ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШПИНДЕЛЕЙ

В технологических процессах изготовления шпинделей можно выделить несколько основных этапов.

Черновая обработка. На этапе черновой обработки наружные и внутренние поверхности заготовки обрабатывают с припуском 3 ... 5 мм на сторону под последующую обработку. Центральное отверстие, мелкие и крепежные отверстия во фланце шпинделя могут быть обработаны окончательно. При этом удаляется большое количество материала заготовки (до 40 %). Припуски при черновой обработке, как правило, неравномерны, что приводит к возникновению существенных динамических явлений в технологическом оборудовании. Кроме того, при черновой обработке выделяется большое количество пыли из-за удаления корки с поковок. В связи с этим рекомендуется черновую обработку шпинделей производить на специальных участках, отделенных от участков чистовой и, особенно, отделочной обработки. Для снятия внутренних напряжений в заготовке после черновой обработки следует проводить стабилизирующую термическую обработку: для шпинделей из низкоуглеродистых сталей - высокий отпуск, из среднеуглеродистых сталей - улучшение.

Получистовая обработка. На этапе получистовой обработки неответственные наружные и внутренние поверхности обрабатывают окончательно. Опорные и посадочные поверхности обрабатывают с припуском под последующее шлифование. Также с припуском под последующую обработку обрабатывают шлицевые поверхности и шпоночные пазы. Величина припусков составляет 0,5 ... 1,2 мм, кроме припусков на последующую обработку поверхностей, не подлежащих цементации. Для обеспечения возможности удаления на-углероженного слоя величина припуска составляет 4 ... 5 мм.

Основная термическая обработка. На этом этапе производят термическую обработку, обеспечивающую заданную твердость поверхностей.

Шпиндели, изготавливаемые из низкоуглеродистых сталей (12ХН3А, 20Х и т.п.), подвергают цементации. При этом, после науглероживания шпинделя, с поверхностей, не подлежащих цементации, удаляют науглероженный слой и только затем производят закалку. Шпиндели, изготавливаемые из среднеуглеродистых сталей, подвергают поверхностной закалке с нагревом токами высокой частоты (ТВЧ).

Шпиндели, изготавливаемые из сталей, содержащих алюминий, подвергают азотированию.

Чистовая обработка. На данном этапе окончательно обрабатывают все рабочие поверхности (кроме опорных и посадочных поверхностей прецизионных шпинделей, которые обрабатывают с припуском 0,05 ... 0,1 мм под отделочную обработку). В процессе чистовой обработки между операциями может быть проведен стабилизирующий отпуск для снятия внутренних напряжений. Высокоскоростные шпиндели подлежат балансировке. Прецизионные шпиндели после чистовой обработки подлежат стабилизирующей термообработке.

Отделочная обработка. Отделочную обработку опорных поверхностей под подшипники и посадочных поверхностей под технологическую оснастку применяют в производстве прецизионных шпинделей для обеспечения заданных технических требований, особенно точности формы и шероховатости поверхностей. Оборудование для отделочной обработки устанавливают на индивидуальных виброизолированных фундаментах в специальных термоконстантных помещениях.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ, ОБОРУДОВАНИЕ, ИНСТРУМЕНТ, ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ЧЕРНОВОЙ, ЧИСТОВОЙ И ОТДЕЛОЧНОЙ ОБРАБОТКИ ОСНОВНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ