависит от типа системы ЧПУ (конструкции, места установки ИП, точностньгх параметров ИП и т. д.), Так, при применении шагового привода погрешность перемещения рабочих органов станка 1 (рис.
59,п) определяется погрешностью отработки шаговым двигателем командных импульсов, погрешностями гидроусилителя, зубчатой передачи 2 п передачи винт — гайка 3, а также погрешностями рабочего органа станка. При примененяи следящего привода подачи с замкнутой схемой управленяя наблюдается два вида погрешностей, снижающих точность перемещений рабочих органов: 1) погрешности элементов привода подачи и рабочего органа, не охватываемые системой обратной связи; 2) погрешности результатов измерения перемещения или угла поворота рабочего органа станка юмерительным преобразователем. Первая группа погрешностей появляется в основном при применении систем обратной свазн с круговым ИП.
Преобразователи устанавливают на ходовом винте (рис. 59, б) или юмершот перемещение рабочего органа через реечную передачу (рис. 59,е). В первом случае система обратной связи не учитывает погрешности передачи винт — гайка (накопленную погрешность по шагу ходового винта; зазоры в соединении винт — гайка и в опорах винта; упругие деформации ходового винта, его опор и соединения винт — гайва; тепловые деформации ходового винта и др.), а также погрешности рабочего органа (отклонения от прямолинейности и параллельности перемещений; зазоры в направляющих; упругие дефор- повышкник точности окрхкоткн мации рабочего органа и др.).
Во втором случае на точность измерений влияют погрешности реечной передачи (накопленная погрешность по шагу рейки, ее тепловые деформации, зазоры в зацеплении и др.). Погрешность результатов измерения угла поворота или перемещения рабочего органа станка обусловливается погрешностью ИП, вызванной погрешностями его изготовления и установки на станке, погрешностями, которые появляются в процессе эксплуатации ИП и станка.
Так, при эксплуатации линейных ИП (рис. 59,г) может изменяться зазор между его подвижными и неподвижнымн элементами. В общем балансе погрешностей обработки иа станках с ЧПУ значительную долю занимают погрешности, обусловленные тепловыми деформациями механизмов станка, приводящими к изменению относительного положения инструмента и заготовки в направлениях осей координат Х, У, Х и угловых поворотов вокруг этих осей. Их значение и направление действия в значительной степени определяется компоновкой и конструкцией базовых деталей и механизмов станка и размещением тепловыделяющих элементов относительно базовых деталей и механизмов станка, а также зависят от качества изготовления и сборки станка и условий его эксплуатации.
Наибольшее влияние иа температурные деформации оказывают собственные источники тепла станка и устройства ЧПУ, выделяющие тепло вследствие: а) превращения злектрическоя энергии, б) превращения механической энергии (потери на трение в подшипниках шпинделя, в зубчатых и червячных передачах, в передаче винт — гайка, в фрикционных муфтах и тормозах, в направляющих, в местах уплотнения валов и др.); в) потери энергии в гцдроустройствах станка.
Электрические и механические потери в станке могут достигать 50% мощности, подводимой к станку. Значительными внутренними источниками тепла в станке являются опоры шпинделя, Температурные деформации подшипников шпинделей изменяют предварительный натяг в ннх и могут привести к иовышеиному изнашиванию подшипников. При работе станка с ЧПУ происходит неравномерный нагрев его механизмов и деталей, вызывающий изменение их размеров, формы и относительного положения в пространстве, что приводит к изменению положения оси шпинделя относительно стола и координат нулевой точки; отклонению от прямолинейности перемещения подвижных органов станка; нарушению стабильности работы систем обратной связи и др. Точность станков с ЧПУ повышается путем рациональной компоновки и конструирования основных базовых деталей и механизмов, применения в приводах подач высокомоментных электролвигателей постоянйого тока, беззазориых механизмов и механизмов, имеющих высокий КПД, направляющих с малыми потерями на трение, стабилизации нли компенсации отдельных погрешностей станка предыскажением программы управления, введением корректирующей программы в память системы ЧПУ при применении дополнительных обратных связей.
На рис. б0 приведен пример повышения точности при использовании более рациональной компоновки станка. а) Рпе. бй. Коипоповкв мвогоопорвмыояого етвпкв с ЧПУ с арочной копегрукпоей колонны е пептрвльоым (о) и сиешоппым (6) рвеполопмпвем хопового воптп «рвволв поперечной волоча стола 688 оврлвопи датллхй нл стлнклх с чпз' н н гнпинх нронзаодстпшнтых снсткмлх с! Рнс.
41. Виды кеывиывок шииилельной бабки: с — консольная; б — с центральным рислсложснием в колонне Применение арочной конструкции колонны, в центральном проеме которой перемещается шпиндельная бабка с горизонтальным шпинделем (рис. 61,6), предотвращает скручивание колонны силой, действующей вдоль оси шпинделя, что наблюдается цри консольном расположеняи шпиндельной бабки (рис. 61,а). Кроме того, такая термосимметричная компоновка позволяет снизить влияние температурных леформаций колонны путем равномерного нагрева ее левой и правой сторон (рис.
61,6). При консольном расположении шпиндельной бабки неравномерные температурные деформации могут привести к значительным отклонениям оси шпинделя по координате Х (см. рис, 61,а). На схеме (см. рис. 60,а) ходовой винт привода салазок занимает центральное положение среди направляющих. Его ось находится в одной плоскости с осью шпинделя, что позволяет исключить поворот стола с деталью под действием снл резания. При другой компоновке, когда ось ходового винта стола и ось шпинделя находятся в разных плоскостях (рис.
60,6), леформации весьма большие. Перемещения шпиндельной бабки могут быть уменьшены путем увеличения ее высотм Н (см. рис. 60,а) по сравнению с шириной В. Жесткость станков с КПУ увеличивают в результате того, что основные несущие базовые детали станка с ЧПУ (колонну, станину и др.) делают литыми, а в последнее время чаще сварными, с большим числом ребер, коробчатой формы. Жесткость и пагрузочную способность шпинделей увеличивают, создавая не только более рациональные конструкции, но и применяя в качестве опор шпинделей новые типы подшипников качениа. Например, для вос- приятия осевых сил, действующих на шпинлель в станках с ЧПУ, применшот прецизионные двухрядные упорно-радиальные шариковые подшипники взамен упорных н радиально-упорных шариковых подшипников, которые обладают достаточной осевой жесткостью и имеют пониженную быстроходность, либо, наоборот, при высокой быстроходности имеют недостаточную осевую и радиальную жесткости, Применение в приводах подач новых высокомерных малоинерционных электродвигателей постоянного тока, устанавливаемых непосредственно на ходовом винте, позволяет значительно упростить н сократить длину кинематической цепы привода подачи, увеличить ее крутильную жесткость и уменьшить число зазоров, влияющих на точность передачи движения.
Большое внимание уделяется повышению осевой жесткости передачи винт — гайка и опор ходового винта. В качестве опор ходового винта применяют роликовые упорные и комбинированные подшипники вместо ранее применяемых шариковых упорных подшипников, что позволяет значительно увеличить их осевую жесткость. Для повышения жесткости рабочих органов станка с ЧПУ в рабочем состоянии их зажимают после позиционирования в заданную позицию (рнс. 62). На рнс. 63 приведены схемы устранения упругих деформаций в тяжелых станках с ЧПУ.
В первом случае (рис. 63, а) с помощью гидроцилиндра с поршнем 3 н тяги 4 устраняются упругие деформации опор шпиндельной бабки ! при выдвижении вперед ползуна со шпинделем 2. Во втором случае (рис. 63,6) также с помощью гидроцилиндра с поршнем 3 и тяги 2 устраняются упругие деформации консольной части ползуна !. ! 2 4 г Рнс.
61. Канструкцив ыехяиюыя зияния стили: ! — стол; 2 — исправляющая; 3 — зснимния план«а, 4 — тарсльчатыс нрунины; 5 — шлряиличссяий поршень поныщкиик точности оввавотки Рнс. 65. Кенструнгшя без- зазейней шнрнкенай ннн- ченей найм Точность передачи двкжений достигается сокращением длины кинематической цепи привода подача и более точным изготовлением ее элементов, примененяем беззазорных зубчатых передач и редукторов, безэазорных шариковых винтовых пар. В последнем случае обеспечивается также динамическая устойчивость следищло привода подачи станка, его надежная и стабильная работа. Принцип построения большинства беззазорных зубчатых и червячных редукторов (или отдельных передач) заключается в том, что редуктор (передача) составлшот из двух кинематически идентичных цепи образующих замкнутый кинематичсский контур (рис.
64). В единичной зубчатой илн червячной передаче одно зубчатое (червячное) колесо делают разрезным. Зазор устраняется взаимным разворотом половинок пружинами (рис. 64,а) или последующим жестким закреплением половинок болтами. Устранение зазоров и создание предварительного натяга в редукторе достигается взаимным разворотом его кинематических целей специальным нагружаюшнм устройством.
В результате в каждой кинематической цепи получается однопрофильное зацепление, которое не нарушается и при реверсе движения (рис. 64,6). Нагрузка замкнутого контура часто осугцествляется осевым смещением вала с косозубыми колесами пружиной или поршнем гидропилинлра В шариковых винтовых парах (ШВП) (рис. 65) в отличие от обычных винтовых пар с трением скольжения коэффициент трения почти не зависит от скорости перемещения.
Поэтому нх применение обеспечивает снижение пускового момента, лепгость хода и высокую плавность движения на малых скоростях. Малые потери на трение уменыпают износ деталей ШВП, а закалка рабочих поверхностей гайки, а! б/ Рнс. 63. Схемы устранения унругнх дчфермнннй н тшнелмх стаяннх с ЧПУ: а — опоры ползуна в шнннлельной бабке; 6 — опоры нолзуна со шпнн- делем Рнс. 64.
Схемы беззвзорных зубчатых нчяелнчг а — Лнчннлряческая передача с нрунннемн растяжения; б — зубчагый редуктор ходового винта и шариков до твердости НВС 58-60 с последующим шлифованием обеспечивает повышенную долговечность этик передач. Малые потери на трение поэволвли создать беззазорные ШВП с двумя полугайками, собранными с предварительным натягом, что устраняет зазоры в передаче, увеличивает жесткость и тем самым значительно повышает точность передаваемого движения при наличии реверсирования. На фланцах полугаек нарезаны зубья г, и хз, причем гз+1 =г,. При выводе полугаек 1 и 3 из зацепления с корпусом 2 и повороте каждой полугайки в одну сторону на один зуб происходит условное минимальное относительное смещение полугаек / 1 1 1 на величину Лм = ~ — — †)Р,, При регулн,) "' ровании натяга необходимо учитывать, что его чрезмерная величина снижает долговечность ШВП, а малый натяг снижает жесткость ШВП.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
