Механическая часть (структура) станка

Важной составляющей любого станка с ЧПУ является его механическая структура, в которую входят станина, направляющие для перемещения подвижных узлов, стойка (колонна), шпиндельная бабка, кронштейны и другие элементы. От ее прочностных свойств, от точности изготовления, жесткости и виброустойчивости в значительной степени зависит качество самого станка, а также точность обработки деталей.

На рис. 36 показана 3-Д модель механической системы одного из станков с вертикальным шпинделем, а на рис. 37 дана структура станка с горизонтальным расположением шпинделя.

Рис. 36. 3-Д модель механической структуры станка с ЧПУ

Рис. 37. Пример структуры многоцелевого станка с горизонтальным расположением оси шпинделя

Для станков, устройство которых подобно изображенному на рис. 37, характерно наличие цельной станины, выполненной из чугуна с симметричной внутренней конфигурацией, устанавливаемой на три опорные точки. Шпиндельная головка установлена на стальной оребренной траверсе по чугунной портальной раме.

Особо нагруженные узлы и детали станков рассчитывают по методу конечных элементов, чем исключается появление неучтенных деформаций, которые могут снижать точность обработки.

В станке имеются оптические линейки, снабженные обдувом воздухом для повышения точности работы и повышения срока службы.

Перемещение по осям X, Y, Z производится по роликовым направляющим, надежно защищенным от попадания стружки. Такие направляющие имеют большую несущую способность и менее шариковых подвержены износу.

Быстрое удаление стружки вдоль оси Z и сбор СОЖ в отдельный бак исключают нагрев станка по причине теплопередачи. Отсутствие заметных температурных деформаций станины также способствует повышению точности.

Приведенные подробности говорят о постоянном внимании конструкторов к вопросам уменьшения различного рода деформаций и повышению точности компонентов и механизмов станков.

Далее, на рис. 38 представлено размещение наиболее важных узлов и механизмов станков, обеспечивающих их повышенные эксплуатационные характеристики. Для примера взят станок с крестовым двухкоординатным столом и угловой шпиндельной головкой.

Рис. 38. Состав механической части станка с крестовым двухкоординатным столом и угловой шпиндельной головкой типа U