Конструкции шпиндельных узлов

Конструктивная форма шпинделя определяется:

1. Требованием к его точности.

2. Условиями работы шпинделя.

3. Способами закрепления в нём инструментов или заготовки.

4. Размещением элементов привода.

5. Типом применяемых опор.

Факторы, определяющие конструкцию шпиндельных узлов:

1. Конфигурация переднего конца шпинделя.

Зависит от способа крепления инструмента или заготовки. Центрование осуществляется конусом Морзе, конусами 7/24 или 1/3.

7º 7' 30''

D

Применение в токарных, токарно-револьверных, токарных многорезцовых станках, шлифовальных и др.

Δ 7 : 24

Фрезерные станки

Сверлильные и D расточные станки Конус Морзе

d Шлифовальные станки D

Δ 1 : 3

2. Конфигурация внутренних поверхностей определяется наличием отверстия для пруткового материала и конструкцией зажимного устройства, встраиваемого в шпиндель.

3. Тип приводного элемента.

Зубчатые передачи просты и компактны, передают большие крутящие моменты, но из-за передачи возмущений на шпиндель их не применяют в прецизионных станках. При применении ременной передачи конструкция усложняется, увеличиваются её размеры, но при этом увеличивается плавность вращения.

Приводные шестерни и шкивы имеют посадки без зазора (предпочтительно на конические поверхности).

4. Методы смазывания.

Существуют следующие основные способы:

а). Погружение (почти не применяют)

б). Разбрызгивание (разбрызгивание от шестерён, масло подаётся в подшипники непосредственно)

в). Капельное (подшипники шпинделя смазываются независимо от других элементов привода. Масло подаётся от 1 до 100 г/час)

г). Масляный туман (применяют сжатый воздух для образования масляного тумана)

д). Под давлением (применение при высоких частотах вращения; масло под давлением сливается через сопла в зазор между сепаратором и кольцом подшипника)

е). Циркуляционное (создаётся поток масла через подшипник).

Для защиты подшипников от грязи, пыли, а также от вытекания смазочного материала применяют манжетное армированное уплотнение с пружиной из резины или кожи, или лабиринтное уплотнение. 5. Материалы шпинделей и термообработка.

Для шпинделей станков нормальной точности применяют конструкционные стали 45, 50, 40Х с поверхностной закалкой HRC_э 50 – 60. Для прецизионных станков в условиях жидкостной смазки применяют, стали 20Х, 18ХГТ с цементацией и закалкой HRC_э 56 – 60. Для изготовления полых шпинделей большого диаметра иногда применяют СЧ20.