Модуль 1 Общие сведения о технологическом...
description
Transcript of Модуль 1 Общие сведения о технологическом...
![Page 1: Модуль 1 Общие сведения о технологическом оборудовании машиностроительных производств](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081506/56813af2550346895da36fbf/html5/thumbnails/1.jpg)
Модуль 1 Общие сведения о технологическом оборудовании машиностроительных производств
Тема № 6. Основные узлы и механизмы оборудования
Тема: «Шпиндельные узлы»
Учебные вопросы:1. Требования, предъявляемые к шпиндельным узлам.2. Выбор материала шпинделей.3. Конструкция шпиндельного узла.4. Выбор схемы фиксации шпинделя.5. Методика проектирования опор шпинделей.
Литература:1. Металлорежущие станки: учебник. В 2 т. / Т.М. Авраамова, В.В. Бушуев, Л.Я. Гиловой и др.; под ред. В.В. Бушуева. Т.1. — М.: Машиностроение, 2011. 608 с С. 247 – 268. 2. Металлорежущие станки / Н.С. Каменев, Л.В. Красниченко и др. – М.: Машиностроение, 1980.
![Page 2: Модуль 1 Общие сведения о технологическом оборудовании машиностроительных производств](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081506/56813af2550346895da36fbf/html5/thumbnails/2.jpg)
Основные критерии работоспособности шпиндельных
узлов: геометрическая точность, жесткость, быстроходность, долговечность, динамические характеристики.
1. Требования, предъявляемые к шпиндельным узлам
![Page 3: Модуль 1 Общие сведения о технологическом оборудовании машиностроительных производств](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081506/56813af2550346895da36fbf/html5/thumbnails/3.jpg)
2. Выбор материала шпинделей
- Шпиндели станков нормальной точности - конструкционные стали марок 45, 40X с поверхностной закалкой наружных и внутренних посадочных поверхностей до твердости НRСэ=48…52. - Шпиндели прецизионных станков, работающие в условиях жидкостного трения, изготавливаются из хромоникелевых, цементируемых сталей марок 18ХГТ, 12ХН3А, 20Х с закалкой до твердости НRСэ=56…60.- Для шпинделей станков сложной формы с затрудненным индукционным нагревом используют легированные стали марок 40ХН, 40ХГР, 50Х, ШХ15, ХВГ с объемной закалкой до твердости НRСэ=56…60.
![Page 4: Модуль 1 Общие сведения о технологическом оборудовании машиностроительных производств](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081506/56813af2550346895da36fbf/html5/thumbnails/4.jpg)
Конструктивное исполнениеКонструктивное исполнениепередних концов шпинделейпередних концов шпинделей
3. Конструкция шпиндельного узла
![Page 5: Модуль 1 Общие сведения о технологическом оборудовании машиностроительных производств](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081506/56813af2550346895da36fbf/html5/thumbnails/5.jpg)
1. Токарных, 2. Токарно-револьверных, 3. Шлифовальных
![Page 6: Модуль 1 Общие сведения о технологическом оборудовании машиностроительных производств](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081506/56813af2550346895da36fbf/html5/thumbnails/6.jpg)
1. Фрезерных, 2. Многоцелевых, 3. Расточных
![Page 7: Модуль 1 Общие сведения о технологическом оборудовании машиностроительных производств](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081506/56813af2550346895da36fbf/html5/thumbnails/7.jpg)
1.Сверлильных,2.Расточных
![Page 8: Модуль 1 Общие сведения о технологическом оборудовании машиностроительных производств](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081506/56813af2550346895da36fbf/html5/thumbnails/8.jpg)
Шлифовальных
![Page 9: Модуль 1 Общие сведения о технологическом оборудовании машиностроительных производств](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081506/56813af2550346895da36fbf/html5/thumbnails/9.jpg)
Схемы фиксации шпинделя 4. Выбор схемы фиксации шпинделя
![Page 10: Модуль 1 Общие сведения о технологическом оборудовании машиностроительных производств](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081506/56813af2550346895da36fbf/html5/thumbnails/10.jpg)
Передняя опора шпинделя
![Page 11: Модуль 1 Общие сведения о технологическом оборудовании машиностроительных производств](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081506/56813af2550346895da36fbf/html5/thumbnails/11.jpg)
Последовательность проектирования шпиндельных опор
Выбор конструкции (типа) подшипников.
Выбор класса точности подшипников. Выбор системы фиксации. Выбор посадок подшипников. Выбор системы смазки и конструкции
уплотнительных устройств.
5. Методика проектирования опор шпинделей
![Page 12: Модуль 1 Общие сведения о технологическом оборудовании машиностроительных производств](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081506/56813af2550346895da36fbf/html5/thumbnails/12.jpg)
Конструкции подшипников передней опоры шпинделей
![Page 13: Модуль 1 Общие сведения о технологическом оборудовании машиностроительных производств](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081506/56813af2550346895da36fbf/html5/thumbnails/13.jpg)
Конструкции подшипников задней опоры шпинделей
![Page 14: Модуль 1 Общие сведения о технологическом оборудовании машиностроительных производств](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081506/56813af2550346895da36fbf/html5/thumbnails/14.jpg)
Принципы выбора типа подшипников: - для быстроходных малонагруженных станков применяются шариковые подшипники;- для средних и тяжелых станков с повышенными требованиями к жесткости применяют роликовые подшипники.Требования к выбору подшипников шпинделей:
- высокая геометрическая точность вращения;- высокая жесткость, быстроходность и долговечность работы;- возможность создания предварительного натяга в подшипнике;- простота конструкции, монтажа и возможности регулирования подшипников.Совокупности этих требований в достаточной степени
удовлетворяют подшипники серий 3182100 , 697900, 177160, 234000, Gamet , SKF и другие.
![Page 15: Модуль 1 Общие сведения о технологическом оборудовании машиностроительных производств](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081506/56813af2550346895da36fbf/html5/thumbnails/15.jpg)
№п/п
СхемаОбознач
ение
Жесткость,С
Особенности установки
1 1
2
0,95
0,5
3 0,2
4 0,7
5 1
![Page 16: Модуль 1 Общие сведения о технологическом оборудовании машиностроительных производств](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081506/56813af2550346895da36fbf/html5/thumbnails/16.jpg)
Шпиндельный узел станка
![Page 17: Модуль 1 Общие сведения о технологическом оборудовании машиностроительных производств](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081506/56813af2550346895da36fbf/html5/thumbnails/17.jpg)
Радиальные биения подшипников шпинделей
Диаметр шпинделя,
мм
Классы точности подшипников
5 4 2
Допуск на радиальное биение, мкм.
30…505 4
2,550…80
80…120 6 5
![Page 18: Модуль 1 Общие сведения о технологическом оборудовании машиностроительных производств](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081506/56813af2550346895da36fbf/html5/thumbnails/18.jpg)
Схема монтажа подшипников шпинделей
Величина радиального биения шпинделя
1 1 2
1 1 2
3 1
2 Km m m
K
a
где
2 2
11
0,67
1
k K
K k
1 2
1 2
1 1,K K
m m где
0,67 11
22
k K KK
![Page 19: Модуль 1 Общие сведения о технологическом оборудовании машиностроительных производств](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081506/56813af2550346895da36fbf/html5/thumbnails/19.jpg)
Способы фиксации деталей на шпинделе
![Page 20: Модуль 1 Общие сведения о технологическом оборудовании машиностроительных производств](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081506/56813af2550346895da36fbf/html5/thumbnails/20.jpg)
Передние опоры шпинделей на
подшипниках качения:
1 - шпиндель; 2 - радиальный (радиально-упорный) подшипник; 3 - корпус; 4 - осевой подшипник; 5 - проставочное кольцо;6 - гайка
![Page 21: Модуль 1 Общие сведения о технологическом оборудовании машиностроительных производств](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081506/56813af2550346895da36fbf/html5/thumbnails/21.jpg)
Методы смазывания шпиндельных опор
В шпиндельных узлах станков применяются три основных типа систем смазки:- циркуляционная проточная смазка под давлением насоса (а,б).- методом "масляного" тумана (в).- пластичная (густая) смазка (г).
![Page 22: Модуль 1 Общие сведения о технологическом оборудовании машиностроительных производств](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081506/56813af2550346895da36fbf/html5/thumbnails/22.jpg)
Методы дуплексации шариковых регулируемых подшипников
![Page 23: Модуль 1 Общие сведения о технологическом оборудовании машиностроительных производств](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081506/56813af2550346895da36fbf/html5/thumbnails/23.jpg)
Способы создания предварительного натяга в подшипниках:
1.- путем предварительной подшлифовки торцов внутренних колец подшипников при приложении осевого усилия;
2.- путем установки между кольцами подшипников распорных втулок различной длины;
3.- с помощью специальных конструкций подшипников, например, фирмы SKF.
![Page 24: Модуль 1 Общие сведения о технологическом оборудовании машиностроительных производств](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081506/56813af2550346895da36fbf/html5/thumbnails/24.jpg)
Методика создания предварительного натяга подшипников
Необходимую величину осевого смещения L для создания радиального натяга = (2…4) мкм определяют по формуле:
0( )L C a
где С - коэффициент, учитывающий радиальную жесткость шпинделя, выбираем по табл. в зависимости от соотношения d0/d ;
d0 - диаметр отверстия в шпинделе, мм;
d - средний диаметр отверстия внутреннего кольца, мм; 0 - начальный радиальный зазор в подшипнике, мм (0 = 0,02…0,04 мм);
- необходимый радиальный натяг, принимают =0,002…0,04 мм; а - постоянная величина зазора, учитывающая тепловые деформации
шпинделя, принимают а = 0,01мм.
,
d0/d 0,2 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8
C 14 15 15.5 16 16,5 17,3 18,5 20,2
0L L L