Меры по повышению точности вращения компонентов шпинделя станка

Аннотация: Узел шпинделя - одна из важных частей станка. Когда станок работает, заготовка или инструмент зажимается шпинделем, чтобы непосредственно участвовать в движении формирования поверхности. Это конечная исполнительная часть станка для реализации процесса резки, которая напрямую влияет на качество обработки и производительность. Поэтому при производстве к точности вращения, статической жесткости, виброустойчивости, термической деформации и износостойкости шпиндельного узла предъявляются высокие требования. В этой статье только кратко описаны меры по повышению точности вращения шпиндельного узла.

При обработке деталей всегда будут возникать ошибки обработки, которые повлияют на точность деталей и вызовут серьезные потери. Согласно большому количеству практических доказательств, основными факторами, влияющими на точность обработки, являются теоретические ошибки проектирования, ошибки изготовления станков и износ компонентов, ошибки крепления, ошибки инструмента, упругая деформация и термическая деформация технологической системы, ошибки, вызванные механическими свойствами. самой заготовки и операторов. Ошибки измерения и т. д. Что касается станка, то узел шпинделя является ключевой деталью, которая определяет положение и движение заготовки (инструмента). Погрешность его вращения оказывает большое влияние на точность обработки и шероховатость поверхности детали. Точность вращения шпиндельного узла может быть улучшена Точность обработки станков.

1. Меры по повышению точности вращения шпинделя в станкостроении.

Точность вращения шпинделя относится к значениям радиального и осевого биения заготовки или инструмента на переднем конце шпинделя при отсутствии нагрузки и низкой скорости после сборки станка. Для повышения точности вращения главного вала, помимо обеспечения определенной точности главного вала и подшипников, могут быть приняты также технологические меры.

(1) Отделка после сборки. Для станков с ЧПУ шпиндель относительно точен, требуя достаточно высокой жесткости и точности вращения. В производстве станков точность обработки компонентов вала относительно высока. Очень сложно контролировать качество обработки деталей по одной, чтобы вся машина достигла определенного показателя точности. Например, для узла шпинделя координатно-расточного станка допуск биения оси конуса шпинделя составляет всего 0,001 ~ 0,002 мм. Если это гарантируется точностью шпинделя или подшипника, это потребует точности, которая не может быть достигнута в настоящее время. Чтобы обеспечить точность компонентов шпинделя, в процессе используется метод сборки и отделки. Сначала завершается сборка. Внешний круг втулки шпинделя тонко шлифуется на прецизионном цилиндрическом шлифовальном станке на основе конических отверстий на обоих концах шпинделя, а затем внешний круг втулки шпинделя тонко шлифуется на прецизионном цилиндрическом шлифовальном станке. Внешний круг цилиндра является опорным, а коническое отверстие шпинделя точно отшлифовано. После завершения тонкого измельчения и прохождения проверки он будет разобран и очищен, а затем собран в готовый продукт. Если при обслуживании этого типа станка необходимо разобрать подшипник, перед разборкой следует сделать отметку между наружным кольцом подшипника и коробкой или отверстием втулки, а также между внутренним кольцом подшипника и шейкой. Точность перед разборкой не может быть гарантирована, а результат - половина усилий.

(2) Метод сопоставления ошибок. Для шпинделя с коническим отверстием при измерении точности вращения шпинделя необходимо совместить измерительный стержень с коническим отверстием шпинделя. Радиальное биение конца измерительного стержня равно ошибке a, вызванной передним подшипником, ошибке b, вызванной задним подшипником, и Поскольку ошибка обработки c конуса шпинделя в два раза больше векторной суммы трех, a , b и c имеют определенное направление. Следовательно, если эти три ошибки собираются в определенном направлении, ошибки могут нейтрализовать друг друга. Сначала измерьте радиальное биение Δa, Δb и направление внутреннего кольца переднего и заднего подшипников, а затем рассчитайте a и b. Направления a и b определяются направлениями Δa и Δb соответственно. Поместите главный вал (без подшипника) на V-образный утюг, можно измерить размер и направление погрешности обработки c конического отверстия. Отрегулируйте положение внутреннего кольца переднего и заднего подшипников и главного вала, выровняйте три погрешности в прямую линию, сделайте две меньшие (a, b) обращенными в одну сторону, а наибольшую (c) - в другую сторону. , так что ошибка может быть уменьшена до d, но не может быть полностью компенсирована, как показано на рисунке 1. Если вы выберете в соответствии с рисунком 2, ее можно полностью компенсировать, но вам нужно вычислить углы a, b и c точно.

2. Меры по повышению точности вращения шпинделя при использовании станка.

В механическом производстве, на торцевых станках с неудовлетворительной точностью вращения компонентов шпинделя квалифицированная продукция может быть обработана определенными техническими средствами. Обычно используются следующие методы:

(1) Меры по устранению ошибки вращения шпинделя. Если точность вращения главного вала станка низкая, можно разработать подходящую шкалу для разделения трансмиссии и позиционирования и устранения ошибки, вызванной радиальным биением главного вала. На рисунке 3 представлена ​​схема работы круглошлифовального станка с низкой точностью шпинделя для шлифования деталей с более высокой точностью. Циферблат используется для вращения детали, а центр шпинделя не вращается, поэтому ошибка шпинделя не может повлиять на деталь.

(2) Конкретное применение метода сопоставления ошибок. Среди многих факторов, которые вызывают ошибки детали, изменение направления одной или нескольких ошибок так, чтобы значения ошибок были в противоположных направлениях и смещались друг друга в максимально возможной степени, чтобы повысить точность обработки деталей и достичь цели: шероховатость и точность. Как показано на рисунке 4, на обычном прецизионном вертикальном фрезерном станке фрезеруются прецизионные шпоночные пазы. Поскольку втулка патрона и патрон фрезы имеют погрешности эксцентриситета, эксцентриситет установки фрезы равен e1+e2, поэтому разница ширины фрезерованной шпоночной канавки составляет 2 (E1+e2). Если патрон фрезы повернут на 180 °, отклонение установки фрезы будет наименьшим, равным e1-e2. При e1 = e2 ось патрона фрезерного станка совпадает с осью шпинделя. Если эксцентриковая вибрация центра шпинделя слишком велика, вы можете продолжить регулировку эксцентриситета втулки цанги, чтобы компенсировать эксцентриситет шпинделя и дополнительно повысить точность обработки ширины шпоночной канавки. Конечно, это также требует тщательной проверки точности шпинделя и патрона концевой фрезы, иначе это будет контрпродуктивным.

Рисунок 3 Частичная структурная схема главного вала цилиндрической шлифовальной машины

(3)" Самовысыхающий" способ обработки." самовысыхающий" Метод обработки широко применяется в производстве. Это относится к выбору одного для установки инструмента для обработки другого между двумя частями, которые должны обеспечивать взаимное расположение. Этот метод не только используется для достижения конечной точности при сборке станков, но также часто используется как эффективная мера для обеспечения точности обработки деталей. Например, при обработке деталей с трехкулачковомом самоцентрирующегося патроном на токарном станке, центр внутренней опорной поверхности трехкулачковом самоцентрирующегося патрона требуется, чтобы быть концентрическими с осью токарного шпинделя. Если он не концентрический, обрабатываемые детали будут вне допуска, как показано на рисунке 5. Чтобы преодолеть недостатки низкой точности взаимного расположения шпинделя и трехкулачкового самоцентрирующегося патрона," самовысыхающий ГГ quot; Может быть использован метод механической обработки. То есть эксцентриситет центра трехкулачкового самоцентрирующегося патрона относительно центра вращения шпинделя восстанавливается за счет использования точности вращения оси шпинделя токарного станка. Как показано на рисунке 6, при ремонте трехкулачкового самоцентрирующегося патрона зажать диск между его губками, чтобы механизм трехкулачкового самоцентрирующегося патрона создавал напряжение, подобное тому, которое возникает во время работы, а затем выполняет чистовое растачивание шлифование. , Таким образом, главный вал токарного станка и центр трехкулачкового самоцентрирующегося патрона имеют большую соосность. Соосность между шпинделем и трехкулачковым самоцентрирующимся патроном, полученным этим способом, обычно ниже, чем у шпинделя токарного станка, и в лучшем случае равна точности шпинделя токарного станка. Следовательно, точность шпинделя токарного станка ограничивает точность шлифования трехкулачкового самоцентрирующегося патрона, и если шлифованный трехкулачковый самоцентрирующийся патрон повторно используется в других станках, его необходимо повторно заточить, чтобы обеспечить точность центрирования трехкулачкового самоцентрирующегося патрона на станке. Так что у применения этого метода есть определенные ограничения.

1. Ось трехкулачкового самоцентрирующегося патрона 2. Базовая плоскость 3. Кулачки 4. Ось шпинделя 5. Заготовка

3. Заключение

Высокая степень автоматизации станка выдвигает более высокие требования к шпинделю станка. Во-первых, он имеет достаточно высокую скорость и большую мощность, чтобы удовлетворить потребности высокоэффективной обработки; во-вторых, изменение скорости шпинделя быстрое и надежное, а диапазон скорости шпинделя широкий, и обычно это может быть автоматическое изменение скорости; опять же, шпиндель должен иметь достаточно высокую жесткость и точность вращения, чтобы соответствовать требованиям точности продукта; Поскольку точность сборки шпинделя в большей степени влияет на качество деталей, проектировщик должен выбрать режим передачи станка, конструкцию и прецизионную конструкцию редуктора и шпинделя. Модель подшипника и конструкция узла шпинделя демонстрируют высокую жесткость шпинделя, высокую точность вращения и перемещения, хорошие условия отвода тепла и небольшую тепловую деформацию. Чтобы решить проблему повышения точности шпинделя, не только обратите внимание на этап проектирования и изготовления станка, но также обратите внимание на то, как повысить точность вращения шпинделя станка в приложении. Исходя из этого, эта статья имеет определенное практическое значение в руководстве производством и обслуживанием станка.