Рекомендуемые для шпинделей марки стали и методы упрочнения
|
Принадлежность шпинделя к группе станков |
Марка стали |
Метод упрочнения |
|
Токарные и шлифовальные (шпиндель изделия) классов точности: – Н, П
– П, В, А |
40Х, 50Х 45
40Х, 40ХФА 30Х3МФ 38Х2МЮА 18ХГТ |
Объемная закалка Поверхностная закалка с индукционным нагревом Азотирование Азотирование
Цементация с последующей объемной закалкой |
|
Фрезерные с ручной установкой инструмента классов точности: – Н, П, В
– Н, П
Станки с механической установкой инструмента классов точности П, В: – легкие
– средние и тяжелые |
20Х, 18ХГТ
58 (55ПП)
18 ХГТ
30Х3МФ, 38Х2МЮА 25ХГТ
20Х3МВФ |
Цементация с последующей объемной закалкой Объемная закалка передней части шпинделя и закалка индукционным нагревом хвостовой части
Цементация с последующей объемной закалкой Азотирование
Цементация с последующей объемной закалкой Азотирование |
|
Сверлильные классов точности Н, П |
50Х, 40Х |
Объемная закалка передней части шпинделя и закалка с индукционным нагревом хвостовика |
Для изготовления полых шпинделей большого диаметра иногда применяют серый чугун СЧ20.
На рис. 5.3 представлены рекомендуемые компоновочные схемы шпиндельных узлов, расположенных по мере возрастания параметра d n.
|
У
Уменьшение быстроходности и виброустойчивости |
|
I. Низкоскоростные |
|
|
1 |
|
d n < 100000140000 мм мин-1 | |
|
2 |
|
d n < 150000180000 мм мин-1 | |
|
3 |
|
d n < 160000250000 мм мин-1 | |
|
|
II. Среднескоростные |
| |
|
4 |
|
d n < 250000350000 мм мин-1 | |
|
5 |
|
d n < 300000450000 мм мин-1 | |
|
6 |
|
d n < 400000500000 мм мин-1 | |
|
|
III. Высокоскоростные |
| |
|
7 |
|
d n < 500000600000 мм мин-1 | |
|
8 |
|
d n < 600000800000 мм мин-1 | |
|
9 |
|
d n < 7000001000000 мм мин-1 | |
|
10 |
|
d n < 10000001500000 мм мин-1 |
величение
быстроходности
Рис. 5.3. Компоновочные схемы шпиндельных узлов
Все компоновочные схемы разбиты на три группы. Низкоскоростные обладают наибольшей радиальной и осевой жесткостью. Их рекомендуется применять в тяжело нагруженных фрезерных, токарных, сверлильных станках. Схема 1 выполнена на игольчатых подшипниках, имеет наибольшую радиальную и осевую жесткости, но при этом она самая низкоскоростная.
Для шпиндельных узлов, выполненных на радиально-упорных шарикоподшипниках из керамических материалов и системой принудительного охлаждения корпуса и шпинделя, параметр d n повышается до 30%-40%.
Более точное значение параметра d n зависит от выбранного типа системы смазки, класса точности подшипников, радиального зазора-натяга роликоподшипников, предварительного натяга шарикоподшипников, количества подшипников в опоре, серии подшипников и их предельной частоты вращения, указанной в справочнике.
На рис. 5.4 показана конструкция шпиндельного узла, соответствующая компоновке 2 (см. рис. 5.3).
Рис. 5.4. Конструкция низкоскоростного шпиндельного узла
Конструкция шпиндельного узла, выполненная по компоновке 3, представлена на рис. 5.5.
Рис. 5.5. Конструкция шпиндельного узла на роликовом подшипнике