Требования к шпиндельным деталям станков с ЧПУ

Шпиндель станка с ЧПУ является одним из важных ключевых компонентов станка. В состав шпиндельной части входят шпиндель, опора (подшипник) шпинделя, детали передачи, установленные на шпинделе, уплотнения и соответствующий крепеж. Он приводит заготовку или инструмент в движение режущего инструмента, что напрямую влияет на качество обработки станка. Поэтому компоненты шпинделя станков с ЧПУ должны не только отвечать требованиям высокой точности при прецизионной обработке, но и обладать способностью эффективно резать при черновой обработке. В то же время детали шпинделя станков с ЧПУ должны иметь более высокую динамическую и статическую жесткость и способность сопротивляться термическим деформациям.

Требования к шпиндельным компонентам станков с ЧПУ:

(1) Достаточно высокая жесткость. При работе станков с ЧПУ обычно применяется высокоскоростная и мощная резка, что требует от деталей шпинделя высокой жесткости. В противном случае шпиндель будет производить значительную упругую деформацию под действием внешних сил, вызывая вибрацию и влияя на точность и шероховатость поверхности обрабатываемых деталей.

(2) Высокая точность вращения. Та же точность вращения компонентов шпинделя станка с ЧПУ относится к радиальному и осевому биению, измеренному микрометром на позиционирующей поверхности заготовки, приспособления или инструмента, установленного на переднем конце шпинделя на низкой скорости и без нагрузки. Ее высота напрямую влияет на геометрическую точность и качество поверхности обрабатываемых деталей. Поэтому компоненты шпинделя станков с ЧПУ должны иметь высокую точность вращения.

(3) Хорошая сейсмостойкость. Сейсмостойкость компонентов шпинделя станков с ЧПУ означает способность компонентов шпинделя противостоять вибрации и поддерживать сбалансированную работу при обработке с ЧПУ. Если станок с ЧПУ вибрирует, это повлияет на качество поверхности заготовки, долговечность инструмента и срок службы подшипников шпинделя, а также создаст шум, влияющий на рабочую среду.

(4) Сильная термическая стабильность. Термическая стабильность компонентов шпинделя означает их способность противостоять деформации и изменениям положения, вызванным нагревом. Во время работы станки с ЧПУ могут выделять тепло из-за трения, перемешивания масла или других причин, что приводит к дисбалансу температуры компонентов шпинделя и искажению их формы и положения, тем самым влияя на точность обработки.

(5) Длительное сохранение точности. Сохранение точности компонентов шпинделя означает способность шпинделя сохранять первоначальную производственную точность в течение длительного времени. Станочное оборудование с ЧПУ стоит дорого, и для ускорения окупаемости инвестиций в станочное оборудование с ЧПУ необходимо поддерживать высокую производительность станков с ЧПУ. При этом рассчитывают продлить срок службы и сократить количество ремонтов, что требует, чтобы шпиндельные детали станков с ЧПУ имели хорошее сохранение точности.

(6) Надежное и точное позиционирование. Конструкция компонентов шпинделя станков с ЧПУ должна обеспечивать надежную точность радиального и осевого позиционирования, обеспечивать надежный зажим заготовок или инструментов, точное позиционирование, а также уменьшать влияние ошибок зажима и ошибок позиционирования на качество обработки.

(7) Прочие требования. Для станков с ЧПУ, требующих автоматической смены инструмента, компонентам шпинделя часто требуются такие функции, как автоматическая загрузка и выгрузка инструмента, выдув стружки и направленная остановка шпинделя, чтобы удовлетворить требования повышения уровня автоматизации и сокращения вспомогательного времени станков с ЧПУ.