animateMainmenucolor
activeMenucolor
Главная / Фрезерный станок с ЧПУ / Устройства Для Малых Перемещений Станка

Устройства Для Малых Перемещений Станка

Жесткость обычных механизмов типа реечной или устройство передачи ходовой винт-гайка оказывается часто недостаточной для обеспечения очень точных малых перемещений. При определенных условиях медленное движение узла переходит в скачкообразное с периодически чередующимися остановками и скачками. Такого рода скачкообразное движение наступает при скоростях, меньших критического для данной системы привода.

Избежать скачкообразного движения или уменьшить его вредное влияние можно либо улучшением характеристик трения (использование гидростатических и аэростатических направляющих), либо повышением жесткости привода. Поэтому в станкостроении получили распространение специальные устройства, работающие без зазоров и обеспечивающие очень высокую жесткость привода.

Термодинамический привод

В термодинамическом приводе в качестве двигателя используется тепловой элемент, температурные деформации которого без всяких кинематических звеньев создают малые перемещения передвигаемого узла. Принцип действия термодинамического привода был разработан Б. Т. Бреевым и использован в ряде конструкций круглошлифовальных станков для привода поперечных подач.

Термодинамический привод (рис. 1) представляет собой жесткий полый стержень, один конец которого крепится к неподвижной части станка (станине), а другой соединяется с подвижным узлом. При нагревании свободный конец стержня перемещается на величину:

∆lt=αl∆t

где α - коэффициент линейного расширения материала стержня; l - длина стержня при начальной температуре; ∆t - приращение температуры.

Рис. 1. Схема термодинамического привода

Нагревание стержня осуществляется посредством спирали или пропусканием электрического тока малого напряжения резервуар и большой силы непосредственно через стержень (рис. 2). Охлаждение стержня, необходимое для возврата его в исходное положение, осуществляется в термодинамическом приводе пропусканием эмульсии из системы охлаждения станка.

Отрицательным свойством термодинамического привода является выделение в нем тепла, что может привести к температурным деформациям соседних узлов и снизить точность обработки. Недостатком привода этого типа является также тепловая инерция, препятствующая его применению для повторных частых перемещений.

Рис. 2. Термодинамический привод подачи шлифовальной бабки

Магнитострикционный привод

Магнитострикционный привод (рис. 3) по принципу действия подобен термодинамическому. Для создания необходимого удлинения свободного конца стержень, изготовленный из магнитострикционного материала, помещают в магнитное поле.

Рис. 3. Схема магнитострикционного привода

При изменении напряженности последнего длина стержня изменяется (рис. 4). У одних материалов с увеличением напряженности магнитного поля размеры увеличиваются (положительная магнитострикция), у других уменьшаются (отрицательная магнитострикция).

Рис. 4. Относительное магнитострикционное удлинение стержней из разных материалов: 1 - железо; 2 и 3 - кобальт; 4 - никель; 5 - пермаллой

Удлинение стержня под действием магнитострикции

∆lм=λl,

где λ - относительное магнитострикционное удлинение;

l - длина стержня.

Это удлинение стержня, а следовательно и величина перемещения узла станка, ограничено для практически используемых материалов небольшой величиной, порядка 6-7 мкм на 100 мм длины стержня, что существенно ограничивает возможности использования магнитострикционного привода. В целях устранения указанного недостатка предложен магнитострикционный привод с перехватами, схема действия которого представлена на рис. 5. При определенной последовательности включения зажимов и магнитного поля катушки малые перемещения узла могут быть повторены многократно. Однако привод с перехватами усложняет конструкцию и неизбежно связан с потерей жесткости.

Рис. 5. Магнитострикционный привод с перехватами: 1 - передвигаемый узел; 2 - стержень; 3 - катушка; 4 - неподвижная часть станка; Л и П - соответственно левый и правый зажимы

Привод с упругим звеном

Для малых перемещений, величина которых сравнима с величиной упругих перемещений, может быть использована деформация детали (упругого звена), связанной с перемещаемым узлом. Для значительных по величине линейных перемещений применяют упругое звено типа плоской пружины или рессоры. Так, на рис. 6 показана схема привода малых перемещений с упругим звеном для поперечной подачи шлифовальной бабки. Рессора предварительно деформируется гидравлической системой. Затем по мере свободного истечения масла из цилиндра через выпускное отверстие малого сечения рессора выпрямляется и свободным концом перемещает шлифовальную бабку.

Недостатком привода с упругим звеном является ограниченная величина перемещения (в пределах упругих деформаций) и, как правило, переменная жесткость.

Рис. 6. Схема привода с упругим звеном