Создание и исследование высокоскоростного электрошпинделя с воздушными опорами к станкам ЧПУ для сверления отверстий в печатных платах

• Автор: Борисов, Юрий Тимофеевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 159 c. : ил

Глава I. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ШПИНДЕЛЕЙ К СТАНКАМ С ЧЛУ ДЛЯ СВЕРЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ
1.1. Условия работы шпинделей в станках
1.2. Шпиндели, их привод, опорные узлы, валы, конструкция и компоновка
1.3. Основные типы подшипников с воздушной смазкой, преимущественно применяемые для высокочастотного вращения
1.4. Влияние искажении формы рабочей поверхности подшипников на их нагрузочные характеристики
1.5. Выводы и постановка задачи исследования
Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМЫ РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ПОДШИПНИКОВ С ТЕРМОКОМПЕНСАЦИЕЙ
2.1. Изучение характера и причин отклонения формы рабочей поверхности подшипников шпинделей, работающих в производственных условиях
2.2. Исследование формы рабочей поверхности подшипников на специальном стенде
2.2.1. Методика
2.2.2. Стенд, аппаратура и условия экспериментов
2.3. Основные результаты исследования
Глава 3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НАГРУЗОЧНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО ПОДШИПНИКА С ТЕРМО-КОМПЕНСАЦИЕЙ С ДЕФОРМИРОВАННОЙ РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ
3.1. Постановка задачи исследования
3.2. Определение основных зависимостей
3.3. Расчет нагрузочных характеристик подшипника
3.4. Выводы

Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА УСТОЙЧИВОСТИ
ВРАЩЕНИЯ ВАЛА В ПОДШИПНИКАХ С ТЕРМОКОМПЕНСАЦИЕЙ
4.1. Методика и экспериментальное оборудование
4;2. Основные результаты и выводы
Глава 5. ЭЛЕКТРОШПИНДЕЛЬ С ВОЗДУШНЫМИ ОПОРАМИ К СТАНКАМ
С ЧПУ ДЛЯ СВЕРЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ
5.1. Конструкция электрошшшделя
5.2. Технико-экономические показатели работы электрошпинделя мод.АС 72 и результаты промышленной эксплуатации
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
ЛИТЕРАТУРА ?
ПРИЛОЖЕНИЯ

В 60-х-70-х годах технология печатного монтажа окончательно утвердилась при изготовлении самых разнообразных изделий, использующих электронные схемы. Потребность в выпуске печатных плат неуклонно увеличивалась год от года я в настоящее время развернуто их массовое производство с высокой степенью его автоматизации.
К современному оборудованию для изготовления печатных плат предъявляются поэтому самые высокие требования по производительности, точности, качеству обработки, долговечности, отсутствию загрязнения окружающей среды и т.д., что потребовало от промышленности поиска новых путей для реализации этих требований. В станках для обработки плат, в частности, стал широко применяться сжатый воздух не только традиционно в качестве рабочего тела элементов пневмоавтоматики, но и для смазки быстроперемещаюпшхся и быстроврашаюшихся узлов.
Обязательным условием технологического процесса высокопроизводительной обработки плат является обеспечение безвибрационной работы элементов станка. На станках, поэтому, в качестве базы применяют вместо металла, почти повсеместно, гранитные плиты, обладающие высоким демпфированием: а в качестве привода - шпиндели с прецизионными опорами. Опоры шпинделей главного движения должны обеспечивать минимальное биение инструмента в широком диапазоне частот вращения на протяжении длительного периода стойкости и при высокой производительности. Нарушение плавности вращения шпинделя, а вместе с ним и инструмента, приводит к некачественной обработке отверстия (прижоги), быстрому затуплению или поломке инструмента.
Лучшие станки инофирм позволяют производить до 6-10 отверстий в секунду одним шпинделем. Высокое быстродействие налагает

измерении профиля подшипника в условиях имитация бесконтактного вращения вала и вкладыша датчиком перемещении типа И-149 Московского завода "Калибр" достигал величины 0,04 мм. Первоначально с целью устранения изгиба датчик был помещен в теплоизоляционный экран из асбестового шнура, который сверху обертывался металлической (никелевой) лентой с зеркальной поверхностью. Это снизило деформацию, однако погрешность оставалась еще довольно большой-0,02мм.
Принимая во внимание еще один недостаток стандартных датчиков -слишком большой диаметр и короткий вылет, затруднявший измерение в глубине корпуса шпинделей (особенно, при измерении заднего подшипника) и в узкой щели экспериментального вала как того требовал опыт, было решено производить измерения с помощью специального щупа небольшого сечения, изготовленного из материалов с малым коэффициентом линейного расширения. Щуп крепился на стандартный датчик и тем самым увеличивал шлет измерительного наконечника до требуемой величины. Первый вариант щупа в виде трубки из кварцевого стекла позволил снизить погрешность до 0,005-0,007 мм, что было все еще недостаточным. Тогда был изготовлен специальный узкий и длинный щуп 9 из инвара, имеющего практически нулевой коэффициент линейного расширения, который крепился на стандартный индукционный датчик 8 перемещений типа И-149 производства Московского завода "Калибр". Благодаря этому погрешности измерения, связанные с нагревом измерительной системы были сведены к практически несущественной величине. Датчик 8 совместно с измерительным комплексом -усилитель 2 типа Г-22 и однокоординагный самописец 3 типа Г-25 такне производства Московского завода "Калибр", позволяли произ-

водить измерения с точностью 10 мкм.
В опытах точность измерения в зависимости от величины деформации подшипника составляла 1-2 мкм.
Прямолинейность перемещения и удобство подвода датчика в зону