Скоростной параметр станка зависит от вида шпиндельного узла (ШУ) и типа опор применяемых в нем. Высокие скорости вращения достигаются на опорах с газовой смазкой, магнитных опорах, конкретно на активных магнитных подвесах, и немного меньшей быстроходностью на опорах качения
Точность обработки зависит во многом от технологической схемы обработки. Известно, что наибольшая точность достигается при обработке детали за один установ. Кроме этого сокращается и вспомогательное время обслуживания станка. Поэтому черновые и чистовые операции желательно проводить на одном станке без открепления детали. Для этого необходим ШУ, который должен иметь достаточную несущую способность для черновых операций и высокую жесткость на финишных операциях.
ШУ на подшипниках качения обеспечивает высокую несущую способность и невысокую жесткость, так как контакт происходит, согласно теории эластогидродинамики, по очень маленькому пятну контакта тела качения и дорожки качения. Газостатические и газодинамические опоры шпиндельных узлов обеспечивают достаточно высокую жесткость, но при этом имеют незначительную несущую способность.
Разработанная в Комсомольском-на-Амуре государственном техническом университете газомагнитная опора вполне удовлетворяет требованиям, предъявляемым к опорам, используемых в ШУ шлифовальных станков. Этот подшипник способен работать как просто газостатический, при выключенном питании соленоида, так и в режиме газомагнитного воздействия на шпиндель при включенном соленоиде. При этом в последнем случае опора имеет несущую способность выше в сравнении с обычным газостатическим подшипником.
Данные опоры практически остаются не изученными, что требует проведения всесторонних исследований. Зондирующие результаты теоретических и экспериментальных исследований показали, что несущая способность опоры удваивается. Следует учесть, что для шпиндельных высокоточных узлов также важным параметром является жесткость. Для этого сделаем оценку ШУ по двум основным параметрам - жесткости и несущей способности.
Решая задачу численным методом Гаусса-Зейделя, получено, что несущая способность шпиндельного узла на шлифовальном круге с включённой магнитной составляющей опоры вдвое выше, чем у газостатического подшипника. При этом проигрыш в жесткости составляет 20%. Снижение жёсткости происходит по причине увеличения магнитного зазора с ростом эксцентриситета. На этих режимах можно обрабатывать деталь на черновых и получистовых операциях с припусками для соответствующих видов обработки. После выключения электромагнита, без снятия детали, проводятся чистовые и финишные виды обработки с меньшими силами резаниями, когда не требуется большая несущая способность. Жесткость при этом увеличивается, что позволяет получать точность, заданную требованиями на обработку детали.
Вышеприведенный анализ, о применения газомагнитных опор в высокоскоростных шпиндельных узлах металлорежущих станков, показывает, что данное техническое решение позволит более эффективно использовать станочное оборудование за счет уменьшения вспомогательного времени на установку и снятие детали. Кроме этого обработка детали за один установ позволяет добиться наибольшей точности из всех технологических схем обработки.
Библиографическая ссылка
Космынин А.В., Щетинин В.С. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ШПИНДЕЛЬНЫХ УЗЛОВ МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ С ГАЗОМАГНИТНЫМИ ОПОРАМИ // Успехи современного естествознания. – 2009. – № 11. – С. 69-70;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=13179 (дата обращения: 19.04.2024).