книги из ГПНТБ / Кашепава М.Я. Современные отечественные и зарубежные координатно-расточные станки обзор

Поэтому для направляющих скольжения существенное значение имеют следующие факторы.

Подбор материала трущихся пар с высоким сопротивлением абразивному износу, схватыванию и образованию задиров. Для повышения износостойкости направляющих базовых деталей из чу­ гуна добавляют легированные присадки. Ориентировочные данные о химическом составе чугунов, применяемых для базовых деталей отечественных КРС, приведены в табл. 12.

П р и м е ч а н и е. Содержание кремния для чугуна марок СЧ 28-48 и СЧ 32-52, получаемых модифицированием, соответствует химическому составу после моди­ фицирования. Содержание в чугуне всех марок S—0,12%, Р — до 0,35% по весу.

Максимальная неравномерность твердости в пределах направ­ ляющих одного движения на одной и той же детали для ответствен­ ных отливок отечественных КРС не должна превышать при длине направляющих до 2000 мм НВ 20, при этом твердость по всей дли­ не направляющих не должна выходить из пределов: для СЧ 24-44 и СЧ 28-48 — НВ 170—241, а для СЧ 32-52 — НВ 187—255.

Твердость направляющих ответственных корпусных деталей за­ рубежных КРС колеблется в пределах НВ 180—220, станков фир­ мы SIP — в пределах НВ 200—220 и станков фирмы Mitsui Seiki— НВ 220—250.

Отечественные заводы и зарубежные фирмы большое внимание обращают на старение (естественное и искусственное) ответствен­ ных корпусных деталей. Старение отливок для отечественных КРС производится по «Инструкции по старению чугунных станочных деталей» Н58-1 (ЭНИМС, 1964). Период естественного старения ответственных корпусных деталей КРГС моделей 2457, 2458 и 2459 и двухстоечных КРС моделей 2455, 2В460, 2Б460 и 2А470 составляет 6—9 месяцев.

61

Выбор смазки. Для обеспечения высокой плавности медленных перемещений направляющие скольжения всех отечественных КРС смазываются «антискачковым» маслом марки ВНИИ НП-401 по ГОСТ 11058—64. Смазка состоит из минерального масла с вяз­ костью при температуре 50° С не более 25 ест с добавлением 2±0,2% стеарата алюминия и 0,015±0,005% присадки ПМС-200А. Кинематическая вязкость масла при 50° С—16,5 ест, при 100° С— 4,5 сет.

«Антискачковые» масла применяются также для смазки на­ правляющих скольжения зарубежных КРС. В стайках типа HYOP фирма Burkhardt применяет масла с присадкой из двухсернистого молибдена, в станке модели WKV-100 — масло вязкостыо~38 сет; этим свойством обладает подшипниковое масло с присадкой олеи­ на « 3 % .

Выбор оптимального соотношения площадей направляющих,

призматических и плоских, с целью их равномерного износа. Как показали результаты исследований, проведенных в

ЭНИМСе, износ V-образнон направляющей может быть уменьшен при — = 0,85-г-1,0 ( В п л — ширина грани плоской направляющей,

Sv —ширина грани V-образной направляющей).

Качество поверхности направляющих. До настоящего времени большинство отечественных заводов и зарубежных фирм продол­ жает выпускать КРС с шабренными направляющими, уделяя большое внимание методу и глубине шабрения.

Некоторые фирмы, изготовляющие координатно-расточные стан­ ки небольших размеров (Moore, Sixis), направляющие шлифуют. Шлифованные направляющие стола, салазок и стойки имеет и но­ вый отечественный продукционный станок модели 243В. Шлифу­ ются также плоские направляющие станины станков моделей 2В440А и 2А450 (выпуска Куйбышевского ЗКРС) и V-образная и плоская направляющие станин станка модели 2455.

62

В целях значительного уменьшения трения в направляющих, повышения плавности и точности медленных установочных переме­ щений на некоторых станках применяется разгрузка направляю­ щих. Механическая разгрузка салазок одностоечных КРС с по­ мощью подпружиненных роликов применена в станках моделей 2Б420 и 2В430, а также в некоторых станках фирм SIP, Burkhardt и др.

Разгрузка стола двухстоечного КРС модели 2455 также осу­ ществляется с помощью подпружиненных роликов. На КРС моде­ лей 2В460 и 2А470 применяются рессорные тележки с мощными плоскими пружинами, позволяющими уравновешивать значитель­ ную долю веса стола и обрабатываемой детали.

Представляет интерес устройство разгрузки станины от веса стойки в КРГС моделей 2457, 2458 (рис. 2) и 2459. Основная часть веса стойки / через подпружиненные ролики 2, смонтированные в стойке, стальные рельсы 3, стержни 4 передается непосредственно на фундамент.

Рис. 2. Устройство разгрузки станины от веса стойки КРГС модели 2458

В координатно-расточном горизонтальном станке модели 60Н фирмы SIP применена система автоматической компенсации изгиба станины под действием перемещающихся частей [10] (рис. 3). Ве­ личина изгиба регистрируется смонтированными на столе индук­ тивными датчиками 1. Наконечники датчиков соприкасаются с неподвижными установленными на станине линейками 2, служащи­ ми базой отсчета. Индуктивные датчики подают сигнал, пропорци­ ональный величине изгиба станины, поступающий в систему управ­ ления гидравлическими домкратами 3, которые компенсируют

63

изгиб станины. Таким образом обеспечивается строго прямолиней­ ное перемещение стола независимо от веса (до 4000 кг) обрабаты­ ваемой детали. Точное горизонтальное положение шпинделя станка при выдвижении бабки обеспечивается кулачком 4, связанным с гидравлической системой механизма коррекции и восстанавлива­ ющим правильное положение шпинделя натяжением цепей подве­ са 5 шпиндельной бабки.

На двухстоечных КРС применяются устройства механической разгрузки направляющих поперечины от веса шпиндельной головки

Тонкое покрытие направляющих стола и шпиндельной бабки тефлоном имеется на двухстоечных КРС моделей HYOP-200, HYOP-280, HYOP-300 и HYOP-440 фирмы Burkhardt.

Накладные стальные направляющие скольжения применены на салазках шпиндельной бабки в горизонтальном КРС модели 60IT фирмы SIP и в узле стол—салазки КРС модели № 3 фирмы Moore.

В крупных двухстоечных КРС для облегчения перестановки по­ перечины по высоте и предохранения от износа резьбы точных винтов применяется разгрузка с использованием гидроцилиндров, размещенных в стойках (станки моделей Гидроптик 8 фирмы SIP; № 7 фирмы Mitsui Seiki; WKV-100 фирмы MAS), или с по­ мощью грузов, размещенных в стойках (станок модели BKoZ 800X1250 фирмы Mikromat).

64

Направляющие качения поступательного перемещения в совре­ менных КРС можно разделить на три группы:

без предварительного натяга (имеется только натяг от веса узла);

счастичным предварительным регулируемым натягом в гори­ зонтальном направлении (в вертикальном направлении имеется натяг только от веса узла);

спредварительным натягом в двух направлениях: горизонталь­ ном и вертикальном.

Направляющие качения без предварительного натяга применя­ ются в сопряжении стол—салазки и салазки—станина КРС моделей 2431, 2В440А, 2А450 и 2Д450. Направляющие качения без натяга в большинстве случаев комбинированные — V-образная и плоская (кроме сопряжения салазки—станина станков моделей 2А450 и 2Д450). Наличие V-образной направляющей обеспечивает выборку зазора. Указанные направляющие наиболее просты и тех­ нологичны. Их недостаток — относительно малая жесткость в плоскости направляющих.

Направляющие с частичным предварительным натягом приме­ няются на малых одностоечных станках моделей 2411 и 2421 в

этих станков осуществляется при помощи клиньев, поджимаемых через пружину винтом. Направляющие качения с предварительным натягом в двух направлениях применяются на многооперационном станке модели 245ВМФ2.

На всех отечественных КРС ролики направляющих качения заключены в металлические сепараторы и опираются непосредст­ венно на поверхности базовых деталей.

Появились специализированные фирмы, выпускающие направ­ ляющие качения или отдельные узлы к ним (Rotax, Великобрита­ ния; Scally Jones, США); фирма Kolb применяет шариковые направляющие на станках моделей KBNE-30, ОРСО-80 и др.

Для улучшения условий фрезерования и предотвращения боль­ ших перемещений стола в вертикальной плоскости на станках с направляющими качения применяются обратные планки (отече­ ственные станки моделей 2411, 2421, 2А450 и 2Д450) и устройства с подпружиненными роликами (станки моделей 2431 и 2460).

На станках крупных типоразмеров зарубежные фирмы (SIP, Mitsuii Seiki, MAS) применяют в качестве тел качения полые

66

I

ролики больших диаметров, что способствует возрастанию кон­ тактной жесткости, так как их начальная деформация (под дейст­ вием веса стола) приводит к значительному увеличению площади контакта роликов и плоскости направляющих. При дальнейшем нагружении стола весом обрабатываемой детали поддерживается относительное постоянство контактной жесткости направляющих в заданном диапазоне нагрузок.

Направляющие качения для перемещения шпиндельной головки по поперечине применяются в станке модели BKoZ 800x1250 фир­ мы Mikromat и в станках с программным управлением моделей NUCO-10 и NUCO-50 фирмы Kolb.

Для смазки направляющих качения на отечественных станках

предохранения тел качения от коррозии, а также масляный туман (модель R-500 фирмы Trapani Rosa).

Преимущество 'последнего — улучшение условий защиты направ­ ляющих за счет избыточного давления масляного тумана, препятст­

Комбинированные направляющие в узле шпиндельная бабка — поперечина применяются также в станках КВ-5 и КВ-6 фирмы OerMkon, у которых роликовая .направляющая с предварительным натягом и стальными накладками сочетается с направляющими скольжения.

Такое сочетание направляющих обеспечивает необходимую точ­ ность позиционирования и значительно большее демпфирование, не­ обходимое при фрезерных работах.

Комбинация плоской направляющей качения с V-образной скольжения применена в сопряжении салазки — станина станков моделей МР-400 фирмы Sixis и LKDB фирмы Deckel.

В настоящее время ведутся исследовательские и опытно-кон­ структорские работы по применению на КРС и КИМ гидростати­ ческих и аэростатических направляющих, которые не только повышают плавность и чувствительность движения узла с умень­ шением силы трения, но и значительно увеличивают длительность сохранения первоначальной точности станка, так как при этом

67

практически полностью устраняется износ трущихся поверхно­ стей.

Гидростатические направляющие поступательного перемещения применила фирма ICMA San Giorgio (Италия) на КРС модели CSI, который демонстрировался на 12 Европейской станкострои­ тельной выставке 1971 г. в Милане.

Гидростатические направляющие для стола применяет на «об­ рабатывающих центрах» фирма Brown and Sharp (США). Аэро­ статические направляющие поступательного перемещения исполь­ зуются на трехкоординатной измерительной машине фирмы Kearns-Richards (Великобритания).

ФОРМА ПРОФИЛЯ И РАСПОЛОЖЕНИЕ НАПРАВЛЯЮЩИХ

В сопряжениях стол—салазки, как правило, применяются плоские и V-образные (с углом 90°) направляющие в различных сочетаниях. Причем их располагают симметрично и несимметрично. В последнем случае обычно применяют сочетание плоской и V-об- разной направляющих в качестве направляющих качения для станков всех типоразмеров. В направляющих скольжения это со­ четание используется преимущественно в сопряжениях стол—ста­ нина в двухстоечных станках, а также в сопряжении стол—салазки одностоечных станков.

Симметричные направляющие выполняются в виде следующих сочетаний:

центральная V-образная и две плоские по краям;

две центральные узкие V-образные и две плоские по краям; две V-образные;

центральная широкая V-образная (с углом =^90°) и две плоские по краям;

центральная многоугольная (наружная или внутренняя) и две плоские по краям.

Для лучшего восприятия нагрузок V-образная направляющая салазок стола на КРГС выполняется несимметричной.

Форма и расположение поперечных направляющих в двухсто­ ечных КРС отличаются большим разнообразием, но в последних моделях ведущие фирмы стали применять сочетание направляю­ щих П-образной и типа «ласточкин хвост». Формы и расположения направляющих скольжения новых отечественных станков приведе­ ны в табл. 13, а направляющих качения — в табл. 14.

68