Основные требования к приводам главного движения

1. Изменение частот вращения на исполнительном звене – шпинделе – в расчетном диапазоне регулирования частот вращения

(42)

V_mах, V_min – максимальная и минимальная скорости резания по режимам обработки в м/мин; D_mах, D_min – максимальный и минимальный диаметры обрабатываемой заготовки или инструмента в мм.

В современных станках, особенно широкоуниверсальных, при значительных диапазонах требуемых скоростей резания V и диапазонах обработки диаметров R_п доходит до 200 и более.

2. Обеспечение необходимых для процесса резания мощности и крутящего момента.

Полезная мощность на шпинделе

(43)

где F_z – тангенциальная составляющая силы резания, Н.

При обработке на станке деталей различных размеров величины F_z и V для определенного режима в первом приближении остаются постоянными, переход на чистовые режимы приводит к уменьшению F_z, но к увеличению V. Поэтому желательно (хотя и не всегда возможно и обязательно), чтобы в приводах главного движения обеспечивалось постоянство развиваемой мощности привода по всему диапазону регулирования R_п. В этом случае крутящий момент на шпинделе достигает максимального значения при п = n_miп.

М_к = 9150Р/п (Н.м), (44)

Часто в станках общего назначения применяют привод с комбинированным регулированием (рис. 117), когда до условной расчетной частоты n_р обеспечивается регулирование с постоянным моментом в диапазоне R_м, а выше — регулирование с постоянной мощностью в диапазоне R_р. Значение максимального крутящего момента в приводе уменьшается, что позволяет уменьшить его габариты и стоимость. Величина n_р, до которой используется полная мощность привода, определяется на основе анализа технологических процессов, применяемых на станке (как правило, полная мощность не используется в нижней трети общего диапазона).

Рис. 117 Диаграмма мощности и крутящего момента привода главного движения.

3. Обеспечение включения, выключения, а также, если это необходимо, торможения и реверсирования вращения шпинделя. Названные функции осуществляются либо системой управления двигателем, либо соответствующими механическими устройствами.

4. Обеспечение высокой точности и плавности вращения шпинделя.

5. Минимальные потери на трение, т.е. высокий КПД привода.

6. Высокая надежность привода.

7. Удобство управления.

8. Простота и минимальная стоимость изготовления и эксплуатации.