Также обстоит дело и с конфигурацией шпиндельного отверстия, если таковое должно иметься в шпинделе. К примеру, шпиндели универсальных токарных станков имеют сквозное отверстие, назначение которого – позволить выбить из шпинделя центр с помощью какого-либо стержня, а также, если на станке возможна обработка пруткового материала, – пропустить свободную часть прутка. Для установки центра передняя часть отверстия выполнялась в своё время конической, но в современных токарных станках она является цилиндрической с диаметром большим, чем диаметр остальной части отверстия. При необходимости использования центра он устанавливается через переходную втулку. Для установки инструмента на сверлильных и расточных станках в шпинделях выполняется глухое коническое отверстие. С помощью этих отверстий обеспечивается совмещение осей шпинделя и инструмента, т.е. центрирование.
Параметры конусов отверстий и хвостовиков инструментов и приспособлений стандартизованы, при этом для токарных, сверлильных и расточных станков применяются обычно т.н. конуса Морзе (для меньших диаметров) и метрические (для больших), имеющие конусность примерно 1:20 и являющиеся самотормозящими, для фрезерных – конуса с конусностью 7:24.
В шпинделях фрезерных станков отверстие является сквозным, через него пропускается специальный болт ("шомпол") для закрепления инструмента в шпинделе. Для передачи крутящего момента фрезе на фланце переднего конца шпинделя выполняется диаметральный паз, в котором закрепляются торцевые шпонки.
Для установки и центрирования шлифовального круга на переднем конце шпинделя выполняется наружный конус с конусностью 1:3, передача крутящего момента обеспечивается сегментной шпонкой, а закрепление круга на шпинделе осуществляется с помощью гайки, наворачиваемой на резьбовой выступ шпинделя (или винта, вворачиваемого в резьбовое отверстие на торце шпинделя).
Конфигурация внутренних поверхностей шпинделей станков с ЧПУ и прутковых станков определяется конструкцией зажимного устройства, встраиваемого в шпиндель.
Главные размеры шпиндельного узла (диаметр шейки шпинделя под передней опорой и расстояние между опорами) выбирают из расчёта шпинделя на жёсткость. Величину вылета шпинделя определяют по стандартным размерам его переднего конца и размерам уплотнений.
Тип приводного элемента зависит, в первую очередь, от частоты вращения шпинделя, величины передаваемой силы, требований к плавности вращения, а также от общей компоновки привода. Зубчатые передачи наиболее просты и компактны, передают большие крутящие моменты, однако из-за погрешностей и передачи возмущений на шпиндель (работа зубчатых передач сопровождается скольжением по рабочим поверхностям и ударами) их обычно не применяют в прецизионных станках, а также при высоких частотах вращения. Предел по окружной скорости для непосредственно зубчатых передач составляет 30 м/с. При применении ременной передачи конструкция усложняется, увеличиваются её размеры, особенно если шкив устанавливают на самостоятельные опоры для разгрузки шпинделя. Однако при этом существенно повышается плавность вращения, уменьшаются динамические нагрузки в приводе станков с прерывистым характером процесса резания. Ременные передачи применяются при окружных скоростях ремня до 100 м/с. Приводные шестерни и шкивы должны иметь посадки без зазора (предпочтительно на конические поверхности) и быть расположены ближе к опорам. Шпиндель может быть соединён с последним валом коробки скоростей муфтой. При этом исключается изгибная деформация шпинделя от приводного элемента.
Для привода скоростных шпинделей, например шлифовальных станков, часто применяют высокочастотные асинхронные электрошпиндели с короткозамкнутым ротором, несущие шлифовальный круг. В станках с исключительно высокими требованиями к шероховатости обработки для полного исключения передачи возмущений на шпиндель применяют инерционный привод, когда после разгона шпиндель с маховиком отключают от привода и обработку проводят при его свободном выбеге.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.