Порядок расчета станка:
Порядок расчета станка:
1. Подбор двигателя
2. Расчет коробки скоростей, подбор структуры, кинематическая схема, и тд
3. Расчет шпинделя, опор шпинделя
4. Механизм привода подач (структура, кинематика…)
5. Подбор и расчет направляющих
6. Подбор и расчет станины
7. Фундамент
14. Выбор технических характеристик станка
Выбор станка.
Если все-таки принято решение о покупке нового станка, то кроме уже очевидных параметров, таких, например как перемещения по осям координат X, Y, Z, грузоподъемность стола следует выбирать такой, чтобы на станке, не превышая ее, можно было разместить любую подходящую по размерам заготовку из выбранной для этого станка номенклатуры, а инструменты при обработке могли достигать на заготовке любой точки. Выбирать следует станок с наименьшими подходящими параметрами, поскольку даже при их незначительном превышении (на 300 - 400 мм) время "от стружки до стружки" на станке возрастает независимо от размеров заготовки просто потому, что инструментам для возвращения в точку смены приходится дальше перемещаться в пределах рабочей зоны станка. Кроме того, чем меньше размеры станка, тем выше у него (по динамическим соображениям) скорости перемещений рабочих органов. На размеры станка влияют также производимые на нем операции. На обрабатывающем центре, например длина инструментов и высота зажимной оснастки может резко уменьшить реальную зону обработки по оси Y, поэтому при фрезеровании плит оно не является решающим фактором для выбора станка. При необходимости частого сверления крупных корпусов диапазон перемещения по оси Z у выбираемого станка следует тщательно проверять
Мощности и скорости
Общеизвестно, что для труднообрабатываемых, вязких и высокопрочных материалов требуются шпиндельные узлы с высокими крутящими моментами при пониженных частотах вращения, а для более мягких - высокоскоростные. Однако это правило не работает в цехах мелкосерийного и единичного производства.
Скорость шпинделя определяется рядом факторов, включая его опоры. У высокоскоростного шпинделя обычно устанавливают специальные керамические опоры с малым тепловыделением, а у низкоскоростного - более жесткие металлические, позволяющие выполнять прерывистое резание с большими припусками. Поэтому требуется компромисс между крутящим моментом и мощностью привода. Поскольку традиционные электродвигатели с векторным управлением обеспечивают шпинделю достаточный крутящий момент при низких скоростях вращения, но имеют ограниченную мощность при высоких скоростях, то этот компромисс состоит в выборе шпиндельного привода с двумя системами обмоток, одна из которых предназначена для более низких скоростей шпинделя, а другая - для более высоких и достаточной мощности. Переключение с одной обмотки на другую производится с помощью электронной коробки скоростей. Эту коробку можно скомбинировать с механическим редуктором.
Жесткость
Традиционным показателем жесткости станка является его масса. Чем она выше, тем лучше демпфируются колебания станка. Его конструкция и компоновка при этом также имеют кардинальное значение. Станки с литыми базовыми деталями, в первую очередь станиной, а также стойками и различными бабками отличаются жесткостью, прочностью и виброустойчивостью. Базовые стальные сварные детали могут быть и прочнее отливок, но в отношении управления колебаниями они хуже. Если станок рассчитан в целом на высокие скорости резания и съем значительных припусков, то литые базовые детали для него будут предпочтительнее.
Другими словами, литым базовым деталям в токарных и шлифовальных станках существует альтернатива, чего нельзя сказать о фрезерных и многоцелевых. Одним из способов оптимизации жесткости и виброхарактеристик станков при их проектировании является метод конечных элементов (МКЭ). Однако основное преимущество МКЭ состоит в том, что конструкцию станка путем нескольких коррекций можно сделать оптимальной еще до создания опытного образца.
Направляющие тоже важны
Существенным фактором, влияющим на жесткость станка, является система его направляющих - качения и скольжения. Направляющие качения (шариковые или менее податливые роликовые), как правило, более скоростные и чувствительные к изменению нагрузки, но менее жесткие, поэтому их применяют при резании с небольшими припусками и большими скоростями. Отличающиеся более высокой жесткостью направляющие скольжения выдерживают тяжелые нагрузки при резании, но скорость перемещения по ним ниже. У небольших низкоскоростных вертикальных обрабатывающих центров применяют обычно направляющие качения. Более высокопроизводительные станки имеют направляющие качения по осям Х и Y, но направляющие скольжения по оси Z (стойка). Дело в том, что с увеличением объема рабочей зоны на вертикальных обрабатывающих центрах увеличиваются преимущества консольного расположения шпинделя, но становится более ощутимой боковая нагрузка. Наиболее мощные станки некоторых фирм полностью оснащены направляющими скольжения.
В последнее время на станках все шире стали использовать гидростатические направляющие, имеющие неоспоримые преимущества по сравнению с направляющими качения и скольжения, но более сложные по конструкции и поэтому менее надежные и в то же время более дорогие. Станки с такими направляющими могут себе позволить лишь достаточно крупные фирмы с хорошо налаженной системой эксплуатации этих станков.
Точность и гибкость
Требования к точности производимых станков у различных производителей существенно отличаются. Например, ультрапрецизионные станки для обработки однокромочными алмазными резцами лазерных дисков и оптических линз, оснащенные аэростатическими шпинделями, линейными двигателями и сверхточными измерительными линейками, обеспечивают шероховатость Rа = 2 нм и точность порядка 0,1 нм. Это, разумеется, предельные показатели, но они показывают, каких точностей можно добиться при механической обработке. У обрабатывающих центров средних размеров (со спутниками порядка 600 х 600 мм) она достигает обычно примерно ± 5 мкм. Точность своего станка каждый производитель оценивает по-разному, поскольку, как правило, не определена база сравнения, непонятно, в каких условиях проводились измерения и на каком оборудовании и были ли они результатом адекватного статистического анализа. Насколько долго будет поддерживаться первоначальная точность станка, зависит от качества его изготовления и условий дальнейшей эксплуатации..
Система управления станком
Система управления во многом определяет решение о выборе того или иного станка. Она должна быть проста в использовании, как для оператора, так и для программиста, иметь систему визуализации и обладать функциями интерактивности и широкими графическими возможностями. Кроме того, она должна быть совместима с возможностями станка, в том числе в области высокоскоростной обработки. В расположении клавиатуры должна обязательно выдерживаться определенная логика.
Выбрать нужный станок непросто, и неправильное решение чревато большими потерями. Поэтому при выборе станка не следует ограничиваться изучением только его технических характеристик.