Гидростатические направляющие
Гидростатические направляющие нашли применение в тяжёлых станках, на которых стол с установленной на нём заготовкой весят несколько десятков тонн. По паспортным данным многоцелевого станка 6М612 с размером стола 1200х5000 мм. вес стола составляет 8500 кг, а на него может устанавливаться заготовка, максимальный вес которой определяется из расчёта 4000кг на 1000мм длины стола. Такие направляющие выполняются плоскими или одна из них плоская, а вторая - V-образная. По специальным каналам между опорными поверхностями нагнетается рабочая жидкость (масло) под высоким давлением, порядка 30÷60 МПа. Стол "всплывает", в зазоре создается масляная прокладка, обеспечивающая перемещение подвижного элемента практически без потерь на трение.
Точность движения узла по гидростатическим направляющим достигается поддержанием относительного постоянства толщины масляного слоя при изменяющейся нагрузке и изготовлением направляющих с высокой точностью.
При тщательной регулировке элементов гидравлики и соответствующих характеристиках рабочей жидкости гидростатические направляющие обеспечивают плавность перемещения и высокую надёжность при соблюдении требований очистки и своевременной замены масла.
Аэростатические направляющие
Аэростатические направляющие используются на небольших станках. Принцип работы аналогичен гидростатическим, только вместо масляной подушки, создаётся воздушная подушка давлением воздуха. Воздух проходит предварительную очистку от влаги, в пневмосистему специальным устройством подаётся масло для смазки контактирующих поверхностей.
В аэростатических направляющих воздух подводят под избыточным давлением 0,2—0,4 МПа. Аэростатические направляющие используют в прецизионных станках, в которых малы силы резания и необходимо точное позиционирование.
Р
абочую
поверхность направляющих делится на
несколько секций, в которых располагаются
карманы (рис. 3.10). Подвод и распределение
воздуха к каждой секции независимые.
Недостатки аэростатических опор и направляющих по сравнению с гидростатическими:
малая нагрузочная способность,
невысокое демпфирование колебаний, так как вязкость воздуха на четыре порядка меньше вязкости масла,
низкие динамические характеристики,
склонности к отказам из-за засорения магистрали и рабочего зазора.
Преимущества:
низкий коэффициент трения движения,
при отключении подачи воздуха очень быстро создается контакт поверхностей с большим трением, обеспечивающий достаточную жесткость фиксации узла станка в заданной позиции. Отпадает необходимость в фиксирующих устройствах, в которых нуждаются гидростатические направляющие.
3.3 Особенности кинематических схем станков с чпу
Кинематические схемы универсальных станков и станков с ЧПУ существенно отличаются. Главное отличие в уровне автоматизации основных и вспомогательных движений.
Переход в станках к ЧПУ выявил возможность принципиального изменения кинематику станка. К таким изменениям относятся:
полная автономность кинематических схем всех координат перемещения рабочих органов; связь между перемещениями по координатам осуществляется только через программу;
упрощение кинематических схем приводов подач и широкая унификация элементов, как самих приводов, так и механики по всем координатам перемещения на основе автономности их функционирования;
простое осуществление через программу сложного по времени и точного по положению взаимодействия практически неограниченного числа координат перемещения и вспомогательных механизмов;
введение автоматической смены инструментов, шпиндельных узлов и обрабатываемых заготовок по командам управляющей программы.
Переход к такому приводу подач возможен только на основе качественно нового исполнения всех элементов кинематической цепи.