НАПРАВЛЯЮЩИЕ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Направляющие являются опорами, обеспечивающими требуемое взаиморасположение и возможность относительных перемещений узлов, несущих инструмент и заготовку. Направ­ляющими называется совокупность поверхностей двух сопря­гаемых корпусных деталей (станины, стола и т.д.), обес­печивающая возможность их относительного прямолинейного или вращательного движения.

Смазочная система направляющих состоит из средств хранения, подачи, доставки, распределения, сбора и очистки масла. Распределение смазки по поверхностям трения осущест­вляется посредством отверстий, канавок, карманов, скосов и т.п. Для предотвращения попадания отходов обработки и случайных повреждений предусмотрены защитные устройства.

Направляющие станков с программным управлением должны обладать следующими свойствами:

1. Обеспечивать необходимую точность перемещения рабочего органа станка по траектории, заданной управляющей программой, в течении длительного времени с точным выходом в заданное положение. Точность станка достигается соблюдени­ем точности геометрических параметров направляющих, их за­тяжкой и исключением зазоров, обеспечением плавности хода, жесткостью конструкции, предотвращающей перемещения от упругих деформаций. Длительное сохранение точности направ­ляющих зависит от износостойкости материалов, сопряженных трущихся пар в направляющих.

2. Обеспечивать демпфирование колебаний, т.е. способ­ность гасить колебания между инструментом и заготовкой от действия различных источников вибраций.

3. Создавать наименьшее сопротивление перемещению узлов.

4. Обеспечивать долговечность, которая выражается в стабильности формы базовых деталей и способности направ­ляющих сохранять первоначальную точность в течении задан­ного срока эксплуатации.

5.Уменьшать и, по возможности, устранять неравномер­ность перемещения и скачки при медленных движениях и в моменты трогания с места и остановок.

6.Иметь высокую износостойкость и малую величину силы трения. Малая величина силы трения позволяет снижать мощность следящего привода (стоимость которого с увеличени­ем мощности возрастает значительно быстрее, чем сама мощность), габариты двигателя и элементов привода подач, тепло­выделение и температурные деформации (существенно для на­правляющих главного движения), усилия на рукоятках при руч­ных перемещениях; кроме того, с уменьшением силы трения уменьшается рассогласование в следящей системе. Уменьшение трения в направляющих способствует увеличению точности установочных перемещений. У направляющих станков коэффициент трения должен быть не зависим от скорости или уменьшать­ся при уменьшении скорости, что необходимо для обеспечения равномерного движения при низких скоростях. Зазоры в на­правляющих (для точных станков) должны отсутствовать.

7.Иметь высокую жесткость, определяемую контактны­ми деформациями подвижных и неподвижных стыков, местны­ми деформациями и деформациями самих направляющих.

8.Ремонтопригодность. Определяется трудоемкостью шабрения, возможностью замены накладных направляющих без их обработки после сборки.

При конструировании направляющих стремятся добить­ся, чтобы давление от сил резания и массы узлов распределя­лось по длине направляющих более равномерно, а опрокиды­вающие моменты от сил резания и силы тяги, действующие на подвижные узлы, были малыми. При перемещениях подвижных узлов в процессе обработки давление должно сохраниться на одних и тех же гранях направляющих, в противном случае воз­можно переориентирование узлов в пространстве и возникнове­ние погрешностей обработки.

Устойчивость движения

Точность обработки детали во многом связана с точно­стью расположения оси шпинделя относительно направляющих.

Рабочий диапазон подач до 500мм/мин. Для станков ус­коренное перемещение должно быть 10-15м/мин.

При движении исполнительного механизма до 50-60 мм/мин в направляющих скольжения под нагрузкой в местах стыка масло выдавливается, вследствие чего появляется разрыв масляной пленки и начинает преобладать сухое трение. При увеличении скорости разрывы пленки уменьшаются и при ско­рости 1м/мин начинает преобладать жидкостное трение (это наиболее благоприятный режим).

В диапазоне малых скоростей исполнительный меха­низм движется не плавно, а скачками. При этом существует тре­ние покоя и трение движения.

В начале исполнительный механизм стоит, так как дви­гатель не включен. При включении двигателя Fmp.n >Fmp.дв пока сила сжатия пружины меньше силы трения покоя. Испол­нительный механизм стоит, но потом начинает движение и тре­ние падает. Отсюда следует, что исполнительный механизм дви­гается скачком.

Величина скачка ∆ск прямо пропорциональна весу под­вижной части и обратно пропорциональна жесткости.

(1.12)

где σ - вес подвижной Jn.n части Jn.n - жесткость привода подач.

Например: Если жесткость привода подач 200 Н/мкм, то ∆ск = 0.01- 0.02 - это много и следовательно надо применять антифрикционные материалы, специальные смазки с лучшим прилипанием к поверхности и хорошей вязкостью. Задача обеспечения устойчивости медленных перемеще­ний узлов станков приобрела особую актуальность в связи со все возрастающими требованиями к качеству обработанных по­верхностей и точности обработки, а так же в связи с развитием автоматизации станков.

Методы и средства повышения устойчивости движения: 1. Применение специальных материалов. Применение цинковых сплавов для накладных направляющих позволяет по­высить равномерность перемещения в станках некоторых типов, направляющие которых невозможно полностью предохранить от попадания загрязняющих элементов (в расточных, продоль­но-фрезерных и других станках). Применение бронзовой метал­локерамики, пропитанной фторопластом-4, и фторопласта-4, позволяет обеспечить равномерность медленных перемещений. Ввиду низкой износостойкости этих материалов при абразивном изнашивании их применять можно только при работе с чистой смазкой и давлениях менее 1 кг/см

2. Применение специальных масел является наиболее простым и эффективным средством, .обеспечивающим равно­мерность движения. Эти масла могут быть применены для зна­чительной части парка работающих станков без внесения суще­ственных изменений в их конструкции, что является особенно
ценным. Специальные масла рекомендуются для смазки направ­ляющих скольжения бабок шлифовального круга и столов круглошлифовальных станков, бабок плоскошлифовальных станков, столов координатно-расточных станков и т.д., где не обеспечи­вается требуемая равномерность медленных движений или точ­ность установочных перемещений.

3. Применение эффективных методов смазки. Примене­ние масел с антискачковыми присадками, создание поперечных канавок с оптимальным числом и размерами, гидроразгрузка. Наиболее эффективно применение гидростатических направ­ляющих.

4. Применение направляющих качения. Для снижения трения в паре ходовой винт-гайка применяют передачи винт-гайка качения. Сочетание обоих мероприятий - переход на на­правляющие качения и на шариковые гайки - способствует по­лучению весьма точных перемещений.

5. Повышение жесткости механизма привода и др. конструктивные мероприятия. Равномерность движения суп­портов и столов станков зависит от жесткости приводного меха­низма, приведенной к его последнему звену. Повышение жест­кости привода подачи может быть достигнута сокращением длины цепи подачи; применением достаточно жестких валов; применением жестких кронштейнов для штоков гидравлических цилиндров подачи, жестких планок для опор ходовых винтовподачи, применением специальных устройств для предотвраще­ния попадания воздуха в гидросистему подачи и т.д.; тщатель­ной пригонкой стыков; введением в конце цепи подачи само­тормозящей пары: винт - гайка, червяк - рейка или червяк - чер­вячная шестерня.

6. Принудительное осциллирование перемещающегося узла. С целью устранения скачков каретки и уменьшения трения покоя станина станка подвергается вибрации с малой амплиту­дой и частотой около 25000 Гц при помощи ультразвукового магнитострикционного вибратора. Колебания вибратора пере­даются станине через жидкость, налитую в станину. Этот метод обеспечивает некоторое повышение точности малых перемеще­ний, но, видимо, не получит широкого промышленного внедре­ния ввиду сложности и дороговизны необходимого оборудова­ния.

7. Повышение качества изготовления и сборки. Равно­мерность движения столов станков определяется качеством из­готовления и сборки направляющих и привода подач почти в такой же степени, как и конструкцией

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: