Шпиндельные узлы станка

Категория:
Металлорежущие станки


Шпиндельные узлы станка

Основными элементами конструкции шпинделя являются: собственно шпиндель, шпиндельные подшипники и ведущее звено, сообщающее вращение шпинделю. Как указывалось выше, в отдельных конструкциях внутри шпинделя располагается подвижная скалка.

Шпиндели. Шпиндели представляют собой цельные или полые валы, конструкция которых обеспечивает закрепление тех или иных зажимных приспособлений, оправок или режущего инструмента. Конструктивное оформление посадочных мест для приспособлений и инструменты определяется назначением станка.

Характерные конструктивные формы посадочных мест токарных станков представлены на рис. 1, а, 6 и в. Значительным распространением пользуется конструкция, изображенная на рис. 1, а. Приспособление навинчивается на резьбу, имеющуюся на конце шпинделя и центрируется буртиком шпинделя. Для устранения самоотвинчивания приспособления в некоторых конструкциях имеется прихват, который входит в канавку шпинделя и прижимается болтом.

Шпиндель имеет коническое отверстие с конусом Морзе, в которое вставляется центр или конец оправки, служащей для закрепления обрабатываемой детали.

Шпиндель выполняется полым с цилиндрическим сквозным отверстием.

Достоинством данной конструкции является простота обработки посадочных мест и малые затраты времени на снятие и установку приспособления. Наличие некоторого зазора между посадочным отверстием приспособления и центрирующим буртиком снижает точность центрирования и жесткость крепления.

Более высокая жесткость и точность центрирования могут быть достигнуты при креплении приспособления на удлиненном коническом конце шпинделя с помощью накидной гайки. Наибольшая жесткость при высокой точности центрирования достигается при фланцевом конце шпинделя с коротким конусом. В корпус приспособления ввернуты шпильки с утолщенной средней частью. Шпильки проходят вместе с зажимными гайками через отверстия фланца шпинделя и кольца. После поворота кольца гайки затягиваются.

Оба последних варианта требуют большей затраты времени на обработку посадочных мест. Время на установку и снятие приспособления возрастает, особенно при фланцевом креплении.

Рис. 1. Концы шпинделей.

Формы посадочных мест, показанные на рис. 1, а и в, характерны также для револьверных станков и для шпинделей бабок, сообщающих вращение обрабатываемой детали, шлифовальных станков.

Концы сверлильных шпинделей имеют коническое отверстие с конусом Морзе и поперечный паз, в который входит лапка хвостовика инструмента или приспособления. В верхнюю часть паза вставляется при выбивании инструмента клин. Концы сверлильных шпинделей многошпиндельных и агрегатных станков имеют цилиндрическое отверстие, куда входит скалка с коническим отверстием для крепления инструмента. Для регулирования положения режущего инструмента скалка может смещаться в осевом направлении с помощью гайки. В требующемся положении скалка закрепляется стопорным винтом.

Концы скалок расточных шпинделей имеют такую же конструкцию, как концы сверлильных шпинделей и дополнительный паз, в который забивается клин для крепления оправки.

Характерная конструкция посадочных мест шпинделей фрезерных станков представлена на рис. 1, е. Оправки устанавливаются в коническое отверстие переднего конца шпинделя и затягиваются тягой. Крутящий момент передается сухарями, которые входят в пазы фланца оправки. Фрезы больших диаметров устанавливаются непосредственно на торце шпинделя, при этом сухари входят в торцовые пазы фрезы. Крепление фрез осуществляется с помощью болтов, которые ввинчиваются в резьбовые отверстия, имеющиеся на торце шпинделя.

У фрезерных станков малых размеров для посадки инструментов и оправок используется обычный конус Морзе.

В тех случаях, когда по характеру конструкции шпинделя не представляется возможным выполнить шпиндель полым, крепление оправок с коническим хвостом осуществляется с помощью накидного колпака. Накидной колпак имеет прямоугольную прорезь, а оправка — двойной буртик с лысками. При установке оправки первый буртик проходит через паз колпака и при навинчивании колпака последний прижимает оправку к гнезду. При свинчивании колпака он выталкивает оправку из гнезда. Эта конструкция обеспечивает также быстросменное крепление.

Шпиндели револьверных станков и токарных автоматов, предназначенных для прутковых работ, имеют специфическую конструкцию, так как внутри шпинделей размещаются механизмы подачи и зажима материала.

Концы шпинделей шлифовальных станков обычно имеют конический хвостовик, на котором закрепляется планшайба шлифовального круга. Круг закрепляется на планшайбе с помощью фланца, снабженного кольцевым пазом, в котором устанавливаются подвижные сухари, служащие для балансировки круга.

Выбор материала шпинделя определяется условиями изностостойкости посадочных мест, а при подшипниках скольжения — также условиями работы подшипниковых шеек шпинделя. Для изготовления шпинделей применяются стали 45, 40Х, 20Х, реже — 12ХНЗ, 13ХНВА. Ответственные участки шпинделей, изготовленных из стали 45, 40Х, подвергаются термообработке до твердости HRC = 24—30, а при закалке токами высокой частоты — до твердости HRC = 45—50 при стали 45 и до твердости HRC = 50—58 — при стали 40Х. Цементируемые стали подвергаются цементации и последующей закалке до твердости HRC = 56—62.

Высокая износостойкость достигается при изготовлении шпинделей из хромоалюминиевых сталей 40ХЮ, 35ХЮА, подвергающихся азотированию (нитрированию).

Шпиндельные опоры. Шпиндели монтируются на двух, реже — на трех опорах. В одной из опор должны быть расположены подшипники, воспринимающие осевые нагрузки и ограничивающие осевое перемещение шпинделя. Подшипники второй опоры должны допускать свободное перемещение конца шпинделя при температурном удлинении. Следует заметить, что при размещении подшипников, ограничивающих осевое перемещение шпинделя, в задней опоре, температурное удлинение приводит к смещению переднего конца шпинделя, что может повлечь за собой искажение размеров обрабатываемых поверхностей, отсчитываемых вдоль оси шпинделя. Это обстоятельство следует учитывать при разработке конструкции шпиндельного узла.

В качестве опор шпинделей используются как подшипники скольжения, так и качения. Область применения подшипников скольжения в последнее время сильно сузилась.

Шпиндельные опоры должны обеспечивать высокую точность вращения шпинделя и сохранение этой точности в течение длительного периода времени. Одним из условий высокой точности вращения является небольшая величина зазоров в подшипнике, а при подшипниках качения — создание предварительного натяга. Шпиндельные подшипники должны обладать также высокой жесткостью и виброустойчивостью.

Характерной особенностью работы большинства шпиндельных подшипников является переменность режима работы — чисел оборотов и нагрузок. При этом во всем диапазоне чисел оборотов и нагрузок конструкция опор должна обеспечивать врещение шпинделя с необходимой точностью без дополнительного регулирования.

Во многих случаях конструкция шпиндельных опор должна обеспечивать возможность регулирования зазора или натяга в процессе первоначальной сборки и по мере износа.

Опоры скольжения. В течение длительного времени значительным распространением пользовалась опора, выполненная в виде конического разрезного вкладыша. Конический разрезной вкладыш 3 входит в коническое отверстие втулки или корпуса. При перемещении вкладыша с помощью гаек он деформируется и при этом изменяется зазор. При регулировании форма вкладыша искажается. Для устранения этого явления в разрез вкладыша, имеющий форму ласточкина хвоста, вводят головки болтов, имеющие аналогичную форму. При затягивании болтов вкладыш раздается и прижимается к поверхности отверстия. При этом искажение отверстия вкладыша уменьшается.

Неплотное прилегание вкладыша к отверстию корпуса снижает жесткость опоры.

Односторонний износ вкладыша не может быть устранен регулированием.

В современных станках вкладыши этого типа встречаются весьма редко.

Известным распространением пользовалась также опора с конической шейкой шпинделя. Если подшипник, ограничивающий осевое перемещение шпинделя, располагался в задней опоре, то регулирование зазора осуществлялось осевым смещением вкладыша. В ином случае при регулировании производилась подгонка кольца, расположенного между упорным подшипником и буртиком шпинделя.

Опора с конической шейкой шпинделя обладает более высокой жесткостью, так как корпус вкладыша при регулировании не деформируется и его контакт с опорной поверхностью не нарушается. Форма вкладыша при регулировании не искажается. Однако односторонний износ при регулировании не устраняется.

Опоры этого типа находили применение в станках повышенной точности. В настоящее время подобные опоры встречаются лишь у отдельных моделей станков.

В современных прецизионных станках, работающих при небольших нагрузках, главным образом в шлифовальных, встречается опора с неразрезным коническим вкладышем. Подшипник этого типа носит название подшипника Макензена. Тонкостенный вкладыш имеет три или более выступов, которые опираются на коническую поверхность отверстия корпуса. При осевом смещении вкладыша с помощью гайки он деформируются и при этом между поверхностью шейки шпинделя и внутренней поверхностью вкладыша образуются сегментообразные карманы, в которых размещается масло. Таким образом создается несколько масляных клиньев. Минимальный зазор равен в рабочем состоянии 0,002— 0,003 мм. Благодаря малым зазорам и наличию нескольких масляных клиньев подшипники этого типа обеспечивают высокую стабильность положения оси шпинделя. Смазка подшипников осуществляется керосином или смесью керосина с маслом.

Рис. 2. Шпиндельные подшипники скольжения.

Подшипник обладает низкой несущей способностью и используется при нагрузках, непревышающих 100 кГ. Недостатком данной конструкции является также сложность обработки, которая должна быть выполнена с весьма высокой точностью.

Значительным распространением в современных шлифовальных станках пользуются различные конструкции многовкладышных подшипников. Простейшими из них являются двухвкладышные. В отличие от обычных подшипников с разъемным вкладышем двухвкладышные подшипники шпиндельных опор имеют один неподвижно закрепленный вкладыш и второй вкладыш, который поджимается либо пружиной, либо давлением масла, которое подается специальным насосом под поршень.

Благодаря подвижности одного из вкладышей обеспечивается компенсация температурного расширения вала. Однако при этом снижается жесткость несущего масляного слоя вследствие увеличенного всплывания вала. Как показывают исследования угол охвата неподвижного вкладыша не должен превышать 120°.

Трехвкладышный подшипник имеет два неподвижно закрепленных вкладыша и один вкладыш, который поджимается плоской пружиной. Исследования показывают, что подшипники этого типа вследствие неблагоприятного расположения масляных клиньев обладают низкой несущей способностью и долговечностью.

Рис. 3. Многовкладышные шпиндельные подшипники скольжения.

Шейка шпинделя подобного подшипника должна иметь чистоту 10— 12-го класса, а вкладыши — не ниже 8-го класса. Обработка вкладышей должна производиться путем алмазной расточки. Шабровка рабочих поверхностей вкладышей не допускается. Монтажные зазоры находятся в пределах 0,001—0,002 мм.

Для смазки подшипника описанного типа применяются маловязкие сорта масла.

Вкладыши подшипников скольжения изготовляются из бронзы различных марок: Бр. Оф 10—0,5, Бр. ОЦС 6—6—3, Бр. СЗО, БАЖ и др. С целью экономии дефицитных материалов подшипники выполняются биметаллическими, залитыми тонким слоем бронзы. В ряде случаев используются подшипники, залитые баббитом. Для изготовления тихоходных подшипников применяются антифрикционные чугуны.

При высоких окружных скоростях требуется тщательная отделка поверхностей вкладышей и шеек шпинделя, высокая поверхностная твердость шеек шпинделя, циркуляционная смазка, обеспечивающая охлаждение подшипника и шейки, тонкая очистка масла с помощью фильтров, а в ряде случаев включение в систему смазки радиаторов для охлаждения масла. Тонкая фильтрация масла в прецизионных станках должна обеспечивать удаление частиц размерами больше 0,001—0,002 мм.

Расчет подшипников ведется в соответствии с методикой, разработанной в гидродинамической теории смазки.

При высокой скорости вращения и сравнительно малых нагрузках применяются подшипники с «воздушной смазкой».

Опоры качения. В опорах шпинделей применяются подшипники качения различных типов: шариковые радиальные, шариковые радиальноупорные, роликовые цилиндрические, роликовые конические, специальные двухрядные роликовые подшипники с коническим отверстием внутреннего кольца, игольчатые.

Подшипники качения, используемые в опорах шпинделей, отличаются высокой точностью. Подшипники нормальной точности применяются лишь в редких случаях, например в сверлильных станках. В остальных случаях используются подшипники классов П (повышенный), ВП (особо повышенный), В (высокий), АВ (особо высокий), А (прецизионный), СА (особо прецизионный) и С (сверхпрецизионный). Чем выше класс точности станка, тем соответственно выше класс точности подшипников, используемых в опорах шпинделей. Обычно в передней опоре применяются более точные подшипники, чем в задней.

Специфическую конструкцию имеет подшипник с коническим отверстием внутреннего кольца. Внутреннее кольцо садится на коническую шейку шпинделя. При перемещении внутреннего кольца с помощью гаек коническая шейка распирает кольцо и его диаметр увеличивается. При этом устраняются зазоры между роликами и кольцами и создается предварительный натяг благодаря деформации роликов.

Недостатком конструкции, представленной на рис. IV. 30, а, является сложность регулирования, так как не предусмотрено удобство смещения кольца влево в случае получения чрезмерного натяга в процессе регулирования. Для того чтобы избежать чрезмерного натяга, между внутренним кольцом подшипника и буртиком шпинделя устанавливают мерное кольцо. Однако подгонка мерного кольца также является весьма трудоемкой операцией. В наиболее совершенных конструкциях натяг создается с помощью гайки, а смещение кольца в обратном направлении осуществляется с помощью гайки. В требующемся положении гайка стопорится стопором.

С предварительным натягом могут быть собраны также и радиальные и радиальноупорные шариковые подшипники обычной конструкции. При этом различают две формы натяга — предварительный и внутренний. Натяг создается смещением наружных и внутренних колец пары подшипников друг относительно друга.

Предварительный натяг может быть осуществлен в двух вариантах. При первом варианте натяг создается с помощью гаек и может быть отрегулирован в процессе сборки. Наружные кольца подшипников и распорное кольцо сжаты между буртиком корпуса и фланцем. Внутренние кольца подшипников могут быть-сжаты гайками. При сжатии внутренние кольца смещаются относительно наружных и при этом создается необходимый натяг. Величина натяга определяется сборщиком и в значительной мере зависит от его квалификации. В процессе эксплуатации станка величина натяга может регулироваться.

Рис. 4. Шпиндельные подшипники качения.

Строго заданная величина натяга может быть получена при установке распорных колец разной ширины между наружными и внутренними кольцами. Требующаяся ширина колец определяется экспериментально. Пара подшипников совместно с внутренним распорным кольцом устанавливается на оправку, наружное кольцо нижнего подшипника опирается на кольцевой выступ опорного фланца, а к верхнему фланцу, опирающемуся на наружное кольцо верхнего подшипника, прикладывается заданная осевая нагрузка. Под действием приложенной нагрузки кольца смещаются и расстояние, фактически получающееся между наружными кольцами подшипников, измеряется. В соответствии с полученным размером подгоняется ширина распорного кольца. После установки обоих распорных колец на место и сжатия внутренних колец гайками, создается натяг, соответствующий нагрузке, приложенной при экспериментальном определении ширины кольца.

Внутренний натяг создается с помощью пружин. Внутренние кольца обоих подшипников сжаты гайками. Под действием пружин, расположенных в отверстиях гильзы, и упирающихся во фланец, наружное кольцо подшипника смещается вправо. Через шарики усилие передается внутреннему кольцу и шпинделю, который также смещается вправо до тех пор, пока не возникнет натяг в подшипнике. Внутренний натяг сохраняет постоянную величину в процессе эксплуатации станка.

Шпиндельные подшипники качения, точность которых превышает нормальную, монтируются как на шейках шпинделя, так и в гнездах корпуса на посадках 1-го класса точности. Выбор посадки производится в зависимости от условий работы подшипников.

Преимущественное применение находят посадки П1 и системы отверстия для монтажа подшипников на шпинделе и П1 и Нх по системе вала при монтаже подшипников в корпусе; реже применяются посадки Т1. Для быстроходных шпинделей назначаются посадки с меньшим натягом.

При назначении посадок следует помнить, что сочетание отклонений вала, обработанного с допусками по системе отверстия, с отклонениями, установленными для отверстий внутреннего кольца подшипиников качения, дает значительно меньший зазор или больший натяг, чем те, которые соответствуют выбранной посадке в системе отверстия. Чрезмерный натяг может привести к заклиниванию подшипника.

Рис. 5. Отклонение посадочных мест шпиндельных подшипников (а) и влияние биения подшипников на биение конца шпинделя (б).

Высокие требования предъявляются также к точности геометрической формы посадочных мест подшипников качения шпиндельных опор. Отклонения геометрической формы цилиндрических поверхностей посадочных мест приводят к деформации колец подшипников качения, а отклонения s поверхностей упорных буртиков от плоскости, перпендикулярной к оси цилиндрических поверхностей, — перекосу колец. Как деформации, так и перекос колец снижают точность вращения шпинделя.

Рис. 6. Шпиндельные узлы:
а — токарного станка IK62, б — фрезерного станка 6Н83.

Конструкция шпиндельных узлов. Конструктивное оформление шпиндельных узлов отличается чрезвычайным многообразием, что заставляет ограничиться рассмотрением нескольких характерных примеров.

Большим распространением пользуются шпиндельные узлы, в опорах которых применяются двухрядные роликовые подшипники с коническим отверстием внутреннего кольца (серия 3182100). На подобных подшипниках монтируются шпиндели токарных, фрезерных, расточных и координатнорасточных и других станков.

Шпиндельный узел токарного станка IK62, работающий при числах оборотах и нагрузках, изменяющихся в широком диапазоне, представлен на рис. 6, а. Передняя опора, в которой смонтирован роликовый подшипник серии 3182100 с внутренним диаметром 100 мм, имеет описанную выше конструкцию. В задней опоре смонтированы радиальноупорные шариковые подшипники. Предварительный натяг этих подшипников осуществляется через промежуточную шайбу с прорезями, которая служит температурным компенсатором. При создании натяга лепестки шайбы деформируются и поддерживают натяг при удлинении заднего конца шпинделя.

Осевые нагрузки воспринимаются радиальноупорными подшипниками задней опоры. При температурном удлинении шпинделя его передний конец смещается в осевом направлении.

Для предотвращения вытекания масла из передней опоры на шпинделе имеется маслоотражательный конус, выполненный в форме канавки, и маслоуплотнительная канавка во фланце. В задней опоре установлено уплотнительное кольцо. Смазка подшипников осуществляется плунжерным насосом коробки скоростей.

Шпиндель получает вращение от подвижной шестерни, сидящей на шпинделе на шлицах. Шестерня может занимать одно из двух положений, соответствующих включению той или иной группы скоростей.

Рис. 7. Шпиндельный узел фрезерного станка 6Н81 с разделенным приводом.

Шпиндель фрезерного станка 6Н83 смонтирован на трех подшипниках. В передней и средней опорах расположены роликовые конические подшипники, в передней класса А, в средней — В, а в задней — шариковый класса В. Третья опора повышает виброустойчивость шпиндельного узла. Зазоры в опорах устраняются с помощью гайки при стягивании внутренних колец подшипников. При наличии осевых нагрузок, направленных от задней опоры к передней, передний подшипник разгружается, что снижает его жес-ткость. При температурном удлинении шпинделя уменьшается натяг в обоих конических подшипниках.

Для повышения плавности хода при фрезеровании на шпинделе расположен маховик.

На рис. 7 представлен шпиндельный узел фрезерного станка 6Н81, имеющего разделенный привод и разгруженный шпиндель. Передняя опора шпинделя состоит из двух шариковых подшипников, собранных с предварительным натягом, а задняя — из одного шарикового подшипника. Натяг осуществляется гайкой.

При высоких скоростях шпиндель получает вращение непосредственно от приводного шкива, смонтированного на подшипниках. Шкив сцепляется со шпинделем с помощью подвижной втулки, которая при этом перемещается влево и входит в зацепление со шлицевыми выступами шпинделя. Одновременно при перемещении втулки перемещаются шестерни переборного валика, которые при этом выходят из зацепления с шестернями. Втулка и шестерня связаны поводком.

При включении группы низких скоростей вращение передается через шестерни перебора. Валик перебора смонтирован на шариковых подшипниках.

Ленточный тормоз, барабан которого выполнен заодно со шкивом, приводится в действие пружиной. При включении вращения шпинделя электромагнит, связанный с рычагом, выключает тормоз.

Специфическую конструкцию имеют шпиндельные узлы горизонтально-расточных станков. Горизонтальнорасточной станок имеет два полых шпинделя. Шпиндель сообщает вращение скалке, перемещающейся в осевом направлении, а шпиндель — планшайбе с радиальным суппортом. Шпиндель, получающий вращение от шестерни, закрепленной на шпонке, смонтирован на конических роликовых подшипниках. Регулирование зазора в подшипниках осуществляется гайками.

На коническом конце шпинделя на шпонке сидит планшайба, получающаяся вращение от шестерни.

Шпиндель, получающий вращение от шестерни сидящей на шпонке, смонтирован на подшипниках, регулируемых гайками. Подшипник расположен в отверстии шпинделя и защищен уплот-нительным кольцом гайки.

От шпинделя вращение передается шпонками скалке, в которой имеется два продольных паза. Скалка, изготовленная из нитрированной стали 35ХЮА, перемещается в закаленных втулках, изготовленных из стали ШХ15. Конец скалки связан подшипниками с ползушкой, которая может перемещаться по направляющим хвоствой части шпиндельной бабки. Ползушка получает движение от винта, который входит в гайку.

Радиальный суппорт получает движение через планетарный механизм. Вращение передается валу, расположенному в подшипниках корпуса планшайбы. На валу сидит червяк, зацепляющийся с червячной рейкой, прикрепленной к радиальному суппорту. Червяк состоит из двух частей, между которыми имеется зазор. Червяк упирается в подшипник, а червяк можно перемещать для устранения осевого зазора вдоль оси вала с помощью болта. В требующемся положении болт закрепляется с помощью фиксатора, который входит в зубцы буртика болта и винта.

Корпус планшайбы центрируется цилиндрической поверхностью шпинделя и закрепляется болтами. Суппорт перемещается по направляющим в форме ласточкина хвоста с регулируемой планкой. Крайние положения при перемещении суппорта определяются по указателю. Если при работе суппорт должен оставаться неподвижным, то он закрепляется двумя зажимами. Суппорт имеет Т-образные пазы для закрепления инструментодержателей и продолговатое окно для прохода скалки.

В качестве примера шпиндельного узла, смонтированного в подвижной гильзе, рассмотрим шпиндельный узел быстроходного вертикальнофре-зерного станка высокой точности. Шпиндель, смонтированный на шариковых подшипниках с внутренним натягом в гильзе, получает вращение от шкива, сидящего на втулке. Так как втулка вращается на независимых подшипниках, то усилие натяжения ремня не передается шпинделю, который связан со втулкой скользящими шпонками. Внутренний натяг создается пружинами.

Смазка подшипников осуществляется маслоразбрызгивающими конусами. Конуса погружены в масляные ванны. Под действием центробежной силы масло поднимается по поверхности конуса и, разбрызгиваясь, поступает в подшипник в виде масляного тумана.

Рис. 8. Шпиндельный узел горизонтальнорасточногостанка.

Рис. 9. Планшайба расточного станка с радиальным суппортом.

Вес гильзы уравновешивается пружиной, расположенной внутри полой скалки, на которой нарезана зубчатая рейка. В требующемся положении гильза закрепляется при стягивании корпуса, имеющего надрез.

Для установки гильзы имеется ограничитель, перемещающийся по микрометрическому винту, снабженный отсчетными шкалами. При перемещении гильзы упор приходит в контакт с буртом ограничителя.

Специфическую конструкцию имеют шпиндельные узлы, совершающие планетарное движение, например шпиндельные узлы планетарно-шлифовальных и шпоночно-фрезерных станков. Подшипники шпинделя смонтированы в эксцентрично расположенных отверстиях гильзы, которая, в свою очередь, помещается в эксцентрично расположенных отверстиях барабана. Вращением гильзы с помощью червяка устанавливается необходимый эксцентриситет оси шпинделя относительно оси барабана. В требующемся положении гильза закрепляется втулками.

В процессе работы шпиндель получает вращение от шестерни, связанной крестовой муфтой с фланцем, а барабан от шестерни. Крестовая муфта обеспечивает передачу вращения шпинделю при смещении его оси относительно оси шестерни.

Рис. 10. Шпиндельный узел быстроходного фрезерного станка.

Рис. 11. Шпиндель с планетарным движением.

Благодаря вращению барабана с эксцентрично расположенным шпинделем обеспечивается получение паза заданной ширины независимо от диаметра шпоночной фрезы. Ширина паза настраивается путем установки эксцентриситета шпинделя.

Расчет шпинделей ведется в соответствии с общей методикой расчета валов. Шпиндели рассчитываются на прочность и жесткость. Если в каждой из опор шпинделя имеется по одному подшипнику качения, то расчет ведется как при ножеобразных опорах. При подшипниках скольжения и при нескольких подшипниках качения в одной опоре полагают, что в передней опоре действует реактивный момент, величину которого принимают равной от нуля до 0,3—0,35 момента, изгибающего шпиндель в передней опоре. Большие значения соответствуют большим нагрузкам.

Наиболее важным является расчет шпинделя на жесткость. Однако вопрос расчета шпинделей на жесткость разработан недостаточно, так как отсутствуют достаточно точные критерии, определяющие допустимую величину прогиба шпинделя. При чистовой обработке отклонения в размерах и форме обрабатываемой детали, возникающие вследствие деформаций шпинделя, должны составлять часть допускаемых отклонений.

Рис. 12. Задняя бабка.

Задние бабки и люнеты. Совместно со шпиндельными узлами работают задние бабки и люнеты.

Задние бабки, поддерживающие свободный конец обрабатываемой детали, передний конец которой связан со шпинделем, имеют подвижную скалку, в переднюю часть которой вставляется неподвижный или вращающийся центр. У токарных станков средних и больших размеров вращающийся центр выполняется в форме короткого вращающегося шпинделя. К опорам вращающегося шпинделя задней бабки предъявляются такие же требования, как к опорам основного шпинделя.

В требующемся положении скалка задней бабки закрепляется так же, как подвижная шпиндельная гильза втулками.

В ряде случаев для создания постоянства усилия поджима заднего центра и сокращения затрат вспомогательного времени для перемещения скалки задней бабки используются гидравлические и пневматические поршневые двигатели.

Люнеты используются для поддержания обрабатываемых деталей на токарных и шлифовальных станках или для поддержания борштанг на расточных станках.

Рис. 13. Люнеты.

На токарных станках применяются ходовые и неподвижные люнеты. Неподвижный люнет устанавливается на станине станка. Деталь поддерживается тремя выдвижными кулачками, которые могут быть снабжены вращающимися роликами. Верхний кулачок располагается в откидной крышке люнета, которая открывается при установке обрабатываемой детали. Ходовой люнет устанавливается на суппорте и перемещается вместе с ним. Два кулачка поддерживают обрабатываемую деталь в зоне, расположенной непосредственно за резцом.

В автоматизированных станках люнеты снабжаются специальным приводом для отвода кулачков в момент снятия обработанной детали и установки заготовки. Люнеты расточных станков представляют собой подшипники с откидными крышками.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум