49. Шпиндельные узлы то

Точность обработки в большей степени зависит от точности вращения шпиндельного узла. Поэтому шпиндельные узлы входят в несущую систему станка. Предъявляются следующие требования:

1. Точность вращения. Характеризуется радиальным и торцевым биениями консоли шпинделя.

2. Жесткость. Определяется изменением положения передней консоли под нагрузкой и зависит от упругих перемещений, возникающих в упругих опорах и в самом шпинделе.

Угол поворота шпинделя под приводным зубчатым колесом допускается от 0,008…0,001 рад.

Для обеспечения заданной жесткости Упругое смещение передней консоли не должно под действием загрузки превышать 1/3 допуска обрабатываемой детали.

3. Виброустойчивость. Определяется устойчивостью несущей системы, демпфирующего свойства опор, амплитудно-частотные характеристики шпиндельного узла, которые влияют на качество обработанной поверхности и предельно допустимые режимы обработки.

4. Износостойкость трущихся поверхностей. Износостойкость опор и наружных поверхностей гильзы.

5. Долговечность шпиндельных узлов. Долговечность зависит от долговечности опор качения.

6. Ограничения тепловыделения и связанных с ними температурных деформаций.

Класс точности Н - 343⁰ К; П – 323-328⁰ К; В – 313-318⁰ К; А – 308-313⁰ К; С – 301-303⁰ К

7. Быстрая смена и надежное крепление инструмента, приспособления или заготовки.

Комплекс требований шпиндельного узла обеспечивается подбором материала, видом упрочняющей обработки, конструкторскими решениями и выбором опор, подбором системы смазки и смазочным материалом.

50. Материалы и конструкции шпинделей.

Для станков нормальной и повышенной точности применяют обычные конструкционный углеродистые стали. Легируемые элементы добавляют для лучшей прокаливаемости.

При выборе материала жесткость конструкции зависит от модуля упругости. Для уменьшения деформаций в результате термической обработки принимают закалку ТВЧ.

Для повышения поверхностной прочности применяются цементирование, азотирование, цианирование (углерод с азотом). Для крупногабаритных шпинделей принимают чугун высокопрочный с шаровидной формой.

Для установки и закрепления инструмента на передней консоли шпинделя выполняются внутренние и наружные конические поверхности (конус Морзе, конус 7:24 и 1:3)

51. Привода шпинделей

На шпиндель действуют нагрузки, вызванные силой резания, усилиями от привода (ременная, зубчатая), центробежные силы. Тип приводных элементов выбираются в зависимости от частоты вращения, крутящего момента, компоновки и требования к плавности вращения.

Зубчатая передача проста по конструкции, компактна и предает большие крутящие моменты. Погрешности передачи снижают плавность вращения, вызывают дополнительные динамические нагрузки.

Место расположения приводного колеса так же влияет на точность вращения.

Преимущество ременной передачи: снижает динамические нагрузки, плавный ход.

Для привода шпинделя применяют разгруженные шкивы ( n=6000 мин^-1; v=60…100 м/с).

Мотор-шпиндель (асинхронный электродвигатель и частотный регулятор) может быть с воздушным или жидкостным охлаждением. Оснащен датчиком углового положения.