Приводы главного движения и шпиндельные узлы станков с ЧПУ (лекция МДК-01-01)

Приводы главного движения и шпиндельные узлы станков с числовым программным управлением. В качестве приводного двигателя в станках с ЧПУ обычно применяются регулируемые двигатели постоянного и переменного тока. Последние проще по конструкции и обладают большей надежностью ввиду отсутствия щеточных узлов (особенно в области высоких частот вращения, которые требуются для главного движения).

При создании блочно-модульных конструкций токарных станков в приводах главного движения широко применяются унифицированные коробки скоростей (редукторы), кинематические и силовые характеристики которых соответствуют применяемым регулируемым электродвигателям. Такие соосные с двигателями компактные двухступенчатые зубчатые, реже планетарные коробки скоростей, прифланцовываются непосредственно к двигателю и могут иметь выход либо в виде вала под шкив ременной передачи, либо в виде зубчатого перебора.

В связи с увеличением максимальных частот вращения в шпиндельных узлах токарных станков с ЧПУ средних размеров часто применяются радиально-упорные шариковые подшипники.

Обычно в передней опоре винта устанавливаются три таких подшипника (триплекс), позволяющие воспринимать осевые нагрузки в обе стороны. В задней плавающей опоре размещаются двух- или однорядные роликовые подшипники с короткими цилиндрическими роликами (рассмотрено далее) или два радиально-упорных шариковых подшипника (дуплекс).

На шпинделе выполняются посадочные поверхности для крепления зажимного патрона и его привода, а также для приводного элемента датчика резьбонарезания, который служит для контроля углового положения шпинделя при нарезании резьбы (рис. 2.39). Вращение датчика 5 от шпинделя 1 осуществляется зубчатой пере-накаленные накладные, заранее обработанные на заданный диаметр кулачки, фиксируемые в основных кулачках.

Рис. 2.39. Привод датчика резьбонарезания:
1 — шпиндель; 2 — колесо; 3 — вал; 4 — муфта; 5 — датчик резьбонарезания; 6 — венец

Рис. 2.40. Самоцентрирующий люнет:
1 — копир; 2 — рычаг; 3 — ось; 4 — ролик; 5 — плунжер; 6 — гидроцилиндр

При обработке валов задняя бабка оснащается вращающимися центрами и гидроприводом поджима и фиксации пиноли. После установочного (по командам управления ЧПУ (УЧПУ)) перемещения задней бабки она фиксируется на направляющих также с помощью гидроцилиндра. При обработке длинных нежестких валов применяются самоцентрирующие неподвижные и подвижные (дополнительная управляемая координата) люнеты. Люнет (рис. 2.40) состоит из корпуса с пневмо- или гидроцилиндром 6, с плунжером 5 которого связаны кулачки (копиры) 1. При их перемещении поворачиваются относительно осей 3 подпружиненные рычаги 2 с роликами 4 на игольчатых подшипниках. Люнеты устанавливаются по обработанным поверхностям, обеспечивая большой диапазон центрирования заготовок с точностью до 0,01 ...0,005 мм. Они могут также использоваться в качестве основной опоры при обработке (без заднего центра) конца вала или отверстий в нем.

Режущий инструмент в станках с ЧПУ устанавливается с помощью различных комплектов вспомогательной оснастки в револьверных головках или резцедержателях и дополнительных шпиндельных головках при автоматической смене из магазина. Для замены инструмента в револьверных головках (смена износившегося инструмента или переход на обработку другой детали) применяются дополнительные устройства, управляемые но командам УЧПУ.

Устройства автоматического контроля и измерения. Для контроля геометрических размеров обрабатываемой заготовки и инструмента, устанавливаемых на токарном станке с ЧПУ, обычно используются измерительные контактные (щуповые) головки. Датчик касания, встроенный в такую головку, регистрирует момент контакта с измеряемой поверхностью, подавая импульсный сигнал о положении головки в момент касания (по соответствующей координате) в систему ЧПУ станка. Тем самым можно проводить проверку результатов обработки деталей без снятия их со станка и привязку режущих кромок инструмента после его смены к координатам нулевой точки станка, а также вводить в программу обработки соответствующую коррекцию. При измерении размеров детали трехкоординатная щуновая головка устанавливается в одной из позиций инструментального диска.

////////////////////////////