Привод Главного Движения Станка с Чпу (главный привод)

Приводы главного движения и подачи в станках с ЧПУ предназначены для обеспечения процесса съема металла с максимальной производительностью при заданных точности и качестве обработки.

В приводах главного движения иногда возникает необходимость точно и быстро остановить двигатель, например, точно остановить шпиндель токарного станка для автоматической выгрузки изделия и загрузки новой заготовки или точно остановить резец алмазно- расточного станка напротив шпоночного паза растачиваемого отверстия для вывода резца из отверстия. В этом случае, кроме увеличения диапазона регулирования, используют датчики нулевого положения, либо привод выполняется следящим.

Для увеличения надежности и долговечности механизмов главного привода следует решать задачу обеспечения безударности его пуска и торможения.

В некоторых станках, например, токарно-винторезных, необходимо обеспечить возможность синхронного движения рабочих органов главного движения и подачи. Для этого на главном приводе устанавливается круговой импульсный датчик.

Регулирование частоты вращения привода главного движения станка с чпу может быть:

• ступенчатым;
• бесступенчатым;
• комбинированным.

Ступенчатое регулирование явилось исторически первым способом изменения частоты вращения шпинделя станка и было обусловлено следующими факторами: изначально станки с ЧПУ проектировались на основе аналогичного универсального оборудования, имеющего регулирование частоты вращения с помощью коробки скоростей; отсутствие электронной элементной базы, позволяющей реализовать идею бесступенчатого регулирования частоты вращения мощного электродвигателя при сохранении постоянства вращающего момента в широком диапазоне частот.

Ступенчатое регулирование имеет следующие преимущества – двигатель главного движения вращается с постоянной оптимальной скоростью, обеспечивая максимальный рабочий момент; применение асинхронного электродвигателя позволяет отказаться от преобразователя, что упрощает электрическую схему. Недостатки такого привода: требуется наличие сложных автоматических механических устройств изменения частоты вращения, торможения.

Ступенчатое регулирование главного привода станка в большом диапазоне осуществляется с помощью:

• многоваловых коробок (число ступеней до 24; диапазон регулирования и мощность не ограничиваются);
• ступенчато-шкивных передач с одинарным или двойным перебором (число ступеней до 12; диапазон регулирования до 30);
• многоскоростных асинхронных двигателей в сочетании с многоваловыми коробками передач.

Автоматическое переключение скоростей в передачах (бесступенчатое) осуществляется с помощью электромагнитных фрикционных муфт.

Такие системы регулирования имеют следующие существенные недостатки: невозможность в процессе обработки поддерживать оптимальные режимы резания, высокая кинематическая сложность коробки скоростей, смена частоты вращения требует останова шпинделя, низкая надежность и недолговечность электромагнитных фрикционных муфт.

Появление соответствующей электронной базы привело к созданию привода с комбинированным способом регулирования: частота вращения вала электродвигателя изменяется в ограниченном диапазоне при помощи электронных преобразователей. Расширение диапазона регулирования до требуемого при обработке осуществляется при помощи простых (обычно трехступенчатых) коробок скоростей. Такой привод позволяет оптимизировать режимы резания при обработке, поддерживать постоянную скорость резания, однако при переходе с одного диапазона частот вращения к другому требует остановки процесса обработки, а в ряде станков такой переход осуществляется вручную, например на токарном станке с ЧПУ 16А20Ф3.

Появление новых синхронных и асинхронных двигателей в качестве приводов главного движения станка с чпу, обеспечивающих постоянство крутящего момента в широком диапазоне частот вращения (синхронные переменного тока - рабочая частота вращения до 40 000 об/мин, асинхронные - до 12 000 об/мин), позволило полностью отказаться от коробки скоростей, а в ряде случаев и от всех механических передач в цепи главного движения, и результатом явилась разработка мотор-шпинделей (непосредственно шпиндель станка является одновременно и ротором электродвигателя). С целью снижения влияния тепловыделения двигателя на шпиндель станка используется жидкостное охлаждение электродвигателя.

В качестве таких двигателей могут быть использованы асинхронные электродвигатели 1PH2 фирмы «Сименс» (рис. 1). Встраиваемые двигатели 1PH2 используются на станках с повышенными требованиями к качеству обработки, точности и плавности хода (токарные станки, шлифовальные станки).

Рис. 1. Асинхронный встраиваемый электродвигатель 1PH2 Siemens

Преимущества от использования асинхронного встраиваемого электродвигателя в качестве привода главного движения станка с чпу:

• компактная конструкция, благодаря удалению механических компонентов: балансира двигателя, ременной передачи, редукторной коробки и шпиндельного датчика;
• высокая удельная мощность, благодаря жидкостному охлаждению;
• высочайшая точность обработки вследствие спокойного, точного вращения шпинделя на малых оборотах, так как нет воздействия поперечных усилий привода;
• ускоренный разгон и торможение;
• полный номинальный момент вращения доступен во всем диапазоне частот вращения;
• повышенная жесткость шпиндельного привода, благодаря монтажу компонентов двигателя между главными подшипниками шпинделя;
• низкий уровень шума, благодаря удалению многих ранее используемых элементов станка;
• передача момента вращения на шпиндель происходит без зазора и с силовым замыканием через цилиндрическую ступенчатую прессовую посадку.

Ротор монтируется на шпиндель термической стыковкой. Прессовое соединение может быть разъединено гидравлическим методом без нарушения стыкуемых поверхностей.

Находят применение и синхронные электродвигатели (рис. 2).

Рис. 2. Встраиваемый синхронный электродвигатель 1FE1 Siemens

Преимущества использования встраиваемого синхронного двигателя в качестве главного привода станка с чпу аналогичны преимуществам применения асинхронного, однако он имеет ряд дополнительных положительных сторон:

• максимальная частота вращения до 40 000 об/мин;
• ротор остается холодным вследствие возбуждения постоянными магнитами, как следствие - значительное уменьшение потерь мощности в роторе и меньший нагрев подшипников;
• требуется меньший теплоотвод при той же мощности по сравнению с 1PH2, т. е. увеличение КПД;
• необходим только один датчик (измерительная система полого вала) для определения скорости и положения шпинделя;
• увеличение производительности станка: мотор-шпиндели с возбуждением постоянными магнитами увеличивают удельную мощность и рентабельность станков с ЧПУ.

Синхронные встраиваемые двигатели с жидкостным охлаждением 1FE1 используются там, где предъявляются повышенные требования к качеству обработки, точности, плавности хода, а также требуется наименьшее время разгона.

Основной недостаток синхронных двигателей – невозможность эксплуатации без специального частотно-импульсного преобразователя.

Структурная схема управления главным приводом с синхронным электродвигателем (рис. 3) предусматривает бестрансформаторное питание и рекуперирование энергии при торможении.

Рис. 3. Схема управления главным приводом с двигателем переменного тока: Д — синхронный двигатель с возбуждением от постоянных магнитов; ТГ — тахогенератор; ШИМ — блок широкоимпульсной модуляции; ИУ — импульсный усилитель; Us — задание скорости; БР — блок регулятора; У — усилитель; 1 — цепь рекуперативного торможения; 2 — конденсатор; 3 — высоковольтные транзисторы с шунтирующими диодами; 4 — выпрямитель

Данный привод обеспечивает постоянную мощность на валу двигателя в достаточно широком диапазоне частот вращения. Двигатели, благодаря их высокой частоте вращения, позволяют использовать понижающую передачу с большим отношением. Транзисторный блок управления в сочетании с вентильным блоком рекуперации работает так, что при торможении энергия возвращается в питающую сеть переменного тока. Это позволяет реализовать высокую частоту чередования ускорения и замедления и обеспечить высокое качество процесса торможения. Электронный блок регулятора тока позволяет уменьшить вибрации и шум во всем диапазоне частот вращения, а введение в схему управления приводом главного движения станка с чпу датчика угла поворота обеспечивает ориентацию шпинделя и остановку его в фиксированном положении, что необходимо в станках с автоматической сменой инструмента.

Приводы главного движения обрабатывающих центров должны отличаться большой стабильностью установленной частоты вращения и высоким уровнем быстродействия при изменении нагрузки, имеют дистанционное управление. Обработка на обрабатывающих центрах характеризуется большим диапазоном применяемых диаметров инструментов, разнообразием обрабатываемых материалов и операций, выполняемых на этих станках. В связи с этим приводы главного движения МС имеют во многих случаях более расширенный диапазон регулирования, чем универсальные станки. Иногда в станке используют два шпинделя для легких и тяжелых работ. Если в большинстве случаев диапазон регулирования обрабатывающих центров

Rn=Nmax/Nmin= 50÷100,

то в некоторых обрабатывающих центрах этот диапазон доходит до 200 и более при соответствующем увеличении числа ступеней регулирования.

В приводах главного движения обрабатывающих центров отмечается повышение по сравнению с универсальными станками Nmax до 3000-4000 об/мин и более.

Более 60% обрабатывающих центров для привода главного движения используют двигатели постоянного тока, в большинстве случаев с тиристорным управлением, двумя или тремя механическими ступенями. В остальных обрабатывающих центрах используют для главного привода чаще асинхронные электродвигатели, в большинстве случаев с коробкой скоростей для ступенчатого изменения чисел оборотов.

Применение в двигателях постоянного тока компенсационных обмоток, скошенных пазов якоря, увеличение числа коллекторных пластин и другие усовершенствования позволяют получить приближающуюся к линейной зависимость Mкр от силы тока, улучшить равномерность вращения при меньших скоростях, а также при повышении частоты вращения электродвигателя до 3000-4500 об/мин и выше добиться уменьшения габаритных размеров электродвигателей, а применение транзисторных и тиристорных преобразователей на интегральных блоках - уменьшить габаритные размеры электропривода.

В некоторых зарубежных моделях обрабатывающих центров применяют регулируемые двигатели постоянного тока без механических ступеней с непосредственным соединением ротора двигателя со шпинделем станка. Двигатель переменного тока применяют главным образом в обрабатывающих центрах малых и средних размеров (1,5-5 кВт) и чаще при расположении механизмов привода на подвижной шпиндельной бабке. Малая масса таких двигателей, сохранение мощности на всем диапазоне регулирования при подобном способе создают более выгодные условия для малых и средних станков. Отсутствие коллектора способствует повышению надежности электропривода. Получают распространение в приводе обрабатывающего центра двигатели переменного тока с частотным регулированием.

Рис. 4. Схема привода главного движения обрабатывающего центра 243ВФ4: 1 и 2 - бесступенчатые передачи; 3 - ползун, изменяющий положение дисков бесступенчатой передачи; 4-6 - электромагниты для переключения скоростей.

В приводах главного движения в обрабатывающих центрах иногда применяют методы бесступенчатого механического регулирования и гидродвигатели, которые отличаются хорошим диапазоном регулирования и малыми габаритными размерами. На рис. 4 приведена схема бесступенчатого привода станка 243ВФ4 Одесского завода прецизионных станков, а на рис. 5 - привода станка H60 компании Kearney & Trecker.

Рис. 5. Схема привода главного движения станка H60 компании Kearney & Trecker: M - двухскоростной электродвигатель.

Автоматическое переключение механических ступеней в коробках скоростей осуществляется от гидроцилиндра с рейкой; отдельного электродвигателя, приводящего в движение винт и переключающую вилку, рычажный механизм или другую механическую систему; автоматизированного преселективного механизма; многодисковых фрикционных муфт (реже).

Обрабатывающие центры с ЧПУ оснащенные современными приводами главного движения вы можете выбрать и купить обратившись к сотрудникам компании STANOTEX.

Для определения мощности на вале приводного двигателя необходимо найти эффективную (полезную) мощность и учесть потери механических передач станка:

Nдв = Nп / ηc кВт, (1)

где Nп - мощность, затрачиваемая на резание; ηc - КПД привода главного движения станка при номинальной нагрузке (величина, обычно близкая к 0,8).

При фрезеровании концевыми фрезами криволинейных контуров используя копировально фрезерный станок с программным управлением в формулу определения эффективной мощности подставляется значение фактической глубины фрезерования, которое отличается от номинального припуска, указанного в чертеже, в зависимости от типа обрабатываемого контура: при обходе выпуклого контура фактическая глубина фрезерования tр меньше заданного припуска tн, при обходе вогнутого профиля - больше (рис. 6).

Рис. 6. Элементы резания при обработке концевой фрезой криволинейного контура: а - выпуклый; б - вогнутый

Используя торцовые фрезы, ширина фрезерования при работе и перемещении центра фрезы по прямой линии или по окружности находится, как сумма проекций дуг контакта зубьев фрезы с обрабатываемой поверхностью на линию, перпендикулярную направлению подачи (рис. 7).

Рис. 7. Схема к определению ширины фрезерования деталей сложной конфигурации

В случае, если фрезерная обработка деталей происходит со значительными колебаниями ширины и припуска, определение мощности приводного двигателя производится по нагрузочному графику, показывающему изменение эффективной мощности в зависимости от машинного времени.

Для построения графика необходимо найти большее значение ширины фрезерования, а затем вправо и влево от него «профрезеровать» обрабатываемую поверхность с выбранным шагом (рис. 7). Величина шага разбивки определяется величиной колебания ширины фрезерования. Чем меньше выбранный шаг, тем точнее построенный график отражает фактическую картину изменения мощности.

При уточненных расчетах, выполняемых на стадии технического проектирования, мощность на валу двигателя

Nдв = Nп / ηc + Nх, кВт (2)

Мощность холостого хода при ступенчатом регулировании частоты вращения и использовании шестеренных коробок скоростей может быть представлена зависимостью:

Nх = dср/10(6) (Σn + k1 (dig/dср) nшп) k2, кВт (3)

где dср - средний диаметр подшипниковых шеек валов кинематической цепи, участвующей при образовании рассматриваемой частоты вращения шпинделя, мм; Σn - сумма частот вращения всех промежуточных валов, об/мин; nшп - частота вращения шпинделя станка, об/мин.; k1=1,5÷2,0 - коэффициент, учитывающий потери на трение в опорах шпиндельного узла (k1=1,5 для опор качения и k=2 для опор скольжения); k2=3÷6 - коэффициент, зависящий от совершенства системы смазки; dшп - средний диаметр шеек шпинделя, мм.

Выбор электродвигателя станка производится по каталогу в зависимости от найденной по формулам (1) и (2) мощности. Выбранный таким образом двигатель должен удовлетворять двум условиям:

• развивать наибольшую мощность или крутящий момент;
• не перегреваться свыше нормы при работе в течение полного цикла обработки.

В случае применения асинхронного электродвигателя и проверки его по первому условию исходят из того, наибольшие кратковременно действующие значения мощности, определенные по графику, должны быть меньше максимально допустимой для данного двигателя:

Nmax < k (Mmax / Мном) Nном, (4)

где k=(0,55÷0,75) - коэффициент надежности; Mmax и Mном - максимальный и номинальный моменты на вале электродвигателя; Nном - номинальная мощность электродвигателя. Обычно принимается k=0,75, а в случае обработки деталей со значительным колебанием припуска - 0,55-0,6.

При проверке электродвигателя по второму условию должно выполняться неравенство:

Nэкв ≤ Nном (5)

Для двигателей постоянного тока нормального исполнения допускается кратковременная перегрузка в 1,8-2,5 раза.

Наибольшее расчетное значение эффективной мощности резания определяется при обработке стали и чугуна торцовой фрезой расчетного диаметра. Наибольшее значение ширины фрезерования при работе торцовыми фрезами находится в зависимости от того, какой максимальный расчетный диаметр фрезы:

Bф max = (0,8÷0,9)Dф max, мм (6)

В качестве предельной глубины резания рекомендуется принимать припуски на обработку для отливок из серого чугуна по ГОСТу 1855-55, для отливок из стали - по ГОСТу 2009-55. При этом следует предусматривать следующие требования, вошедшие в практику проектирования:

• Фрезерный станок общего назначения должен обеспечивать обработку деталей, предельные размеры которых не превышают наибольших размеров рабочей поверхности стола.
• Мощность станка рассчитывается из условия снятия припуска за один проход, полагая при этом, что величина припуска отливок определяется нормами, установленными для серийного и крупносерийного производств.

Однако выбор двигателя, рассчитанного при таких условиях, приводит к низкому коэффициенту его использования, так как вероятность совпадения максимальных значений всех параметров невелика. Кроме того, некоторые параметры резания не остаются постоянными при обработке заданной поверхности. Особенно это относится к ширине фрезерования, величина которой изменяется в широких пределах. Обработка сплошных поверхностей максимальной ширины встречается сравнительно редко.

Для широкоуниверсальных станков при выборе электродвигателя привода главного движения вычисление наибольшей расчетной мощности производится по формуле:

Nдв расч = kNn max, кВт (7)

где Nдв расч - расчетное значение мощности электродвигателя главного движения, кВт; k - коэффициент, характеризующий предполагаемое использование мощности.

Для фрезерных станков общего назначения k принимается равным 0,63-0,68, a для широкоуниверсальных станков k=(0,46-0,54).

Мощность на вале электродвигателя подсчитывается по формуле (1). Причем в формулу подставляется расчетное значение частоты вращения шпинделя. Выбранный по каталогу, электродвигатель должен удовлетворять условию:

Nдв ≥ Nдв расч (8)

Приводы главного движения имеют следующие функциональные признаки: уровень частот вращения шпинделя, вид привода, компоновка и конструкция шпиндельного узла.

Уровень частот вращения зависит от типа станка, его размеров, особенностей и возможностей его применения. Различают нормальный (до 3000 об/мин), повышенный (до 4000÷6000 об/мин) высокий (до 10000 об/мин и более) уровни частот вращения.

На станках с ЧПУ в качестве основных способов осуществления главного движения используются:

• переключение передач с помощью передвижных зубчатых колес и их блоков;
• смешанная схема переключения передвижных и сменных колес;
• переключение с помощью электромагнитных фрикционных муфт;
• изменение частоты вращения шпинделя с помощью многоскоростных двигателей и переключения электромагнитных муфт;
• бесступенчатое регулирование двигателей переменного тока изменением частоты тока питания;
• бесступенчатое регулирование двигателей постоянного тока и переключение блоков зубчатых колес.

Таким образом, в приводе главного движения применяются нерегулируемый двигатель и регулируемый. При нерегулируемом двигателе изменение частот вращения шпинделя осуществляется ступенчато, за счет коробки скоростей сложной кинематики. Применяемый асинхронный электродвигатель наиболее надежен и прост в эксплуатации, допускает высокие перегрузки, не требует преобразователей и специальных усилителей, имеет сравнительно небольшие габариты и вес. Однако, изменение частоты вращения в этом случае возможно лишь при применении многоступенчатых коробок скоростей, затруднена автоматизация команд управления от ЧПУ, ограничены возможности адаптации по режимам резания.

В автоматических станках переключение скоростей может осуществляться фрикционными или зубчатыми муфтами. Применение электромагнитных фрикционных муфт позволяет производить переключения в процессе работы станка, однако, уменьшает к.п.д. станка, т. к. все зубчатые передачи постоянно находятся в зацеплении, что ведет к повышенному трению в дисках.

С целью уменьшения знаменателя ряда частот вращения, что позволяет лучше использовать инструмент и сократить потери машинного времени, иногда находят применение в приводах главного движения с асинхронными двигателями вариаторы для изменения передаточного отношения дистанционно от отдельного привода по программе ЧПУ или от специальных датчиков. Вариатор обеспечивает изменение скорости в диапазоне 1:4. Кроме того, при наличии ограниченного диапазона регулирования вариатора возможно практически организовать бесступенчатое регулирование привода главного движения во всем диапазоне частот вращения за счет непрерывного изменения частот вращения внутри каждой ступени коробки скоростей. Недостатком такого способа является еще большее усложнение конструкции привода в целом.

Регулируемые привода главного движения, широко применяются в станках с ЧПУ, также их устанавливают на многооперационные станки. Они подразделяются на три группы. Электроприводы с тиристорным бесступенчатым регулированием частот вращения шпинделя в сочетании с использованием коробок скоростей обеспечивают широкий диапазон регулирования посредством понижающей передачи для получения нижних частот вращения и ускорительной передачи для достижения верхних.

В приводах главного движения желательным условием работы является обеспечение работы при постоянстве передаваемой мощности (N) во всем диапазоне регулирования скорости (Dn). В этом случае крутящий момент в приводе Мкр, определяющий размеры всех элементов приводов, будет наибольшим при частоте вращения n=n_min, что приводит к увеличению габаритов и стоимости привода. Однако, опыт эксплуатации металлорежущего оборудования показывает, что в нижней четверти или даже трети диапазона регулирования полная мощность не используется, поэтому чаще применяется комбинированное регулирование с помощью привода, имеющего две зоны регулирования (рис. 8). В зоне I обеспечивается регулирование с постоянным моментом (Мкр) в диапазоне частот вращения от n_min до n_ном. Регулирование обеспечивается за счет изменения напряжения на якоре машины постоянного тока. В зоне II регулирование осуществляется при постоянной мощности за счет изменения тока возбуждения. С увеличением частоты вращения Мкр уменьшается. За пределами зоны II возможно регулирование за счет ослабления поля, но при этом снижается передаваемая мощность.

Рис. 8. Зависимость передаваемой мощности и крутящего момента от частоты вращения шпинделя

При бесступенчатом регулировании с сохранением мощности может быть реализован диапазон D=4÷6, а при постоянном моменте из-за возможности достижения весьма малых частот - существенное расширение диапазона регулирования.

В большинстве случаев диапазона с N=const недостаточно для работы станков с ЧПУ и это требует введения между двигателем и шпинделем коробки скоростей на 2-4 ступени переключения. В станках с ЧПУ в приводах с регулируемым двигателем применяют передачи, переключаемые автоматически с помощью индивидуальных электромеханических, гидравлических или пневматических приводов. Схема таких приводов приведена на рис. 9.

Рис. 9. Схема приводов автоматического переключения передач: а - механический реечный; б - механический винтовой; в - гидравлический (пневматический)

Схема управления приводом главного движения оформляется в виде отдельного блока, включающего два тиристорных преобразователя: один - мощный - для регулирования напряжения на якоре двигателя, а другой маломощный - для регулирования напряжения возбуждения. Такой двухзонный привод в настоящее время является типовым. Кроме двух преобразователей, блок содержит схему управления переключением блоков коробки скоростей.

При работе станка на вход блока подается только код требуемой скорости шпинделя из устройства ЧПУ станка. Все уставки делаются автоматически и после достижения нужной частоты вращения в систему ЧПУ выдается сигнал о возможном начале движения подачи.

Непрерывное бесступенчатое изменение частоты вращения шпинделей осуществляется также за счет применения электропривода с частотным регулированием и гидропривода с объемным способом регулирования.

Двигатели постоянного тока получили распространение в приводах главного движения благодаря упрощению кинематической схемы станка, хорошим механическим характеристикам и значительным достижениям в развитии разработок и производстве полупроводниковой техники. Часто в двигатель встраивается тахогенератор для обеспечения обратной связи по скорости, а также температурные датчики. На крышке крепится катушка электромагнитного тормоза, а на шкиве - диск тормоза. Наиболее значительным недостатком таких приводов является снижение мощности при уменьшении скорости электродвигателя ниже номинальной частоты вращения.

Приводы с гидродвигателями применяют чаще всего в гидрофицированных многооперационных станках. Эти приводы имеют достаточно малые габариты при высокой мощности и широком диапазоне регулирования. Малые габариты гидродвигателя дают возможность монтировать его непосредственно на шпиндельном узле, что резко упрощает кинематическую схему привода. Широкому использованию приводов главного движения на базе гидродвигателей препятствует сложность их конструкции и производства, а также существенное усложнение гидросхемы станка и его коммуникаций.

Системы электро- и гидроприводов позволяют решать многие задачи, связанные с регулированием и изменением скорости и направления движения, которые ранее решались лишь с помощью механических устройств. В итоге упрощается механическая часть виде привода и станка в целом, повышается жесткость и точность работы привода, упрощается дистанционное управление, расширяются возможности унификации приводов и выполнения их в отдельных агрегатов (модулей). В качестве примера на рис. 10 приведен общий вид токарного станка с ЧПУ на базе унифицированных приводов. Тенденция применения модульного комплектного привода по каждой управляемой координате упрощает решение вопросов автоматизации станков, их стыковку с системами ЧПУ.

Рис. 10. Общий вид токарного станка с унифицированными приводами: (1 - двигатель привода главного движения; 2, 3 - двигатели приводов продольной и поперечной подач; 4 - резцедержатель)

Широкое применение находили в приводах главного движения асинхронные электродвигатели с частотным регулированием. Основные достоинства такого решения в низкой стоимости электродвигателей по сравнению с двигателями постоянного тока, допустимость многократных перегрузок по мощности и предельная простота эксплуатации.

В развитии приводов главного движения станков с ЧПУ имеет место стремление исключить или максимально упростить коробки скоростей за счет применения высокомоментных регулируемых электроприводов, повысить жесткость самих шпинделей, использовать термостабилизацию. В качестве средств для стабилизации температуры используются воздушные теплообменники, фреоновые теплообменники для охлаждения жидкостью шпиндельных узлов и коробок скоростей, воздушно-масляные или водомасляные теплообменники для охлаждения корпусов и механизмов посредством создания рубашек.

Конструкция привода главного движения должна обеспечивать виброустойчивость при обработке. Это во многом определяет качество обработки на станке, его производительность. Для уменьшения вибрации применяют конструктивные средства, например, различные демпферы, с учетом ряда требований к техническому состоянию механизмов, назначению инструмента и оснастки, выбору режимов резания и т. п.

Вибрации, причинами которых может быть дисбаланс деталей, входящих в шпиндельный узел, имеют частоту пропорциональную частоте вращения шпинделя. Для их исключения необходимо выдерживать точность изготовления деталей, а также проводить балансировку шпинделя в сборе.

Детали передаточных механизмов (зубчатые колеса, валики и т. п.) могут быть причиной вибраций, вызванных неуравновешенными центробежными силами, передающимися на подшипники. Устранение этих вибраций возможно за счет более жестких технических требований на детали конструкции и их сборку, а также сохранением состояния наилучшей работоспособности во времени.

Вынужденные вибрации, а также и автоколебания, могут быть вызваны характером процесса резания и должны быть учтены при разработке технологического процесса обработки, при назначении конструкции режущего инструмента. Качество изготовления и подготовки инструмента также может оказать влияние на характер резания.

На основании накопленного опыта известно, что для большинства станков среднего типоразмера первая их собственная частота лежит в области 20 Гц. Поэтому очень важно избегать таких режимов движения электродвигателя и передач, на которых возможен резонанс на этой собственной частоте. Также требуется тщательно изготавливать режущий инструмент, особое внимание должно быть уделено местам его крепления и балансировке режущей части.