Механизмы микроподачи

Для того чтобы на станках можно было качественно производить финишную обработку различных высокоточных деталей, очень важно, чтобы режущий инструмент или деталь перемещались друг относительно друга с невысокой скоростью, непрерывно или с очень малыми импульсами. От того, как именно разработаны, сконструированы и реализованы те механизмы, которые осуществляют эти перемещения, в решающей степени зависит производительность работы металлорежущего станка, его точность, а также качество той поверхности, которая обрабатывается.

К примеру, для такого вида механической обработки, как окончательное шлифование, действует следующая закономерность: чем меньше подача, тем меньше та шероховатость, которую имеет обрабатываемая поверхность. Если при врезной подаче во время обработки имеют место недопустимые скачки, то в результате в поперечном сечении цилиндрических деталей возникают погрешности. Точно так же, как и малая скорость подачи, невысокая величина импульсной микроподачи в самом конце рабочего хода позволяет достичь более высокой точности обработки, причем в основном потому, что инструмент или изделие по заданной координате устанавливается наиболее точно.

Наиболее широкое применение механизмы микроподачи находят в шлифовальном металлообрабатывающем оборудовании, причем реализованы они в нем весьма разнообразно и достаточно интересно.

Использование механизмов микроподачи в сочетании с наиболее совершенными системами контроля, а также в условиях высокого качества других параметров, которыми обладают станки, позволяет осуществлять обработку разнообразных деталей с точностью, достигающей десятых долей микрона.

Для эффективного функционирования механизмы микроподачи должны соответствовать целому ряду требований. К наиболее общим из них относятся такие, как высокий коэффициент полезного действия, простота конструкции, удобство в эксплуатации и обслуживании, надежность, небольшие размеры и экономичность. Кроме того существует несколько требований, касающихся обеспечения точности: чувствительность, плавность перемещения, точность отсечки перемещения, стабильность заданной скорости во времени, стабильность подачи даже в условиях многократного повторения, отсутствие мертвого хода, высокая жесткость, универсальность, минимальные температурные погрешности, быстродействие.

Следует заметить, что определенную проблему составляет обеспечение плавности хода микроподач. Дело в том, что если этот механизм имеет в своей конструкции скользящие пары, то при возникновении определенных условий его элементы движутся друг относительно друга скачкообразно. При этом практически каждая система обладает своей критической скоростью, ниже которой передвижение элементов является чередованием остановок и скачкообразных движений. Каково именно значение этого показателя в каждом конкретном случае зависит от таких факторов, как жесткость привода, степень затухания колебаний, масса передвигаемого узла, характеристики силы трения в других парах и направляющих. Комбинация этих же величин определяет также минимальный размер перемещения, которое может произвести механизм. Этот параметр называется чувствительностью. Кроме того, эти же факторы определяют и такую характеристику, как степень стабильности импульсных перемещений при их многократном повторении.

Конструкции механизмов микроподачи

По такому параметру, как функциональное назначение, все механизмы микроподачи подразделяются на:

По такому параметру, как способ редуцирования, все механизмы микроподачи подразделяются на:

Нередко можно встретить и механизмы, в конструкции которых объединяется несколько типов приводов для того, чтобы они могли выполнять различные функции (например, как непрерывное так и прерывистое перемещение). Наиболее распространенными являются электромеханический и механический способы осуществления малых перемещений.

Кинематические цепи чаще всего оснащаются винтовыми, червячными, кулачковыми, шарнирно-рычажными, клиновыми и зубчатыми понижающими передачами, причем в самых различных их комбинациях.

Приводами, сообщающими движение этим устройствам, чаще всего являются шаговые электродвигатели. Они имеют целый ряд преимуществ, среди которых основными являются следующие:

• Возможность с помощью одного и того же привода производить с определенной скоростью и непрерывную подачу, и дозированную подачу в микронах. Следует, однако, иметь в виду, что в действительности непрерывная подача является прерывистой, а величина ее скачков определяется техническими характеристиками шаговых электродвигателей.

• Возможность обеспечения широкого диапазона подач. Это позволяет производить с помощью привода установочное перемещение, ускоренное перемещений и доводочное перемещение.

• Передача электрических сигналов от управляющих устройств на шаговые электродвигатели без каких-либо дополнительных преобразований.

Одной из основных сфер применения шаговых двигателей является их установка в станках с числовым программным управлением.