Page 15 - СтаночныйПарк

МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ
ОБОРУДОВАНИЕ И ИНСТРУМЕНТ ОБОРУДОВАНИЕ И ИНСТРУМЕНТ
ТОЧНОСТЬ ЗУБОФРЕЗЕРНЫХ КИНЕМАТИЧЕСКАЯ ПОГРЕШНОСТЬ В ТРАДИЦИОННЫХ СТАНКАХ

Низкочастотная составляющая кинематической погрешности – погрешность φк.н.
СТАНКОВ С ПРЯМЫМИ ПРИВОДАМИ – обусловлена в первую очередь погрешностями изготовления и монтажа делительного
червячного колеса шпинделя стола, которые складываются из накопленной погрешности

В данной статье рассмотрены ВРАЩЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА И окружного шага, радиального и торцевого биений [3, 4]. Высокочастотная составляю-

основные особенности формирова- ЗАГОТОВКИ щая – погрешность φк.ц. – вызвана
ния кинематической погрешности наличием погрешностей в промежу-
зубофрезерных станков нового поколения с прямыми приводами вращения фрезы и заго- точных передачах кинематической
товки. На опытном станке 5320Ф4 класса точности П получена точность, превышающая в цепи. В станках средних размеров
пять раз точность по ГОСТ 659-89. Определены направления в конструировании и произ- число пар зубчатых колёс, образу-
водстве данных станков, исключающие использование специальных технологий в отличие ющих кинематическую связь меж-
от традиционных станков ду инструментом и заготовкой, до-
Особенность разработок современных стан- стигает 15 при том же числе валов
ков с ЧПУ заключается в модульном принципе про- кинематической цепи. Возникнове-
ектирования на базе мехатронных модулей. При ние высокочастотных составляющих
этом традиционные кинематические цепи в станках вызвано наложением погрешностей
частично или полностью заменяют мехатронными в промежуточных передачах кине-
устройствами, которые, как правило, функциональ- матической цепи станка и частотой
но совместимы с исполнительными органами станка. Рис. 1. График кинематической погрешности станка. их проявления за один оборот дели-
Не являются исключением и зубофрезерные стан- тельного колеса. Их величина зави-
ки [2]. При разработке станков нового поколения сит от передаточного отношения между данной передачей и конечным звеном.
большинство фирм используют прямые приводы Таким образом, погрешности промежуточных элементов кинематической цепи вызы-
для вращения фрезы и заготовки, в результате чего вают в ней погрешности с частотами, соответствующими частотам погрешностей составля-
источники движения находятся непосредственно на рабочем органе станка, при этом меж- ющих элементов. Заметим, что формирование профиля зубьев колёс при работе червячной
ду ним и конечным звеном нет промежуточных передач. Следовательно, исключаются за- фрезой происходит вследствие его огибания прямолинейными режущими кромками фре-
зоры в передачах, обеспечивается высокая жёсткость при передаче вращения от двигате- зы, поэтому в торцевом сечении зуба профиль всегда имеет кривизну одного знака, т.е.
ля к инструменту и заготовке. не может быть вогнутых участков, независимо от величины и характера кинематической
Такое решение позволяет не применять точные делительные передачи, оказываю- погрешности станка. Профиль зуба создаётся конечным числом зубьев фрезы, поэтому
щие решающее влияние на кинематическую точность станка, которая при прямых при- циклическая погрешность кинематической цепи станка отражается на профиле дискретно
водах определяется преимущественно датчиками обратной связи и динамическими ха- – в момент отклонения стола или фрезы от идеального взаимного положения при воспро-
рактеристиками приводов и мало изменяется (вследствие отсутствия износа) в процессе изведении точки профиля зубом фрезы, что влияет на перенос погрешности кинематиче-
эксплуатации. Кроме того, появляется ряд преимуществ: упрощение конструкции станка в ской цепи станка на обрабатываемое зубчатое колесо [3].
результате снижения числа оригинальных деталей примерно в 5 - 7 раз; отсутствие огра- Максимально возможная двойная амплитуда синусоидальной погрешности цепи об-
ничений по повышению скорости резания, что обеспечивает возможность использования ката обратно пропорциональна числу Zд зубьев делительного колеса в квадрате: δ = 2ν/
твёрдосплавного инструмента и получение различных модификаций зуба по длине, а так- Zд 2, где ν ≈ 21⁰– угол развёрнутости эвольвенты. Поэтому для повышения точности стан-
же позволяет обрабатывать зубчатые колёса высокой твёрдости. ка используют делительные колёса с бóльшим числом зубьев.

ТОЧНОСТЬ ЗУБЧАТЫХ КОЛЁС И СТАНКОВ КИНЕМАТИЧЕСКАЯ ПОГРЕШНОСТЬ СТАНКОВ С ПРЯМЫМИ ПРИВОДАМИ ВРА-
ЩЕНИЯ ЗАГОТОВКИ И ФРЕЗЫ
Для каждой степени точности зубчатых колёс по ГОСТ 1643-81 установлены следую- В МГТУ «СТАНКИН» погрешности из-
щие показатели: кинематическая точность, плавность работы, контакт зубьев. От точности меряли на опытном образце Ø200мм станка
зубчатых колёс зависят многие эксплуатационные характеристики, включая допустимую 5320Ф4 (класс точности П), спроектирован-
окружную скорость и долговечность. Так, в турбинных колёсах при обеспечении степени ном в ГИЦ «МГТУ«СТАНКИН» и изготовлен-
точности 4 - 3 - 4 достигается окружная скорость 130 м/с и более. ном в ОАО «САСТА» (г. Сасово).
Кинематические погрешности зубофрезерных станков, оснащённых червячными Так как циклические погрешности су-
фрезами, влияют на первые два показателя точности зубчатых колёс, в частности, нако- щественно зависят от инструмента и процес-
пленная погрешность окружного шага колеса примерно на 90% зависит от погрешности са резания, точность станка оценивали по
станка, при этом погрешность направления зуба зависит от погрешности станка на 50%, а кинематической погрешности, измеренной
погрешность профиля зубьев – на 25% [3]. на холостом ходу кинематомером Диакин-3Р,
Кинематическая погрешность станка определяется отклонением от теоретического с погрешностями измерения накопленной
передаточного отношения между инструментом и заготовкой в каждый момент времени. погрешности φк.н. ≈ 2" и циклической по-
Точность кинематической цепи взаимосвязанного положения стола (шпинделя изделия) грешности φк.ц. ≈ 1" . Измерения выполня-
относительно инструментального шпинделя характеризуется: накопленной погрешностью ли при следующих условиях: числа зубьев
φк.н. поворота и периодической (циклической) погрешностью φк.ц. (рис. 1). Причины воз- при настройке для однозаходной червячной
никновения кинематической погрешности в станках с механической связью между фрезой фрезы Z = 6; 24 и 96; частоты вращения
и заготовкой (традиционные станки) и погрешности в станках с прямыми приводами вра- фрезы n = 50 и 200 мин¹; направление вра-
щения фрезы и стола имеют принципиальные отличия. щения приводов – в обе стороны. Контроль Рис. 2. Вертикально-зубофрезерный станок мод. 5320Ф4
вращения приводов фрезы и заготовки осу-

14 Станочный парк Станочный парк 15