Проников А.С. 1995 Т.2 Ч.1 (830965), страница 2
Текст из файла (страница 2)
т. 1, гл. 6 — 8). 5. При формировании конструкции узла должны быть учтены все требования стандартов и нормативно-технической документации (НТД), относящиеся к станку данного типа и класса точности. Однако это необходимые, но не всегда достаточные требования. На этом этапе также анализируют целесообразность установления дополнительных требований или ужесточения существующих нормативов.для достижения поставленных целей с учетом требований заказчика (потребителя). 6.'Обеспечить требуемые параметры можно, применяя, как правило, различные конструктивные решения.
Критерием для выбора оптимального варианта являются технико-экономические показатели и в первую очередь затраты на разработку и производство новой модели станка. 7. Генерирование различных решений при проектировании данного узла с учетом конструктивных и критериальных ограничений наиболее эффективно осуществляется при автоматизированных расчетах, которые дают новые возможности производить большое число расчетов с широ.кой вариацией значений входных параметров. Важное значение при этом имеет совершенство расчетных методов и наличие банка данных, содержащего справочные данные, данные по аналогам, требования нормативно-технической документации, типовые решения и другие необходимые сведения. 8.
При окончательном выборе варианта и на всех стадиях разработ~ки новой конструкции узла, начиная с формирования концепции его построения, сравнивают его с лучшими образцами существующих аналогичных конструкций. Создавать новый вариант узла имеет смысл лишь в том случае, если выявлены его существенные преимущества и высокая конкурентоспособность. Стремление создать конкурентоспособную конструкцию, обладающую более совершенными характеристиаками, заставляет разработчиков искать новые конструктивные решения, непрерывно повышать качество создаваемых изделий. 1.2. Поиск новых конструктивных решений При поиске новых конструктивных решений для различных узлов и механизмов станка, несмотря на их различие и разнообразие функций, проявляются следующие общие тенденции. 1.
Применение новых механизмов, сконструированных с учетом достижений механики, гидравлики, пневматики, а также комбинированных механизмов (например, пневмогидравлических, электромеханических), механизмов, построенных на новых физических принципах (маг- нитострикционный привод, магнитная подвеска, газостатическая опора), позволяет создавать конструкции с более высокими характеристиками. Примерами могут служить механизмы микроперемещений (см. п.
6.4), поворотно-фиксирующие механизмы (см. п. 6.5), цанговые механизмы зажима (см. п. 7.4), гидростатические и аэростатические опоры для шпинделей и для поступательного перемещения узлов (см. гл. 3 и 4) и др. Использование в станкостроении достижений смежных областей науки и техники, как правило, дает новые эффективные решения. 2. Применение мехатроники, т. е.
систем и механизмов, органически сочетающих механику и электронику, характерно для современных станков с системами программного управления. Мехатронные системы обеспечивают новые возможности управления движением традиционных ,механизмов, точное выполнение заданных функций, придание им функций саморегулирования и реакции на внешние воздействия, синхронность движения двух узлов и др. В качестве примера на рис.
1.1 изображен шпиндельный узел то- Х Рис. 1.1. Управляемый шпиндель токарно-фрезерного многоцелевого станка карно-фрезерного многоцелевого станка (фирма 1КЕОА1, Япония), шпиндель 3 которого помимо вращения от главного привода при токарной обработке может получать медленное движение с заданной скоростью от сервомотора 1 при фрезеровании фасонных поверхностей или останавливаться в заданном положении. Это обеспечивается системой программного управления с использованием датчика типа индуктосин, ротор б которого связан со шпинделем, а статор 4 закреплен неподвижно на шпиндельной бабке.
Цена деления — 0,001 . Для фиксации шпинделя в заданном положении применено тормозное устройство с диском 6. При быстром вращении шпинделя сервомотор отключается за счет вывода из зацепления шестерни 2 с помощью гидромеханизма. Возможности мехатроники могут изменить традиционные решения, ярким примером тому служит замена кинематических цепей зубообрабатывающих станков электронными связями. 3. Перенос рабочих функций с механических систем и приводов на ,систему управления и электропривод позволяет получать более компактные, легко управляемые узлы с высокими техническими характеристиками. Совершенствование электропривода (см.
гл. 5 и т. 1, гл. 13) поз- воляет существенно сокращать механическую часть (коробки скоростей и подач, передаточные механизмы), повышать КПД передач и упрощать конструкцию. Хотя приближение электродвигателя к конечному звену (столу, шпинделю) и порождает ряд новых проблем, в первую очередь связанных с тепловыми и вибрационными воздействиями, эта тенденция характерна для современных конструкций узлов станка. 4. Создание универсальных и многофункциональных конструкций, которые расширяют технологические возможности станка, характерно для многоцелевых станков, эффективность которых в первую очередь зависит от этого принципа.
Примерами могут служить разработка конструкций шпиндельного узла с поворотом оси в пространстве, стола с двумя движениями в плоскости и с поворотом относительно вертикальной и горизонтальной осей, создание второй подвижной шпиндельной ,бабки токарного автомата для перехвата детали и обработки ее со всех сторон и др. Так, на рис. 1.2 изображена схема шпиндельного узла фре- Рис. 1.2. Шпиндельный узел многоцелевого станка с автоматическим изменением по- ложения шпинделя зерно-расточного многоцелевого станка '(фирма МАХВЕШ, Италия), шпиндель 1 которого может занимать как вертикальное, так и горизонтальное положение.
Для этого шпиндельная головка 2 имеет кольцевую рпору, расположенную под углом 45, через которую проходит приводной вал. Головка может поворачиваться так, что ось шпинделя занимаут либо вертикальное,'либо горизонтальное положение. При этом шпиндельная коническая шестерня обкатывается относительно ведущей. Прижим поверхностей осуществляется плоскими пружинами 3. Такое конструктивное решение существенно расширяет технологические возможности станка. 5. Разработка дополнительных узлов, которые могут быть установлены на станке, расширяя или изменяя его технологические возможности, увеличивает приспособляемость станка к разнообразным запросам про,изводства. Так, во многих конструкциях современных станков предусмотрена возможность дополнительно устанавливать револьверную горловку (иногда две), дополнительные суппорты, вторую шпиндельную бабку, механизмы загрузки, конвейеры для удаления стружки, а также Р с.
1.3. Варианты оснащения одноис. автомата с шп индельного токарного ЧПУ различными узлами дл р ля асширения и и зменения его технологиче- Ю ских возможностеи зи ию. Это направление является р азвитием иметь измерительную позицию. т нка различными техно- широко применяющегося м д мето а оснащения стан р бителя. Теперь эта логическими приспособлениями по запросам потре идея распространяет ся и на злы самого станка. е а на ис. 1.3 показаны у ы варианты расширения и и- изРим Р Р * го р рб их возможностеи одношп 1 У е назначенного для центровы б двто ата с ЧПУ, пр д овы ( р р б д р аво а ~ расныи пр ФВ ~Германия).
В базовом варианте (рис. 1.,а) стано Иольвернь'и уппор Ю ФЭ возможностеи может у $3 быть становлен также ни б жется в противоположную порт (рис. 1.3, б), ко р " р то ый п и обработке движет с ппо та сторону, что у уменьшает нагрузки на о ва суппорта без заднеи Ю станок. При обработке в а р р ва порта может быть установлен люнет ~рис, е и рис. 1.3 д) 1.3 б р, ) иного исполнения, чем в вариантах п . Применение дополнительных узлов асши ах, показанных на ис. р ческие возможности б , расширяющих технологивило ности азовои мо ели , на основе аг егатно-мо ности д станка, осуществляется как прар но-модульного принципа проектирования.
У личного на грегатно-модульный п ин ип п р ц роектирования узлов станка раз- го назначения является наиболее общим, от ажаю им сивную тенденцию компоновк им, отражающим прогресстоятельные констр новки станка из узлов о~ т уктивные единицы '(см. т. 1, гл. 11). у, формленных в само- В этом случае узел имеет, как правило ав быть выполн равило, автономный привод и может р зличными функциями или т ности. тот принцип компоновки станка позволяет не о мо ильно изменять назначение и даже конст ка, но и совершенствов конструкцию всего стан- не затрагивая конструкцию вать или изменять конст кцию от е ру тдельного узла, присоединительны б т укцию станка в целом сох х и га аритных размеров. раняя лишь требования 7Х/УХА ХХ/Д 7~8ш Тил С 7аа 5' , Рис.
1.4. Варианты целевых ц вых узлов станка при агрегатно-модульном принципе проек- тирования В качестве примера на рис. 1.4 показаны возможности получения различных модификаций фрезерно-расточного многоцелевого станка, построенного по агрегатно-модульному принципу (фирма 1КЕЙА1, Япония). Стойка со шпиндельной бабкой имеет перемещения по двум направлениям (по осям Х и Л) в горизонтальной плоскости, а шпиндельная бабка — в вертикальном направлении (по оси У). Привод главного движения бесступенчатый и осуществляется от стандартного или высокомоментного электродвигателя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
