Основные узлы и механизмы станка.
Станина - является базовой деталью станка и служит для монтажа всех основных частей станка. Должна быть жесткой, виброустойчивой, иметь малую металлоемкость и стоимость. На станине должны быть предусмотрены проемы и окна для сборки и смазки. Она имеет коробчатую форму с ребрами жесткости.
Станины подразделяются на горизонтальные и вертикальные. Станина с вертикальной компоновкой называется стойкой.
В серийном производстве станины изготавливают литыми из серого чугуна.
В единичном производстве станины изготавливают сварными из прокатной стали. Иногда для изготовления станин тяжелых станков применяют железобетон.
Направляющие - наиболее ответственная часть станины. Служащая для перемещения инструмента и заготовки.
В станках применяют направляющие скольжения и качения для прямолинейного и кругового перемещения.
По форме направляющие делятся на:
а) охватываемые - применяются при малых скоростях , на них плохо удерживается смазка, но не пристает стружка.
б) охватывающие - применяются для высоких скоростей скольжения, т. к. хорошо удерживают смазку. Их нужно защищать от стружки и грязи.
в) комбинированные - это когда одна из направляющих выполнена плоской, а вторая призматической, V - образной или в виде ласточкиного хвоста.
г) накладные - выполненные в виде планок, прикрепляемых винтами к литой чугунной станине или привариваемых к стальной сварной станине.
д) гидростатические - предусматривают подвод масла к сопрягаемым поверхностям под давлением и обеспечивают создание масляной подушки по всей площади контакта
е) аэростатические - предусматривают создание воздушной подушки в зазоре между сопряженными поверхностями направляющих.
В станках также применяют направляющие качения, которые могут быть открытыми и закрытыми.
Шпиндельные механизмы.
Шпиндельные механизмы состоят из шпинделя и шпиндельных опор.
Шпиндель является основной деталью станка. Шпиндель - это полый ступенчатый вал на переднем конце, которого при помощи приспособления закрепляется заготовка или инструмент.
К шпинделям предъявляют следующие требования:
1. Точность вращения - характеризуется радиальным и осевым биением переднего конца шпинделя. Зависит от точности изготовления и точности применяемых опор.
2. Жесткость - способность сохранять первоначальное положение под действием приложенных сил. Зависит от выбора материала.
3. Виброустойчивость - способность не воспринимать внешние колебания. Зависит от выбора материала.
4. Износостойкость - способность длительное время сохранять первоначальные геометрические параметры. Зависит от выбора материала.
Жесткие шпинделя изготавливают из стали 45 с последующим улучшением (закалка и высокий отпуск).
Износостойкие шпинделя изготавливают из стали 40Х с закалкой на ТВЧ или из стали 20Х с последующей цементацией и закалкой.
Виброустойчивые шпинделя изготавливают из стали 38ХМЮА с последующим азотированием и закалкой.
Тяжело нагруженные шпинделя изготавливают из стали 50Г2 с последующей закалкой.
Шпинделя большого диаметра можно изготавливать из серого чугуна СЧ20.
В качестве опор шпинделей применяются подшипники качения и скольжения.
Для уменьшения силы трения применяют подшипники качения различных конструкций.
Для повышения жесткости шпиндельных опор и устранения зазоров между отдельными телами качения и кольцами применяют предварительный натяг подшипников качения - осевое смещение внутренних колец относительно наружных.
Вращающиеся (внутренние) кольца подшипников нужно устанавливать с наибольшим натягом (-2.., -4) мкм; не вращающиеся (наружные) кольца - с натягом в низкоскоростных шпинделях и с небольшим зазором в высокоскоростных.
При работе шпиндельного узла главную роль играет передняя опора шпинделя. Она воспринимает основные нагрузки и находится ближе к месту обработки. Поэтому компоновка шпиндельного узла осуществляется таким образом, чтобы передняя опора имела более точные подшипники, часто сдвоенные для увеличения жесткости.