Воздушный подвес шпинделя прецизионного механообрабатывающего станка
Сегодня на рынке представлено различное оборудование для прецизионного изготовления деталей. Несмотря на это получение точностей до долей микрона является дорогостоящей и нетривиальной задачей.
Благодаря необходимым компетенциям в области прецизионных воздушных подвесов и высокоскоростных моментных двигателей, в АО «НИИ командных приборов» разработано техническое решение, позволяющее достигать необходимых точностей обработки за счет установки шпинделей обрабатывающих узлов на воздушную опору.
На рисунке 1 представлен общий вид передней бабки токарного станка, в которой шпиндель установлен на воздушном подвесе, состоящем из трех воздушных опор, реализующих осевое и радиальное поддержание. Вращение шпинделя в диапазоне от 1 до 10000 об/мин обеспечивается бесконтактным моментным двигателем, расположенным между опорами. Такой диапазон скоростей вращения позволяет помимо съема металла резанием производить доводочные, шлифовальные и полировальные операции в зависимости от требований к поверхности обрабатываемых деталей.
Питание опор воздухом осуществляется любым воздушным компрессором, при этом нагрузки в осевом и радиальном направлениях обеспечиваются в широком диапазоне (например, для 50 кг — избыточное давление 6 атм). Управление приводом шпинделя осуществляется электронным блоком и позволяет обеспечить отработку задаваемой скорости вращения с погрешностью не более 0,5%.
Основными преимуществами представленного решения являются:
- получение точностей обрабатываемых деталей свыше 0,1 мкм;
- универсальность оборудования — возможность проводить чистовую обточку, доводку, шлифовку, полировку без сложной настройки и дорогостоящей дополнительной оснастки;
- высокая износостойкость, отсутствие необходимости применения смазочных материалов за счет применения воздушного подвеса, резкое снижение «станочной» вибрации.
Предлагаемые области применения представленного решения:
- самостоятельное применение для прецизионной механической обработки деталей;
- применение в качестве элемента оборудования в станкостроении;
- модернизация существующего прецизионного оборудования всех групп (токарные, фрезерные, сверлильные, расточные, шлифовальные и станки с ЧПУ).
При изготовлении действующего образца (рисунок 2) использовались доступные материалы, отвечающие требованиям по безопасности. Для корпусных элементов – чугун и сплав Д16, для механических деталей пар вращения – сталь 40Х13, для остальных – сталь 10.
Установка шпинделя на имеющийся станок не требует долгой настройки и позволяет снизить суммарные затраты на производство. Гибкая система компоновок позволяет в кратчайшие сроки пересмотреть вариант исполнения под любое производство.
Высокая точность обработки, надежность, большой срок службы, экономичность обслуживания и использования – основные достоинства, которыми обладает представленное решение.
198216, Санкт-Петербург, Трамвайный проспект, дом 16
Тел./факс (812) 376-03-15, Тел. (812) 376-85-85
info@niicom.ru, www.niicom.ru