Основные узлы и механизмы станков. Кинематическая структура станков, страница 18

Пластичные смазочные материалы применяют в шпиндельных узлах при относительно низких частотах вращения, особенно они удобны для шпиндельных узлов, работающих в вертикальном или наклонном положении.

Уплотнения шпиндельных узлов служат для защиты подшипников шпинделя от проникновения в них грязи, пыли и охлаждающей жидкости, а также препятствуют вытеканию смазочного материала из подшипника. В шпиндельных узлах чаще всего применяют различные бесконтактные лабиринтные уплотнения для уменьшения тепловыделений в узле и исключения изнашивания уплотнений. Для надёжной их работы необходимо, чтобы радиальные зазоры в них были не более 0,2-0,3 мм. В уплотнениях размещают полости и каналы для отвода смазочного материала от подшипников. В шпиндельных узлах, работающих в тяжёлых (по загрязнению) условиях, лабиринт заполняют твёрдым смазочным материалом, а при жидком смазочном материале иногда применяют продувку воздуха через уплотнение.

Материалы шпинделей и термообработка. Для шпинделей станков нормальной точности применяют конструкционные стали 45, 50, 40Х с поверхностной закалкой (обычно закалка с нагревом токами высокой частоты) до твёрдости HRC 48-56. Шпиндели сложной формы изготавливают из сталей 50Х, 40ХГР и применяют объёмную закалку до HRC 56-60. Для прецизионных станков в условиях жидкостной смазки применяют низкоуглеродистые стали 20Х, 18ХГТ, 12ХН3А с цементацией и закалкой до твёрдости HRC 56-60. Для слабонагруженных шпинделей высокоточных станков с целью уменьшения внутренних деформаций применяют азотируемые стали 38Х2МЮА, 38ХВФЮА с закалкой до твёрдости HRC 63-68. Для изготовления полых шпинделей большого диаметра иногда применяют серый чугун СЧ 20.

3 Кинематическая структура станков.

кинематический расчёт и настройка приводов

3.5 Основные технические характеристики станков.  Выбор кинематических характеристик

К основным техническим характеристикам станков относятся:

- кинематические характеристики – обеспечиваемые станком скорости резания и подачи;

- силовые характеристики – обеспечиваемые станком усилия и мощность резания;

- класс точности;

- размеры и масса станка.

Остановимся подробнее на кинематических характеристиках.

Скорости рабочих движений определяются по рекомендуемым режимам резания для обработки конкретной детали (в случае специальных станков) или типовых деталей (в случае универсальных станков). На основе анализа вариантов технологических процессов производится выбор предельных скоростей резания (v_min, v_max) и подач (S_min, S_max).

Так, для универсальных станков значения v_min и S_min могут выбираться из режимов обработки легированных сталей и твёрдых чугунов, а v_max и S_max - мягких сталей твёрдосплавным и т.п. инструментом при малых сечениях стружки.

Отношения v_max/v_min=Д_v и S_max/S_min=Д_S называют диапазонами регулирования скорости резания и подачи соответственно.

При выборе пределов скоростей резания и подач учитывают также данные анализа характеристик аналогичных станков отечественных и зарубежных фирм и статистические данные об использовании станков в реальных производственных условиях.

Предельные значения диаметров обрабатываемых заготовок или применяемых режущих инструментов D_min и D_max для проектируемого универсального станка обычно устанавливают на основании анализа характеристик существующих станков того же типоразмера.

Однако в практике эксплуатации станков общего назначения относительно редко встречается обработка заготовок или применение инструментов с предельными диаметрами. Учитывая это, рассматривают диапазон расчётных предельных диаметров d_min и d_max, сокращённых по сравнению с D_min и D_max:  Д_d=d_max/d_min.

Максимальный расчётный диаметр принимают:

- для токарных и сверлильных станков – d_max=(0,75…1)D_max ,

- для фрезерных станков – , где В – ширина стола станка.

Минимальный расчётный диаметр для этих же групп станков – d_min=d_max/(4…8).

Предельные значения частот вращения шпинделя можно определить по формулам:

,    .