Napędy główne obrabiarek

Napędy główne obrabiarek HSM (obróbkowe centra frezarskie) powinny spełniać następujące wymagania:

  • duża sztywność charakterystyki mechanicznej (mały spadek prędkości obrotowej przy jednoczesnym wzroście momentu),
  • szeroki zakres bezstopniowej zmiany prędkości obrotowej,
  • szybkie uruchomienie – istotne przy obróbce z wysokimi prędkościami obrotowymi (skrócenie czasów pomocniczych),
  • praca z możliwością pozycjonowania narzędzia przy hamowaniu.

Obecne konstrukcje stosują zintegrowane silnik elektryczny asynchroniczny lub synchroniczny z wrzecionem, które jednocześnie jest wałem wirnika. Takie rozwiązanie nazywa się elektrowrzecionem.

Wrzeciono realizuje roboczy ruchu obrotowy, odpowiada za ustalenie i zamocowanie z wykorzystaniem uchwytu narzędza (rzadko przedmiotu obrabianego – centrum tokarskie). Ruch obrotowy wrzeciona może być ruchem głównym frezarki, tokarki, szlifierki, czy wiertarki. W obrabiarkach o obrotowym ruchu głównym zespół wrzeciona jest podstawowym elementem roboczym. Zespół taki zbudowany jest z wrzeciona, łożysk i obsady łożysk. Wymienione komponenty mają istotny wpływ na dokładność ruchu powierzchni bazującej wrzeciona.

Wrzeciono powinno zapewniać ustalenie i zamocowanie za pomocą uchwytu w żądanym położeniu roboczym narzędzie lub przedmiot obrabiany oraz przenosić siły poprzeczne i wzdłużne, a także momenty skręcające w trakcie obróbki.

W przypadku obrabiarek precyzyjnych zakłada się, że bicie promieniowe i osiowe przedniej końcówki wrzeciona nie powinno przekraczać 1÷2 [μm]. Konstrukcja wrzeciona powinna wspierać tłumienie drgań w trakcie obróbki. Charakterystyka pracy wrzeciona, jego znaczenie dla dokładności obróbki powodują, iż jednym z oczekiwań jest długi okres zachowania parametrów jakościowych wrzeciona. Niewielkie opory ruchu zależne przede wszystkim od rodzaju łożyskowania prowadzą do mniejszego zapotrzebowania względem mocy napędu głównego. Dziś bilans energetyczny operacji technologicznej oraz całego procesu technologicznego jest ważnym zagadnieniam dla analizy kosztów.

Materiały źródłowe:

  • Honczarenko J., Obrabiarki sterowane numerycznie, WNT 2008
  • Galewski M., Rozprawa doktorska. Nadzorowanie drgań podczas frezowania szybkościowego smukłymi narzędziami z wykorzystaniem zmiennej prędkości obrotowej wrzeciona, Politechnika Gdańska 2007
  • Wilk P., Rozprawa doktorska. Zastosowanie algorytmów ewolucyjnych i metody elementów skończonych w optymalizacji korpusów obrabiarek, Politechnika Śląska 2011
  • Kosmol J., Automatyzacja obrabiarek i obróbki skrawaniem, WNT 1995
  • Materiały informacyjne GF Machining Solutions.
%d bloggers like this: