Ремонт группы шпинделя

Ремонт группы шпинделя (рис. 9.8) включает операции по восста­новлению наружного диаметра гильзы и внутреннего диаметра колец подшипника, по восстановлению геометрической точности шпинделя, сборке и регулировке механизма.

Рис. 9.8. Шпиндель

Ремонт гильзы. При ремонте гильзы необходимо восстановить наружный диаметр, осуществляя посадку по доведенному отверстию корпуса шпинделя с зазором 7—8 мкм. Допуск биения наружного диаметра относительно осей отверстий подшипников и допуск соос­ности отверстий переднего и заднего подшипников 3 мкм. Прямоли­нейность образующей наружного диаметра 2 мкм на длине 500 мм. Допуск цилиндричности и круглости 5 мкм. Параметр шерохова­тости поверхности Ra = 0,160,08 мкм. Наружный диаметр гильзы экономически выгодно наращивать хромом при износе до 0,05 мм (большие износы почти не встречаются).

Приведем последовательность операций при ремонте гильзы шпин­деля.

1. Замеряют: 1) износ наружного диаметра гильзы с помощью микрометра; точность измерения 5 мкм; 2) круглость и цилиндричность отверстий для пробок допускаются с отклонением до 0,01 мм. Замеры производят с помощью индикаторного нутромера. При боль­ших отклонениях отверстия растачивают на токарном станке.

2. Запрессовывают пробки с резьбовыми отверстиями (для раз­борки) с обоих концов гильзы. Натяг под запрессовку должен быть5—8 мкм. Замеры отверстий осуществляют индикаторным нутроме­ром, а замеры диаметров пробок — микрометром.

3. Устанавливают гильзу на токарном станке, один конец закрепляют в шпинделе, допуская биение 5 мкм, а другой устанавливают в люнете; выверяя гильзу на параллельность направлению переме­щения каретки суппорта с точностью 0,01 мм, зацентровывают то­рец пробки гильзы и доводят конусным притиром.

4. Переустанавливают гильзу, выдерживая вышеуказанные тре­бования, зацентровывают торец второй пробки и доводят поверх­ность конусного отверстия конусными притирами.

5. Устанавливают гильзу на центры круглошлифовального станка и проверяют биение наружного диаметра, которое допускается до 0,01 мм.

6. Шлифуют наружный диаметр до вывода износа, при этом сни­мают слой металла не менее 0,01 мм и 0,03 мм; шлифование произ­водят абразивным кругом ПП 380 СМ 2К, выдерживая параметр шероховатости поверхности Ra = 0,160,08 мкм. Допуск биения 2 мкм, цилиндричности и круглости 3 мкм.

7. Изолируют поверхности зубьев рейки, не подлежащие хроми­рованию отверстия, и торцы гильзы закрывают с двух сторон.

8. Хромируют наружный диаметр гильзы. Величину слоя хрома определяют исходя из наружного диаметра гильзы после шлифования и диаметра отремонтированного отверстия в корпусе шпиндельной сборочной единицы с учетом припуска на последующее шлифование и доводку поверхности. Слой хрома должен быть не более 0,05—0,06 мм.

9. Очищают гильзу от изоляции и от хрома, осевшего на кромках и канавках для смазки.

10. Обрабатывают гильзу в масляной ванне при температуре 180-200 °С в течение 3-4 ч. Эта операция выполняется в целях умень­шения хрупкости хрома.

11. Гильзу вынимают из ванны, остужают, промывают и выти­рают.

12. Удаляют пробки из гильзы.

13. Производят доводку отверстий 1 и 2 (рис. 9.8) подшипников шпинделя с помощью оправки-притира и пастой ГОИ. При этом вы­водят износ и получают параметр шероховатости поверхности Ra = 0,160,08 мкм, допуская отклонения от цилиндричности и круг­лости 2 мкм.

14. Наружный диаметр гильзы рационально шлифовать после сборки шпинделя (см. ниже сборку шпинделя). Для этого производят следующие операции:

1) выверяют центры шлифовального станка по оправке, расстоя­ния между центрами которой равны длине шпинделя;

2) устанавливают гильзу в сборе со шпинделем в центры станка; при этом шпиндель закрепляют неподвижно в центрах, а гильза вращается относительно шпинделя;

3) шлифуют гильзу по отверстию корпуса с припуском на доводку 0,01 мм; допускается биение наружного диаметра относительно оси вращения шпинделя 2 мкм;

4) доводят наружную поверхность гильзы плоскими притирами, этим обеспечивают зазор между корпусом и гильзой 5 мкм; обработку ведут на токарном станке;

5) притирают (окончательно) совместно гильзу с отверстием кор­пуса, допуская зазор между сопрягаемыми диаметрами 7—10 мкм; параметр шероховатости поверхности Ra = 0,160,08 мкм.

Изношенные зубья рейки удаляют фрезерованием, при этом на гильзе фрезеруют шпоночный паз глубиной 5 мм, длиной не менее пяти шагов рейки и шириной не менее 0,5 длины зуба. Эту операцию следует выполнить после замеров износа гильзы.

После хромирования гильзы и выполнения операции п. 11 настоя­щего технологического процесса на эпоксидном клее устанавливают вкладыш, зубья которого окончательно обрабатывают после отвер­ждения клея.

Ремонт шпинделя. При ремонте шпинделя восстанавливают соос­ность шеек шпинделя и колец переднего и заднего подшипников, до­пуская биение до 1 мкм.

Конусное отверстие при проверке на краску калибром должно быть покрыто равномерно (не менее 80 % поверхности). Биение ко­нусного отверстия 3 (рис. 9.8), проверяемое по контрольной оправке относительно шеек шпинделя не должно превышать 2 мкм у торца шпинделя и 6 мкм на длине 300 мм. Параметр шероховатости поверх­ности должен соответствовать Ra = 0,160,08 мкм.

При износе колец 4 и 5 подшипников до 0,01 мм производят до­водку их беговых дорожек, не снимая кольца со шпинделя. Для этого предварительно осуществляют замеры геометрической точно­сти и доводят центровые фаски с двух сторон шпинделя.

Доводку производят притирами при установке шпинделя на токар­ном станке в центрах. Допуск круглости и цилиндричности 1 мкм. Замеры осуществляют микрометром. При доводке периодически про­веряют соосность шеек шпинделя с помощью индикатора. Если от­клонения от соосности превышают допускаемые, беговые дорожки колец шлифуют на круглошлифовальном станке, добиваясь нор­мальной цилиндричности и круглости. Затем эти поверхности доводят притирами, добиваясь параметра шероховатости Ra = 0,160,08 мкм.

Решая вопрос о шлифовании колец подшипников, учитывают размеры имеющихся в наличии комплектов роликов и возможности обеспечения предварительного натяга 3—5 мкм для нижнего под­шипника и 2 мкм для верхнего подшипника. При отсутствии необхо­димого размера ролики внутреннего кольца подшипников изготов­ляют вновь или заменяют новыми, подгоняя их в соответствии с раз­мерами имеющихся в наличии роликов. Подгонку ведут шлифованием и доводкой после монтажа колец на шпинделе.

Кольца подшипников изготовляют из стали ШХ15 и калят, до­биваясь 62—63 НRС. Допуск параллельности торцов колец 1 мкм, допуск перпендикулярности их оси отверстий 1 мкм.

Конусное отверстие шпинделя ремонтируют притирами в целях получения необходимой точности и требуемого параметра шерохова­тости. В случае биения отверстие шлифуют на внутришлифовальном станке. При этом шпиндель устанавливают в люнеты (базируя на кольца подшипников) и выверяют на параллельность ходу стола станка в вертикальной плоскости с точностью 0,01 мм на всей длине. Шлифующий шпиндель должен быть сцентрован с осью вращения шпинделя изделия с точностью до 0,02 мм. Затем конус доводят при­тиром.

Сборка шпинделя. Сборка шпинделя включает подборку и мон­таж комплектов роликов, размер диаметра которых должен обеспе­чивать предварительный натяг тел качения. Производят монтаж и регулировку натяга упорных шарикоподшипников. При этом необ­ходимо обеспечить точность вращения шпинделя менее 3 мкм.

Размер диаметра роликов подшипников определяют по формуле

D = d₁ – d₂/2 + h,

где d₁ — внутренний диаметр наружного кольца, мкм; d₂ — наружный диаметр внутреннего кольца, мкм; h — прибавляемый размер для натяга, мкм (2—3 мкм — для нижнего и 1 мкм — для верхнего подшипников).

Допускаемое отклонение по диаметру роликов в комплекте для одного подшипника 1 мкм.

Монтаж на шпинделе упорных шарикоподшипников производят после проверки и доводки колец, допуская разностенность по до­рожкам качения 2 мкм. Сборку шпинделя необходимо производить в условиях чистого помещения и при идеальной чистоте рабочего места. Подшипники заправляют смазкой УНЗ (ГОСТ 1707—79).

Собранный шпиндель должен вращаться легко и плавно. Шпин­дель с гильзой, наружный диаметр которой пригнан по корпусу, уста­навливают на место и обкатывают при режиме: n = 300 об/мин — в течение 2 ч и n = 2000 об/мин — в течение 30 мин. Максимально допустимая температура нагрева шпинделя 30 С. При большем на­греве шпиндель необходимо разобрать, тщательно промыть все детали, проверить точность сопряжения подшипников качения, устранить замеченные недостатки, смазать маслом, вновь собрать, отрегулиро­вать с проверкой предварительного натяга по М_кр = 0,5 Нм