Обороты шпинделя токарного станка по металлу

Обороты шпинделя токарного станка по металлу

какие обороты должны быть на токарном станке по металлу — предназначен для производства тел вращения точением. Предназначен для индивидуального применения

Главное преимущество токарного станка: Наличие металлических шестерней обладающих высоким ресурсом и повышенной износостойкостью, а наличие клиновидного ремня позволит избежать повреждения двигателя при превышении нагрузки на шпиндель.

На станке установлено электронное бесступенчатое управление числом оборотов шпинделя. Данные о количестве оборотов шпинделя отображаются на цифровом дисплее на корпусе станка

Шпонка на креплении лимба поперечной подачи гарантирует отсутсвие непроизвольного поворота маховика и минимазацию риска изменения размера детали в процессе ее обработки.

Рекордная в своем классе ширина чугунной станины — 100 мм, что значительно увеличивает жесткость работы станка и положительно влияет на точность обработки.

Направляющие станка прошли процедуру шабрения, что существенно повышает точность обработки на токарном станке.

Наличие 6 тавотниц на суппорте токарного станка, позволяет оперативно обслуживать и смазывать суппорт, избежать износа направляющих и довльствоваться комфортной работой и плавным перемещением рукоятки.

Наличие шкалы для определения угла поворота резцедержателя.

Функционал точения конуса с поворотом каретки верхнего суппорта.

В стандартной комплектации поставлеяется быстрозажимной трехкулачковый патрон 100мм, с тавотницей на торцевой поверхности которая позволяет оперативно смазывать кулачки в труднодоступных местах.

Телескопическая защита ходового винта от стружки эффективно защищает ходовой винт от износа.

Лимб поперечной подачи – 0,05 мм

Лимб тонкой продольной подачи 0.02 мм

Лимб продольной подачи 0.25 мм

Направляющие станка прошли закалку ТВЧ (48-52 HRC) и шлифовку, что способствует повышению уровня надежности и точности обработки детали.

Для ослабления задней бабки с целью установки глубины сверления и закрепления длинных заготовок в центрах станок оснащен быстрозажимным рычагом.

Вылет пиноли задней бабки 60 мм, шкала до 50 мм.

На шпиндельной бабке станка изображены таблицы:

  1. 1. Таблица расположения зубчатых колес гитары
  2. 2. Таблица порядка выбора нарезания метрических резьб
  3. 3. Таблица дюймовых резьб

Технические характеристики

Электропитание:
Metal Master MML 1830V
Двигатель Коллекторный постоянного тока
600 Вт 220 В

Нормы точности настольных токарно-винторезных станков:

Измеряемая величина Схема измерения Предельное значение
Радиальное и торцевое биение шпинделя А: 0,009 мм
В: 0,01 мм
Радиальное биение присоединительной поверхности шпинделя 0,009 мм
Радиальное биение оправки, установленной во внутренний конус шпинделя А: 0,015 мм
В: 0,03 мм
Параллельность пиноли задней бабки А: 0,025 / 50 мм
В: 0,015 / 50 мм
Биение оправки, установленной в центрах шпинделя и задней бабки А: 0,03 мм
В: 0,03 мм
Параллельность шпинделя А: 0,03 / 250 мм
В: 0,03 / 250 мм
Параллельность перемещения верхней каретки суппорта оси шпинделя 0,04 / 75 мм
Радиальное биение токарного патрона 0,04 мм
Радиальное биение измерительной оправки. закрепленной в токарном патроне:

Видео какие обороты должны быть на токарном станке по металлу аналог в Москве

Токарный станок по металлу Metal Master MML 1830V

Подготовка к работе настольного токарного станка Metal Master MML

Проверка твердости направляющих станины токарного станка Metal Master MML 1830V

Как пользоваться таблицей токарного станка Metal Master MML 1830V

Видео о компании Metal Master

Экскурсия по заводу Metal Master в Китае

Презентация компании Metal Master на выставке металлобработка

Презентация компании Metal Master на выставке мосбилд

Сюжет о компании Metal Master на телеканале Russia Today

Как мы делаем ручные листогибы Metal Master LBM

Спасибо! Ваша заявка отправлена, мы перезвоним Вам в рабочее время.

Расчет режимов резания при точении на токарных станках — объясняем суть

Точение – один из многофункциональных методов обработки деталей разного типа. Он используется для чистовой и черновой работы с изделиями в процессе выполнения их ремонта или изготовления. Внимательный подход к подбору режимов резанья обеспечивает существенное повышение продуктивности данного процесса.

Что это такое

Под режимом резания чаще всего подразумевают характеристики, которые находят расчетным путем. Это глубина, скорость и подача. Данные величины являются очень важными. Без них качественно выточить любую деталь просто невозможно.

При расчете режимов работы учитывают и другие характеристики производимых рабочих манипуляций:

  • допустимые припуски;
  • вес заготовок;
  • частота вращения шпинделя станка.

При необходимости учитываются много других характеристик тех элементов, которые влияют на процесс обработки деталей.

Ключевые моменты изготовления

Существует ряд хитростей, которых необходимо придерживаться во время работы на токарном станке:

  • фиксация заготовки в шпиндель;
  • точение с помощью резца необходимой формы и размера. Материалом для металлорежущих основ служит сталь или иные твердосплавные кромки;
  • снятие ненужных шаров происходит за счет разных оборотов вращения резцов суппорта и непосредственно самой заготовки. Иными словами, создается дисбаланс скоростей между режущими поверхностями. Второстепенную роль играет твердость поверхности;
  • применение одной из нескольких технологий: продольная, поперечная, совмещение обеих, применение одной из них.

Схема расчетов

Перед выполнением расчетов операции резания необходимо определить, какой тип режущего инструмента будет использоваться в данном случае. При токарной или абразивной обработке хрупких материалов выбирают оснащение с минимальными показателями. Следует не забывать, что во время работы деталь обычно довольно сильно нагревается. Если скорость обработки будет очень высокая, она может деформироваться, что приведет к ее непригодности.

Процесс резания металла

Обязательно учитывается, какая обработка будет осуществляться – чистовая или черновая. В первом случае подбирают рабочие параметры, которые обеспечат максимальную точность. Специалисты обращают внимание и на толщину срезаемого слоя. В зависимости от данной характеристики выбирается количество проходок для выполнения обрезки на специальном оборудовании.

Глубина

Глубина является одним из важнейших параметров для обеспечения качества изготовленных заготовок. Она определяет толщину срезаемого слоя за одну проходку. При выполнении подрезки торца за глубину принимают диаметр детали.

Учитывается количество проходов, что определяется припусками на обработку:

Изменение обрабатываемого диаметра

  • 60% на черновую;
  • 20–30% на получистовую;
  • 10–20% на чистовую.

Для определения глубины обрезки цилиндрических заготовок используется следующая формула:

k=(D-d)/2, где к – глубина обрезки, D – первоначальный диаметр, d – получаемый диаметр.

При определении режимов резания при работе с плоскими деталями вместо диаметров используют длину. Принято считать, что при черновой обработке глубина должна составлять больше 2 мм, получистовой – 1–2 мм, чистовой – меньше 1 мм. Данный параметр зависит от требований к качеству деталей. Чем меньше класс точности, тем больше проходов необходимо выполнить для достижения необходимых свойств изделий.

Схема черновой обработки металла

Подача

Пример построения траектории движения резца

Под подачей подразумевают величину перемещения резца за один оборот заготовки. При выполнении черновой обработки данный параметр может иметь максимально возможные значения. На завершительном этапе работ значение подачи определяется с учетом квалитета шероховатости. Данная характеристика зависит от глубины обрезки и габаритов заготовки. Чем меньше размеры, тем она ниже. При большой толщине срезаемого слоя выбираются минимальные параметры подачи.

Чтобы облегчить работу специалистам, разработаны специальные таблицы. Там указаны значения подачи при разных условиях режима резанья. Для выполнения точных расчетов иногда необходимо знать размер державки резца.

Если резанье выполняется с существенными ударными нагрузками, значения с таблицы необходимо умножать на коэффициент 0,85. При работе с жаропрочной конструкционной сталью подача не должна быть больше 1 мм/об.

Подачи при черновом наружном точении

Скорость

Скорость резания – это один из важнейших показателей, который определяется на этапе расчетов перед выполнением основных работ. Ее значения зависят от проводимых операций. Обычно отрезание торцов происходит при максимально возможной скорости. Сверление или точение имеют совсем иные требования к данному рабочему параметру. Поэтому для качественного выполнения поставленных задач необходимо знать следующее:

Таблица для расчета режимов резания

  • тип выполняемой слесарной операции;
  • вид применяемого токарного инструмента;
  • материал, из которого изготовлена заготовка.

При традиционной токарной обработке скорость определяется путем умножения диаметра заготовки на количество ее оборотов за минуту и на π. Полученное значение необходимо разделить на 1000. Также скорость резанья можно определить, используя стандартные таблицы для режимов резанья.

Проверка выбранных рабочих характеристик

Когда глубина, подача и скорость определены, их необходимо проверить. Полученные рабочие параметры не должны быть больше нормативных значений, которые указаны в паспорте эксплуатируемого токарного станка.

Обязательно необходимо определить мощность оборудования. Для этого силу обрезки умножают на ее скорость и делят на 1000. Полученное значение сравнивают с тем, что указано в паспорте станка. Если рассчитанные по формулам параметры больше, необходимо корректировать глубину, подачу и скорость, чтобы избежать повреждения оборудования и инструментов.

Выбор материала резца при токарной обработке

Виды токарных станков

Под каждую конкретную деталь используется тот или иной агрегат:

  • винторезно-токарные: группа станков, пользующихся наибольшей востребованностью при изготовлении цилиндрических деталей из черных и цветных металлов;
  • карусельно-токарные: виды агрегатов, применяемых для вытачивания деталей. Особенно больших диаметров из металлических заготовок;
  • лоботокарный станок: позволяет вытачивать детали цилиндрической и конической форм при нестандартных габаритах заготовки;
  • револьверно-токарная группа: изготовление детали, заготовка которой представлена в виде калиброванного прудка;
  • ЧПУ – числовое программное управление: новый вид оборудования, позволяющий с максимальной точностью обрабатывать различные материалы. Достичь подобного специалисты могут с помощью компьютерной регулировки технических параметров. Точение происходит с точностью до микронных долей миллиметра, что невозможно увидеть или проверить невооруженным глазом.

Скорость резания и ее расчет

Одним из наиболее важных показателей является скорость. Ее величина непосредственно зависит от выполняемых работ. На максимальных оборотах осуществляется обрезка торцов заготовок. Точение или сверление имеют другие требования к этому параметру.

Чтобы выбрать оптимальное значение скорости и сделать качественную обработку детали, следует учитывать:

  • тип токарного инструмента;
  • вид операции;
  • материал заготовки.

Скорость резания для традиционных методов воздействия на детали можно определить, руководствуясь соответствующими таблицами из справочников. Но в условиях производства далеко не всегда целесообразно прибегать к такому варианту. Гораздо быстрее величину этого параметра вычислить по несложной формуле:

V – искомая скорость, м/мин;

D – максимальная величина диаметра используемой заготовки, мм;

n – количество оборотов детали за одну минуту, соответствующее частоте вращения шпинделя станка;

π – константа, равная 3,141526.

Отсюда видно, что скорость обработки прямо пропорциональна диаметру исходной заготовки. А чем он меньше, тем больше должна быть частота вращения.

При выборе и назначении того или иного режима работы токарного станка следует обязательно учитывать твердость резцов и материала детали. Например, при обработке твердосплавными резцами рекомендованное значение должно находиться в диапазоне 100–200 м/мин.

При известной величине из вышеуказанной формулы легко можно вычислить необходимую частоту резания.

Глубина обработки подбирается с учетом мощности привода и материала режущего инструмента. При появлении в процессе работы паразитных вибраций следует снизить скорость подачи резака.

Какой режущий инструмент использовать

Изготовление деталей на подобных станках осуществляется при помощи специальных токарных резцов. Они должны обеспечивать следующее:

Виды и назначения токарных резцов

  • качественную обработку деталей с получением нужной формы и размеров;
  • достижение высокого качества обрабатываемой поверхности;
  • высокую производительность при минимальных энергетических затратах;
  • технологичность в изготовлении;
  • ремонтоспособность;
  • минимальный расход дорогих материалов для их изготовления.

Токарные резцы классифицируют по разным параметрам. По виду производимых работ они могут быть отрезными, проходными, фасонными, подрезными и т. д. Резцы изготовляются из различных материалов – алмазов, вольфрама, титан-вольфрама и других. В зависимости от конструктивного исполнения данные инструменты бывают цельными, сборными и комбинированными.

Выбор конкретного типа инструмента осуществляется с учетом режимов проводимых рабочих операций, твердости заготовки, геометрических параметров режущей части и других характеристик.

Видео по теме: Токарная обработка металла

Дополнительные материалы

Во время изготовления, большинство специалистов руководствуются в качестве дополнительного пособия, приведенными ниже показателями. Таблица коэффициента прочности:

от 250 до 350, но часто встречается и выше в зависимости от качества заготовки

Режимы резания при токарной обработке: описание, особенности выбора и технология

Для того чтобы обычную заготовку превратить в подходящую деталь для механизма, используют токарные, фрезерные, шлифовальные и прочие станки. Если фрезерные необходимы для изготовления более сложных деталей, например, зубчатых колес, нарезания шлицов, то токарные применяются для создания более простых деталей и придания им необходимой формы (конус, цилиндр, сфера). Режимы резания при токарной обработке очень важны, поскольку, например, для ломкого металла необходимо использовать меньшую скорость вращения шпинделя, чем для прочного.

Особенности токарной обработки

Для того чтобы выточить определённую деталь на токарном станке, как правило, используют резцы. Они бывают самых различных модификаций и классифицируются по виду обработки, направлению подачи и форме головки. Кроме того, резцы выполняются из различных материалов: легированная сталь, углеродистая, инструментальная, быстрорежущая, вольфрам, твердый сплав.

Выбор того или иного зависит от материала обрабатываемой детали, её формы и способа обтачивания. Режимы резания при токарной обработке обязательно учитывают эти все нюансы. При точении обрабатываемая деталь закрепляется в шпинделе, он выполняет главные вращательные движения. В суппорте устанавливается инструмент для обработки, и движения подачи совершаются непосредственно им. В зависимости от используемого станка можно обрабатывать как очень мелкие детали, так и крупные.

Основные элементы

Какие элементы режимов резания при токарной обработке могут быть использованы? Несмотря на то что точение – это не всегда очень легкая операция, основные его элементы – это скорость, подача, глубина, ширина и толщина. Все эти показатели зависят в первую очередь от материала обрабатываемой детали и размера. Для очень маленьких деталей, например, скорость резания выбирают наименьшую, поскольку даже 0,05 миллиметров, которые случайно срезали, могут привести к браку всей детали.

Кроме того, очень важными показателями, от которых зависит выбор режимов резания при токарной обработке, являются этапы, на которых она производится. Рассмотрим основные элементы и этапы металлорезания более детально.

Черновая, получистовая и чистовая обработка

Превращение заготовки в необходимую деталь – сложный и трудоемкий процесс. Он делится на определенные этапы: черновую, получистовую и чистовую обработку. Если деталь несложная, то промежуточный (получистовой) этап, как правило, не учитывается. На первом этапе (черновом) деталям придают необходимую форму и примерные размеры. При этом обязательно оставляют припуски на последующие этапы. Например, дана заготовка: D=70 мм и L= 115 мм. Из неё необходимо выточить деталь, первым размером которой будет D1 = 65 мм, L1 = 80 мм, а вторым – D2 = 40 мм, L2 = 20 мм.

Черновая обработка будет заключаться в следующем:

  1. Подрезать торец на 14 мм.
  2. Проточить диаметр по всей длине на 66 мм
  3. Проточить второй диаметр D2 = 41 мм на длину 20 мм.

На этом этапе мы видим, что деталь была обработана не полностью, но максимально приближена к её форме и размеру. А припуск на общую длину и на каждый из диаметров составил по 1 мм.

Чистовая обработка данной детали будет заключаться в следующем:

  1. Выполнить чистовое подрезание торца с необходимой шероховатостью.
  2. Проточить по длине 80 мм в диаметр 65 мм.
  3. Выполнить чистовое точение по длине 20 мм в диаметр 40 мм.

Как мы видим, чистовая обработка требует максимальной точности, по этой причине и скорость резания в ней будет меньше.

С чего начать расчет

Для того чтобы рассчитать режим резания, в первую очередь необходимо выбрать материал резца. Он будет зависеть от материала обрабатываемой детали, вида и этапа обработки. Кроме того, более практичными считаются резцы, в которых режущая часть съёмная. Иными словами, необходимо подобрать лишь материал режущей кромки и закрепить её в режущий инструмент. Самым выгодным режимом считается тот, при котором затраты на изготавливаемую деталь будут наименьшими. Соответственно, если выбрать не тот режущий инструмент, он, скорее всего, сломается, а это принесет убытки. Так как же определить необходимый инструмент и режимы резания при токарной обработке? Таблица, представленная ниже, поможет выбрать оптимальный резец.

Толщина срезаемого слоя

Как уже говорилось ранее, каждый из этапов обработки требует той или иной точности. Очень важными эти показатели являются именно при вычислении толщины срезаемого слоя. Режимы резания при токарной обработке гарантируют подбор самых оптимальных значений для вытачивания деталей. Если же ними пренебречь и не выполнить расчет, то можно сломать как режущий инструмент, так и саму деталь.

Итак, в первую очередь необходимо выбрать толщину срезаемого слоя. Когда резец проходит по металлу, он срезает определенную его часть. Толщина или глубина резания (t) – это расстояние, которое будет снимать резец за один проход. Важно учитывать, что для каждой последующей обработки необходимо выполнять расчет режима резания. Например, следует выполнить наружное точение детали D = 33,5 мм на диаметр D1=30,2 мм и внутренне растачивание отверстия d = 3,2 мм на d2 = 2 мм.

Для каждой из операций расчет режимов резания при токарной обработке будет индивидуальным. Для того чтобы рассчитать глубину резания, необходимо из диаметра после обработки вычесть диаметр заготовки и разделить на два. На нашем примере получится:

t = (33,5 — 30,2) / 2 = 1,65 мм

Если диаметры имеют слишком большую разницу, например 40 мм, то, как правило, её необходимо разделить на 2, и полученное число будет количеством проходов, а глубина будет соответствовать двум миллиметрам. При черновом точении можно выбирать глубину резания от 1 до 3 мм, а при чистовом – от 0,5 до 1 мм. Если же выполняется подрезание торцевой поверхности, то толщина снимаемого материала и будет глубиной резания.

Назначение величины подачи

Расчет режимов резания при токарной обработке невозможно представить без величины перемещения режущего инструмента за один оборот детали – подачи (S). Её выбор зависит от требуемой шероховатости и степени точности обрабатываемой детали, если это чистовая обработка. При черновой допустимо использовать максимальную подачу, исходя из прочности материала и жесткости её установки. Выбрать необходимую подачу можно при помощи таблицы ниже.

После того как S была выбрана, её необходимо уточнить в паспорте станка.

Скорость резания

Очень важными значениями, влияющими на режимы резания при токарной обработке, являются скорость резания (v) и частота вращения шпинделя (n). Для того чтобы вычислить первую величину используют формулу:

V = (π х D х n) / 1000,

где π – число Пи равное 3,12;

D – максимальный диаметр детали;

n – частота вращения шпинделя.

Если последняя величина остается неизменной, то скорость вращения будет тем больше, чем больше диаметр заготовки. Данная формула подходит, если известна скорость вращения шпинделя, в противном случае необходимо использовать формулу:

где t и S – уже рассчитанная глубина резания и подача, а Cv, Kv, T – коэффициенты, зависящие от механических свойств и структуры материала. Их значения можно взять в таблицах режимов резания.

Калькулятор режимов резания

Кто же может помочь выполнить расчет режимов резания при токарной обработке? Онлайн-программы на многих интернет-ресурсах справляются с данной задачей не хуже человека.

Существует возможность использовать утилиты как на стационарном компьютере, так и на телефоне. Они очень удобные и не требуют особых навыков. В поля необходимо ввести требуемые значения: подачу, глубину резания, материал заготовки и режущего инструмента, а также все необходимые размеры. Это позволит получить комплексный и быстрый расчет всех необходимых данных.

Как рассчитать режимы резания при токарной обработке: примеры расчетов, таблица

Значительная часть промышленности – изготовление деталей при помощи металлорежущих агрегатов. За несколько десятилетий технологии сильно видоизменились, но суть остается прежней: снимаются лишние слои до получения элемента с заданными параметрами. Давайте вместе рассмотрим, как рассчитать режимы оптимального резания при грамотной токарной обработке на станке по таблицам.

Ключевые моменты процесса

Для работы подойдут следующие материалы: металлы, пластики, дерево, минералы. Конечно, для каждого конкретного случая требуется особый инструмент и технологические приемы. Если труд с относительно мягкими из них (пластмасса, алюминий, бронза) обычно не вызывает сложностей, то высоколегированные стали требуют строгого контроля качества заточки. В противном случае происходит быстрый износ режущей кромки. Для увеличения эффективности обязательно использовать эмульсию, обеспечивающую снижение трения и охлаждение рабочей зоны.

Кратко опишем процесс:

Деталь закрепляется в патроне или на двух центрах;

В зависимости от необходимых манипуляций выбираются параметры режима резания при токарной обработке;

Предмет устанавливается в правильное положение и проверяется надежность всех фиксаций;

Находим первую точку касания;

Начинаем снимать металл или другой материал;

Контролируем габариты штангенциркулем и микро́метром;

Следует четко понимать, что приемы достаточно разнообразны, и невозможно коротко описать все нюансы. Заготовка может быть величиной от доли миллиметра до нескольких десятков метров. Характеристики изделия кардинально отличаются по твердости и вязкости. Уровень первичной отделки болванки может быть самым разным и иметь внешний слой с другими качествами. Часто нужно сделать сферическую поверхность на маленьком участке. Это накладывает определенные ограничения, так как часть приспособлений не рассчитана на циклические нагрузки.

Какие бывают станки

В зависимости от технологических потребностей применяют разное оборудование. Принято деление на следующие подвиды:

Токарно-винторезный. Это наиболее распространенный агрегат, позволяющий выполнять внушительный спектр работ. Пожалуй, любимым у токарей является К 62 в различных модификациях. Вся группа включает в себя универсальные устройства, отличающиеся степенью автоматизации и габаритами обрабатываемой детали. Большемерные заготовки точатся на ДИП 500. Для обучения специалистов используют модели ТВ-4 или ТВ-16.

Карусельный аппарат предназначен для придания формы изделиям крупного диаметра. Внешне он представляет собой стол с патроном значительных размеров, вращающийся в горизонтальной плоскости. Инструмент для рассечения подается сверху и может быть не один. Названием он обязан схожести с детскими аттракционами.

Лобовой. Можно сказать, что это такой же станок, только положенный набок. Это продиктовано технологической целесообразностью при некоторых производствах. Конструкции этой группы не имеют задней бабки и фиксация происходит только благодаря губкам. Основное преимущество – возможность придания изделию конической формы.

Револьверный незаменим при изготовлении изрядного количества одинаковых деталей из нормированного материала. Например, сгонов из металлической трубы. За счет этого резко повышается эффективность, снижается брак и оптимизируются все процессы. Но у него есть главный недостаток – узкая специализация.

Автомат продольного точения позволяет синхронизировать движение в двух плоскостях и создавать элементы сложной конфигурации, например, спирали с большим шагом. Как режущий предмет могут использоваться фрезы и сверла.

Многошпиндельный автомат применяется для вальцевания элементов сразу несколькими насадками за одну установку. Бывают автоматические и полуавтоматические.

ЧПУ. Если оснастить любое устройство для обработки металла системой, координирующей порядок, то мы получим центр с числовым программным управлением. При массовом производстве этот комплекс наиболее эффективен.

Способы и правила определения режимов приемлемого резания при точении: формулы

Для разных материалов и необходимой чистоты существуют свои оптимальные системы, включающие в себя скорость подачи, глубину захода и вид заточки.

Многие универсальные токари определяют эти параметры «на глазок». Тем более, они сильно зависят от технических характеристик самого́ станка. При создании программ для ЧПУ и полуавтоматики применяются конкретные математические варианты расчета. За основу берутся качества заготовки (твердость, вязкость, хрупкость, абразивность, подверженность температурным изменениям). Под это разрабатываются инструменты (как правило, несколько для различных технологических приемов). Затем происходит определение режимов идеального резания при умелой токарной обработке на основе жестких правил. Это дает приблизительные показатели, по которым можно назначить оптимальные значения. Более точные данные получаются эмпирическим путем (в процессе стендовых испытаний).

После этого возможно задать для каждой конкретной цели темп вращения шпинделя, интенсивность движения стержня для рассечения и его заглубление.

Обработка шпинделей металлообрабатывающих станков

Для изготовления шпинделей применяются стали, которые можно разбить на две основные группы:

1) углеродистые стали,

2) специальные стали, главным образом, хромоникелевые.

Углеродистая сталь 45 применяется, главным образом, для шпинделей токарных, револьверных, сверлильных и фрезерные станков, работающих со средними окружными скоростями и не допускающих большого износа шеек. Специальная сталь — хромоникелевая и хромистая — применяется для шпинделей автоматов и шлифовальных станков, работающих с большими окружными скоростями и несущих большую нагрузку.

Заготовка для шпинделей выбирается в зависимости от размера программы и, главным образом, от конфигурации шпинделя. Если шпиндель имеет фланец, диаметр которого значительно больше шеек, то необходимо брать поковку или штамповку; при фланце, диаметр которого мало отличается от шеек, или при отсутствии его, заготовку следует брать из сортового материала.

В основном технологический процесс механической обработки шпинделей сводится к следующим операциям:

1-я операция — отрезка сортового материала на дисковой пиле. Если заготовка является штамповкой или поковкой, то один или оба конца отрезаются на пиле или фрезеруются на горизонтально-фрезерном станке.

2-я операция — зацентровка одного или двух концов на центровочном или сверлильном станке (вертикальном или радиальном).

3-я операция — обдирка верха одного конца.

4-я операция — обдирка верха второго конца.

3-я и 4-я операции обычно выполняются па многорезцовых станках (фиг. 109).

Фиг.109. Черновая обточка шпинделя на многорезцовом станке.

5-я операция — проточка шеек под люнеты. Иногда эта операция опускается, что не рекомендуется.

6-я операция — глубокое сверление в шпинделе (фиг. 110).

Фиг. 110. Глубокое сверление в шпинделе.

7-я операция. На ряде заводов после глубокого сверления и обдирки вводят термообработку — нормализацию для устранения внутренних напряжений, вызывающих в дальнейшем деформацию шпинделя или местную закалку, главным образом, шеек, вращающихся в подшипниках скольжения. Шейки шпинделей, вращающихся в подшипниках качения, как правило, не закаливаются. Не подвергаются закалке поверхности под резьбу, которая нарезается после

термической обработки. Встречаются шпиндели, у которых поверхности под резьбу закаливаются, но на пониженную твёрдость (по Роквеллу =30—36) допускающую нарезание резьбы после термической обработки и обеспечивающую достаточную прочность резьбы.

Шейки закаливаются на твёрдость 60—62 по Роквеллу или в печах с изоляцией специальными кожухами мест, не требующих закалки, или по методу поверхностной электрозакалки.

Кроме того, при этом методе закаливается изделие только на глубину 1,5—2 мм, что нисколько не снижает сопротивления сердцевины шпинделя изгибу и кручению; при этом длина закалённой поверхности получается с точностью до 1 мм, что чрезвычайно важно для не закаливаемых частей поверхности под резьбу.

Большая часть шпинделей изготовляется из закаливающихся сталей (стали 40, 40Х и 40ХН), меньшая часть — из цементирующихся сталей 20Х, 12ХНЗ и других, подвергающихся нормализации, цементации и закалке.

Для предохранения от закалки шеек шпинделя, которые должны оставаться незакалёнными, наиболее часто применяются следующие два способа:

1) после цементации шейки, не требующие закалки, подвергаются обточке с тем, чтобы снять цементированный слой — 2—4 мм; тогда при закалке эти поверхности останутся сырыми,

2) шпиндель после обдирки подвергается гальваническому покрытию медью, предохраняющей от цементации шейки, не требующие закалки. G шеек, которые должны закаливаться, слой меди снимается обточкой или шлифованием.

Нитрирование шеек, применяемое на некоторых заводах, даёт высокую твёрдость (по Бринелю до 1000 единиц, большую износоупорность поверхности шеек и не вызывает деформации, так как нитрирование производится при t = 420—500°.

8-я операция. Предварительная расточка переднего конуса после цементации и калки требует ввиду значительной деформации предварительной обточки мест под люцеты; после электрической закалки этого не требуется, так как деформация бывает небольшой; расточка конуса под коническую пробку производится, главным образом, резцами на токарном станке с последующей (на некоторых заводах) развёрткой или шабровкой отверстия. Одновременно подрезается торец; после этого вставляется конусная пробка с центровым отверстием.

9 — я операция. Расточка конуса заднего конца производится аналогично предыдущей операции с подрезкой торца. С этого конца также, вставляется конусная пробка с центровым отверстием.

10- я и 11-я операции—чистовая обточка на центрах одной и другой половин шпинделя, причём оставляется 0,6—1,5 мм на диаметр под шлифование, и проточки канавок. Обточка производится, главным образом,на многорезцовых станках (фиг. 111).

Фиг. 111. Чистовая обточка шпинделя на многорезцовом станке.

12-я операция-фрезерование шпоночных канавок.

13-я и 14 -я операции — нарезание мелкой резьбы под гайки— производится на токарных станках и резьбофрезерных. Нарезание крупной резьбы под патрон производится или па токарном станке — предварительная и окончательная нарезка, или лее предварительная — на резьбофрезерном, а окончательная — на токарном.

15-я и 16-я операции—предварительное и окончательное шлифование — производятся на кругло шлифовальных станках ( фиг.112);

при этом на окончательное шлифование оставляется 0,2— 0,3 мм на диаметр; шлифование конусных шеек обычно выделяется в отдельную операцию, чтобы пе переналаживать станок для каждого шпинделя.

Фиг. 112. Чистовая обточка шпинделя на многорезцовом станке.

17-я операция. Полировка шпинделя в зависимости от требований чистоты и качества поверхности производится либо вручную при шлифовании, либо выделяется в отдельную операцию па специальном станке; чаще производится на токарном станке, приспособленном для полировки одновременно нескольких шеек.

Шпиндели быстроходных станков с числом оборотов, доходящим до 20 000—30 000 в 1 мин., в целях устранения внутренних напряжений после закалки и предварительного шлифования подвергаются искусственному старению, заключающемуся в нагреве в масле при температуре 180—230°.

18-я операция. Окончательная расточка переднего конуса и расшлифовка его (предварительно удаляются конусные пробки);

расточка производится резцом, иногда развёрткой. Шпиндель устанавливается в патрон и люнет (фиг. 113) с выверкой по индикатору. Правильность расточки контролируется оправкой длиной 300 мм при биении конца её максимум 0,01 мм.

Расшлифовка конуса обязательно применяется, если конус закаливается, ода производится или на специальном внутришлифовальном станке, или на токарном станке, причём вместо задней бабки применяется специальный моторчик с ремённой передачей на шлифовальный круг.

В шпинделях с фланцем необходимо сверлить 6—8 отверстий обычно по кондуктору (фиг. 114) . Некоторые конструкции шпинделей имеют шлицы, которые фрезеруются на горизонтально-фрезерных станках (фиг. 115), по чаще на специальных шлицефрезерных станках.

Контроль шпинделей производится пооперационно и окончательно после последней операции. Диаметры шеек проверяются предельными скобами, резьба — предельными резьбовыми кольцами, биение шеек — по индикатору с допуском 0,01 мм, биение буртика по торцу с допуском 0,01—0,02 мм. Твёрдость шеек по склероскопу Шора 65—100.

Фиг. 113. Окончательная расточка переднего конуса шпинделя.

Фиг. 114. Сверление отверстия во фланце шпинделя.

Фиг. 115. Фрезерование шлицев шпинделя на горизонтально-фрезерном станке.