2018-02-23
1227
Жесткость, характеризуемая величиной упругих деформаций шпинделя под действием сил, возникающих при обработке.
Виброустойчивость. Это требование предъявляется особенно к шпинделям скоростных станков при выполнении отделочных операций.
Износостойкость трущихся опорных поверхностей при опорах скольжения и при продольном перемещении шпинделя (например, на сверлильных и расточных станках).
Шпиндели изготовляют в виде полых или цельных валов; на концах шпинделей закрепляются зажимные приспособления, оправки или режущий инструмент. Концы шпинделей токарных станков с ЧПУ выполняют по ГОСТ 12595—72 или ГОСТ 12593—72 с цилиндрическим отверстием, конусом Морзе и метрическим конусом. Концы шпинделей фрезерных станков с ЧПУ выполняют по ГОСТ 836—72 (конусность отверстия шпинделя 7:24 по ГОСТ 2701—72). Концы шпинделей сверлильных станков с ЧГ1У выполняют с наружным конусом Морзе по ГОСТ 9953—67, внутренний конус Морзе с конусностью 7: 4 по ГОСТ 2701—72.
На чертежах шпинделей кроме необходимых размеров для их изготовления указываются технические требования.
Изготовляют шпиндели из углеродистой стали 45 (закалке с высоким отпуском до твердости HRC = 24 ÷ 30). Поверхность шпинделя должна обладать высокой твердостью, поэтому применяют сталь 40Х с закалкой шеек токами высокой частоты до твердости HRC = 48 ÷ 60. Применяют также другие легированные стали: хромоалюминиевые стали 40X10 и 35ХМЮА с азотированием (при этом достигается высокая износостойкость); марганцовистые стали 50Г2 с закалкой и отпуском до HRC 28—35. Для шпинделей, работающих в подшипниках скольжения, применяют сталь 20Х с последующей цементацией (на глубину 0,1—1,0 мм), закалкой и отпуском до HRC 56—62.
Выбор материала шпинделей
Шпиндели станков нормальной точности изготавливают из конструкционных сталей марок 45, 40X с поверхностной закалкой наружных и внутренних посадочных поверхностей до твердости НRСэ=48…52.
Шпиндели прецизионных станков, имеющие более сложную форму и работающие в условиях жидкостного трения, изготавливаются из хромоникелевых, цементируемых сталей марок 18ХГТ, 12ХН3А, 20Х с закалкой до твердости НRСэ=56…60.
Для шпинделей станков сложной формы с затрудненным индукционным нагревом используют легированные стали марок 40ХН, 40ХГР, 50Х, ШХ15, ХВГ с объемной закалкой до твердости НRСэ=56…60.
Виды направляющих станка
НАЗНАЧЕНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
Линейные направляющие служат в основном для решения 3 задач:
1) Служить опорой для компонентов станка
2) направлять движущиеся части станка по требуемой траектории с необходимой точностью и минимальным трением.
3) принимать возникающие в процессе работы нагрузки
Направляющие как опора для компонентов станка
Линейные перемещения должны нести на себе вес транспортируемых части станка вдоль траектории перемещения с соблюдением прямолинейности. Например, портал ЧПУ роутера опирается на рельсы и может перемещаться вдоль оси X, соответственно, рельсовые перемещения должны выдерживать вес всего портала и при этом - обеспечивать гладкое перемещение с малым трением. Направляющие иногда сами выступают в роли конструкционных компонентов, т.е. воспринимающих усилия и обеспечивающих жесткость станка - таковы, например, полированные валы, тогда как рельсы крепятся на станину и являются только передатчиком усилий.
Точное прямолинейное движение
Неся на себе вес перемещаемых частей, линейные направляющие должны обеспечить движение с необходимой точностью. Вообще, точность перемещений - основная задача направляющих, и их тип и характеристики оказывают огромноевлияение на точность и повторяемость станка. Направляющие с люфтом, подверженные изгибам или неровные приведут к резкому ухудшению качества обработки, геометрия изделий будет нарушена - вместо круга при фрезеровке получится овал, размеры будут не выдержаны. Выбор и установка направляющих на станине - один из самых ответственных этапов создания портального станка.
[править]Вторичные нагрузки
Помимо веса непосредственно компонентов станка, линейные перемещения также воспринимают и передают на станину возникающие во время работы разнообразные усилия - боковые, крутящие. Например, направляющие оси Y, проходящей по балке портала, несут на себе вес шпиндельной бабки(оси Z), а также воспринимают крутящие усилия, возникающие во время фрезерования.
В зависимости от назначения, компоновки станка, его режимов работы, тот или иной вид направляющих может оказаться оптимальным, а от правильного выбора результат зависит в наивысшей степени - вы можете выбрать ШВП или трапецеидальный винт, и это практически не скажется на результате, тогда как неверно выбранный вид направляющих сделает ваш станок абсолютно бесполезным.
