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:
Точность вращения. Характеризуется радиальным и торцевым биениями консоли шпинделя.
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.
Виброустойчивость. Определяется устойчивостью несущей системы, демпфирующего свойства опор, амплитудно-частотные характеристики шпиндельного узла, которые влияют на качество обработанной поверхности и предельно допустимые режимы обработки.
Износостойкость трущихся поверхностей. Износостойкость опор и наружных поверхностей гильзы.
Долговечность шпиндельных узлов. Долговечность зависит от долговечности опор качения.
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
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.