Рекомендуемые для шпинделей марки стали и методы упрочнения

 

Принадлежность шпинделя к группе станков	Марка стали	Метод упрочнения
Токарные и шлифовальные (шпиндель изделия) классов точности: – Н, П     – П, В, А	40Х, 50Х 45   40Х, 40ХФА 30Х3МФ 38Х2МЮА 18ХГТ	Объемная закалка Поверхностная закалка с индукционным нагревом Азотирование Азотирование   Цементация с последующей объемной закалкой
Фрезерные с ручной установкой инструмента классов точности: – Н, П, В   – Н, П     Станки с механической установкой инструмента классов точности П, В: – легкие   – средние и тяжелые	20Х, 18ХГТ   58 (55ПП)     18 ХГТ   30Х3МФ, 38Х2МЮА 25ХГТ   20Х3МВФ	Цементация с последующей объемной закалкой Объемная закалка передней части шпинделя и закалка индукционным нагревом хвостовой части     Цементация с последующей объемной закалкой Азотирование   Цементация с последующей объемной закалкой Азотирование
Сверлильные классов точности Н, П	50Х, 40Х	Объемная закалка передней части шпинделя и закалка с индукционным нагревом хвостовика

Для изготовления полых шпинделей большого диаметра иногда применяют серый чугун СЧ20.

На рис. 5.3 представлены рекомендуемые компоновочные схемы шпиндельных узлов, расположенных по мере возрастания параметра d n.

 

Увеличение быстроходности   Уменьшение быстроходности и виброустойчивости		I. Низкоскоростные
	1		d n < 100000¸140000 мм × мин^-1
	2		d n < 150000¸180000 мм × мин^-1
	3		d n < 160000¸250000 мм × мин^-1
		II. Среднескоростные
	4		d n < 250000¸350000 мм × мин^-1
	5		d n < 300000¸450000 мм × мин^-1
	6		d n < 400000¸500000 мм × мин^-1
		III. Высокоскоростные
	7		d n < 500000¸600000 мм × мин^-1
	8		d n < 600000¸800000 мм × мин^-1
	9		d n < 700000¸1000000 мм × мин^-1
	10		d n < 1000000¸1500000 мм × мин^-1

Рис. 5.3. Компоновочные схемы шпиндельных узлов

 

Все компоновочные схемы разбиты на три группы. Низкоскоростные обладают наибольшей радиальной и осевой жесткостью. Их рекомендуется применять в тяжело нагруженных фрезерных, токарных, сверлильных станках. Схема 1 выполнена на игольчатых подшипниках, имеет наибольшую радиальную и осевую жесткости, но при этом она самая низкоскоростная.

Для шпиндельных узлов, выполненных на радиально-упорных шарикоподшипниках из керамических материалов и системой принудительного охлаждения корпуса и шпинделя, параметр d n повышается до 30%-40%.

Более точное значение параметра d n зависит от выбранного типа системы смазки, класса точности подшипников, радиального зазора-натяга роликоподшипников, предварительного натяга шарикоподшипников, количества подшипников в опоре, серии подшипников и их предельной частоты вращения, указанной в справочнике.

На рис. 5.4 показана конструкция шпиндельного узла, соответствующая компоновке 2 (см. рис. 5.3).

 

 

Рис. 5.4. Конструкция низкоскоростного шпиндельного узла

 

Конструкция шпиндельного узла, выполненная по компоновке 3, представлена на рис. 5.5.

 

 

Рис. 5.5. Конструкция шпиндельного узла на роликовом подшипнике