Шпиндельные узлы с опорами качения

Полый конический хвостовик HSK зажимается в шпинделе с помощью автоматической зажимной системы. При правильном выборе допусков на конуса она должна обеспечить хорошее контактирование конусов шпинделя и хвостовика (жесткое прилегание хвостовика по большему диаметру), а также прилегание их торцовых поверхностей, что необходимо для обеспечения жесткости системы «Шпиндель - инструмент». Схема системы зажима изображена на рис. 1.8: сверху - в положении зажима, внизу - в положении разжима. Обозначения на рисунке: 1 - посадочное гнездо; 2 - цанговый сегмент в положении разжима; 3 - цанговый сегмент в положении зажима; 4 - тяга; 5 - коническая тяга; 6 - полый конический хвостовик HSK типа А; 7 - поводковый выступ в коническом гнезде. В тяге предусматриваются каналы (на рис. 1.8 не показаны) для подвода СОЖ через тело инструмента.

Положена

зажима

Положение

разжима

Рис. 1.8. Система зажима хвостовика HSK в шпинделе

21

1.3. Концы шпинделей фланцевые типа А

Фланцевые концы шпинделей типа А (рис. 1.9, табл. 1.6) применяются в конструкциях токарных, токарно-револьверных и шлифовальных станков. Эти фланцевые концы выполняются согласно ГОСТ 12595-2003 «Станки металлорежущие. Концы шпинделей фланцевые типа А и фланцы зажимных устройств. Основные и присоединительные размеры». Для концов шпинделей условных размеров 3 и 4 крепежные отверстия располагаются только на делительной окружности диаметра £>2 (рис. 1.10). Для шпинделей других размеров эти отверстия находятся на окружностях диаметров D\ и D2 или только на окружности диаметра D2. Расположение и количество крепежных отверстий во фланцах шпинделей шлифовальных станков, а также размер D3 для круглошлифовальных станков не регламентируются. Для специальных (токарных) и шлифовальных станков толщина фланца может быть изменена при сохранении надежности крепления к нему стандартных зажимных устройств. Диаметр цилиндрического осевого отверстия в шпинделе, а также форма и размеры этого отверстия в шпинделях токарноревольверных станков не регламентируются.

22

Размеры фланцевых концов шпинделей типа А, мм

Рис. 1.10. Расположение крепежных отверстий во фланцевых концах шпинделей типа А условных размеров: а - номер 3; б - номер 4;

в-номер 5, 6 8,11; г-номер 15

2.ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ ШПИНДЕЛЬНЫХ УЗЛОВ

2.1. Общие сведения

Для подшипников качения характерны небольшие потери на трение и простые системы смазывания. Они обеспечивают высокую точность вращения шпинделей, необходимые жесткость и виброустойчивость. Подшипники качения надежно работают при изменении в широких диапазонах частоты вращения и нагрузок.

25

2.2. Шариковые радиально-упорные подшипники

Шариковые радиально-упорные подшипники, применяемые в шпиндельных узлах станков, отличаются от обычных меньшим диаметром шариков, большим их числом, более высокой точно- стью. Следствием этого являются более высокая жесткость, мень- шие центробежные силы, действующие на шарики, и повышенная быстроходность подшипников.

Подшипники изготавливают с углом контакта 12 , 15 и 25°. Чем меньше угол контакта, тем больше радиальная нагрузочная способность подшипника. Параметры подшипников, изготавливаемых в России, приведены в табл. 2.1 - 2.4. Подшипники 36100 и 46100 - особо легких серий, 36200 и 46200 - легких серий, 36900 и 46900 - сверхлегких серий. Параметры подшипников фирмы FAG (ФРГ) приведены в табл. 2.5 - 2.6, а параметры подшипников с керамическими шариками, изготовляемых той же фирмой, в табл. 2.7 и 2.8.

Для повышения жесткости опор осуществляется предварительное нагружение подшипников. Возможен легкий, средний или тяжелый предварительный натяг. Ориентировочное значение силы легкого, натяга приведено в табл. 2.9. Силы среднего и тяжелого натяга соответственно в два и три раза превышают указанные в таблице.

При легком предварительном нагружении обеспечивается наибольшая быстроходность, но относительно низкая жесткость. Такое нагружение используется в станках для высокоскоростной обработки при небольших силах резания. Подшипники с тяжелым предварительным нагружением обеспечивают повышенную жесткость шпиндельного узла, но относительно низкую скорость вращения шпинделя.

Для обеспечения требуемой нагрузочной способности опору составляют из нескольких подшипников. Поэтому их поставляют не только в одиночном исполнении, но и комплектами, состоящими из двух, трех или четырех подшипников. За счет ширины внутренних или наружных колец получается предварительное нагружение в комплекте.

26

Таблица 2.5

Шариковые радиально-упорные высокоскоростные подшипники типа 36100К с углом контакта 15°

27