Технологический процесс обработки шпинделей

Для шпинделей

Материал и способы получения заготовок

Выбор материала для шпинделя определяется типом станка и условиями работы шпинделя. Шпиндели, работающие на опорах скольжения, должны обладать не только высокими проч­ностью и жесткостью, но и высокой изно-состойкостью.

В настоящее время для шпинделей токарных станков, работа­ющих в обычных условиях, применяют высокопрочный (магние­вый) чугун, по проч-ности не уступающий стали. Для изготовления пустотелых шпинделей неко-торых тяжелых станков используют поковки из серого чугуна СЧ 15, СЧ 21 и модифицированного чугуна (значительно реже стальные отливки).

В зависимости от серийности в качестве заготовок для шпин­делей при-меняют поковки, реже стальные отливки, прутковый материал и трубы. Заготовки чугунных полых шпинделей полу­чают центробежным литьем в металлические формы.

Заготовки для единичного и мелкосерийного производства обычно изготовливают из проката или из поковок, полученных свободной ковкой. В этом случае получают заготовки при очень низком коэффициенте исполь-зования металла (0,2... 0,4) с боль­шими и неравномерно расположенными по отдельным поверхно­стям припусками, что затрудняет их обработку на настрсенных станках. Таким методом получают обычно стальные шпиндели и пиноли задних бабок для тяжелых станков.

В производстве с более крупными сериями выпуска заготовки стальных шпинделей целесообразно изготовлять горячей высад­кой на горизонтально-ковочных машинах или ковкой на ротационно-ковочных машинах. В первом случае расход металла по сравнению со свободной ковкой сокращается на 20 % и коэф­фициент использования металла для шпинделя токарного станка со ставляет 0,5; во втором случае коэффициент использования по­вышается до 0,8 и значительно снижается трудоемкость обра­ботки.

В зависимости от назначения различают шпиндели:

полые, имеющие сквозное осевое отверстие, которое на одном или на обоих концах переходит в точное цилиндрическое или конусное;

имеющие несквозное точное цилиндрическое или кони­ческое отверстие;

сплошные без осевого отверстия.

Более распространена первая группа шпинделей для наиболь­шего числа типоразмеров станков, они же отличаются наибольшей сложностью изготовления.

Все заготовки шпинделей, полученные ковкой или штампов­кой, перед механической обработкой подвергают термической об­работке (нормализа-ции, улучшению), так как после снятия с по­верхности шпинделя слоя металла может произойти значительное перераспределение внутренних напряжений, а это повлечет за собой значительные, деформации шпинделя не только после по­следующей обработки опорных шеек, но и в процессе его эксплуа­тации. Избежать этого можно правильным выбором материала и термической обработкой заготовки, а также созданием наиболее технологичной конструкции шпинделя и выбором правильного технологического процесса с разделением обработки на черновую и отделочную.

Основными базами шпинделя являются его опорные шейки, но так как использовать их в качестве технологических баз на большинстве операций невозможно, при обработке наруж­ных поверхностей технологическими база-ми служат поверхности центровых отверстий. При обработке же централь-ного отверстия в шпинделях первых двух групп в качестве технологической базы используют его основные базы – опорные шейки.

Чистовую и отделочную обработки опорных шеек и соосных с ними наружных поверхностей шпинделей с осевым отверстием производят на спе-циальных пробках (рис. 23.7) или оправках с зацентрованными отверстиями. Пробки вставляют в расточенные с обеих сторон цилиндрические или кони-ческие отверстия шпин­деля. которые служат технологическими базами. Пробки, входя­щие дополнительным звеном в технологическую размерную цепь при смене их на различных операциях, могут дать существенные пог-решности установки, которые повлияют на положение испол­нительной по-верхности центрального отверстия относительно поверхности опорных шеек. Чтобы уменьшить это влияние по­грешности на конечную точность шпин-деля, чистовые и отделочные операции обработки наружных поверхностей следует выполнять на одних и тех же пробках, вставленных в шпиндель, без их смены. Это потребует большого числа пробок, но зато повышгется точ-ность обработки.

Пробка

Bui К  

Рис. 23.7. Пробка для обработки шпинделя в центрах

В табл. 23.1 приведен технологический маршрут обработки шпинделя токарного станка 16К20 (см. рис 23.8) в условиях се­рийного производства.

	Сверлильная зенкеровать отверстие под конус Морзе 6 на l = 210 мм	Поверхности наиболее уда­ленных шеек	Вертикально-сверлиль-ный станок 2А150 приспособление
	Токарная: подрезать торец в размер 14±0,05, расточить конус Морзе6 под шлифование (по калибру, не доходя до риски 10— 12 мм), расточить технологический конус Мор­зе 6 с обратной стороны с припуском 0,5 мм на диаметр; подрезать торец П, обточить фаски	Поверхности наружных шеек	Станок МК-6023, патрон пнев­матический, люнет
	Агрегатная: сверлить четыре отверстия диаметром 23 мм, сверлить и нарезать резьбу М20-7Н и М8-7Н, сверлить, зенкеровать и раз­вернуть отверстие диаметром 19Н8, сверлить отверстие диаметром 6,1 на глубину 6,3^+0'^5	То же	Станок восьмипозиционный агрегатно-сверлиль-ный 10А471
	Токарная: обточить все шейки до фланца с припуском 0,7^+0,1 мм на диаметр	Поверхности центровых от­верстий пробок, вставленных в конусные отверстия шпин­деля	Токарно-копировальный по­луавтомат 16К20М, пробки, резец Т14К8
	Шлицефрезерная:фрезеровать шлицы D12X85X90D с припуском 0,25 мм на сто­рону по ширине шлица	То же	Станок шлицефрезерный 5350А, поводок, люнет
	Слесарная: зачистить заусенцы, промыть	—	—
	Термическая: закалить шейки диаметром 80_„ 005 и 80~®^з на 1— 40 мм, диаметром 85612 на /= 15 мм, шлицы диаметром 98, 425 и 108А7, наружный и внутренний конус, то­рец Г	> _	ТВЧ Л1.2... 2,2 HRC 45... 55

	Шлифовальная: шлифовать кон>с 7°07' 30" на пробках предварительно с припуском 0,1 мм на диаметр, торец Г — с припуском 0,1 мм; биение торца и конуса относительно оси 0,01 мм	Поверхности центровых от­верстий пробок, вставленных в конусные отверстия шпин­деля	Круглошлифовальный ста­нок ЗТ161Н29, пробки
	Токарная: обточить окончательно поверх­ности диаметров 80f9, 170b12, 80b12, 95f9; остальные шейки до фланца — с припуском 0,3... 0,02; подрезать торец диаметром 5-0,03. канавки, фаски; нарезать прямоугольную резьбу		Станок токарный МК6722 с ЧПУ пробки, вращающийся центр
	Внутришлифовальная: шлифовать технологи­ческий конус Морзе 6 окончательно	Поверхности опорных шеек	Станок СШ-148, люнет гидро­статический, поводок
	Внутришлифовальная: шлифовать конус Мор­зе 6 с головной части предварительно по ка­либру, не доходя до риски 6 мм и торец шпин­деля в размер 14-0,2	То же	То же
	Токарная: обточить фаску 1,5X45° на кону­се 7° 07' 30"; править канавки, зачистить острые кромки по ниткам резьб, зачистить верх резьбы	Поверхности центровых от­верстий пробок, вставленных в конусные отверстия шпин­деля	Станок 16К20, пробки
	Круглошлифовальная: шлифовать наружные поверхности диаметров 90D, 75-0 03, 80-о,оо5. 98,425 с припуском под окончатель­ную шлифовку, а поверхности диаметром 85b12, 108h7, 170b12— окончательно	То же	Станок ХШ1-32, пробки

	Шлифовальная: шлифовать шлицы D12 х 85 х90Dдвумя кругами одновременно	Поверхности центровых от­верстий пробок, вставленных в конусные отверстия шпин­деля	Станок 3451Б, пробки
	Круглошлифовальная: шлифовать оконча­тельно поверхности диаметров ,80-0,105;	То же	Станок ЗМ152М, пробки
	Круглошлифовальная' шлифовать конус 7° 07' 30" и торец Г окончательно в размере 25^+1.0 и 14-0,2	То же	Станок ХШ4-11-ПН12, пробки
	Круглошлифовальная: шлифовать торец Р, торец Д с биением не более 0,03, торец П, вну­тренний торец фланца диаметром 170b12	То же	Станок ХШ4-11 ПН15, пробки
	Круглошлифовальная: шлифовать поверх­ность диаметром 90D окончательно (биение не более 0,005 мм)	То же	Станок ЗМ152В, пробки
	Внутришлифовальная: шлифовать ко-нус Морзе 6 предварительно и окончательно; конусообразность проверить по краске, слой не более 0,0015 мм; длина нестертых участков закрашенной поверхности не более 10 мм	Опорные шейки шпинделя	Станок СШ-37, люнет гидро­статический
	Слесарная: калибровать, проверить резьбы, протереть	—	—
	Контрольная		—

23.5 ИЗГОТОВЛЕНИЕ ХОДОВЫХ ВИНТОВ

Дата добавления: 2014-01-07