копідшипника типу 46124К за схемою дуплекс Х-подібна, Дана схема використовується у важких умовах роботи при великих радіальних і осьових навантаженнях, таких які виникають на фрезерних верстатах.
Малюнок 3.1 - Варіанти компоновки опор шпиндельного вузла
Параметри радіального підшипника передньої опори 3182124К: діаметр отвору d=120 мм, діаметр зовнішнього кільця D=180 мм, ширина В=46 мм, вантажопідйомність динамічна Cr=204 кН, статична СRO=204 кН, гранична частота обертання n=3 200 хв - 1.
Параметри підшипників задньої опори 46124К: діаметр отвору d=120 мм, діаметр зовнішнього кільця D=180 мм, ширина В=28 мм, вантажопідйомність динамічна Cr=75 кН, статична СRO=80 кН, гранична частота обертання n=4800 хв- 1.
Так як клас точності верстата нормальний, то попередньо приймаємо клас точності підшипників в передній опорі - 5, в задній - 5.
Виліт переднього кінця шпинделя приймаємо рівним а=70 мм. Межопорное відстань знімаємо з креслення шпиндельного вузла l=350 мм.
За критерієм биття переднього кінця шпинделя повинна виконуватися умова [1]:
? 2,5a, (3.1)
gt; 2,5 70=175 мм - умова виконується.
Для забезпечення працездатності шпиндельних підшипників необхідно наступне співвідношення між діаметром d шпинделя і межопорное відстанню l [1]:
(3.2)
У нашому випадку:
Передній кінець шпинделя фрезерного верстата служить для базування і закріплення різального інструменту. Точне центрування і жорстке сполучення інструменту або оправлення зі шпинделем забезпечуються конічним з'єднанням.
Кінці шпинделів фрезерних верстатів виконують згідно з ДСТУ 24644-81 з конусностью 7:24. Приймаємо по ГОСТ 24644-81 передній кінець шпинделя з конусом 55 виконання 5.
Як матеріал шпинделя приймаємо сталь 40Х з загартуванням відповідальних поверхонь до твердості 48 ... 56 HRC з використанням індукційного нагріву.
4. РОЗРАХУНОК шпиндельного вузла
.1 Розрахунок шпиндельного вузла на точність
У результаті цього розрахунку вибирають клас точності підшипників шпинделя в залежності від його допускаемого радіального биття?.
Припускаємо найбільш несприятливий випадок, коли биття підшипників? А в передній опорі і? В в задній опорі спрямовані в протилежні сторони (рисунок 4.1).
Малюнок 4.1 - Схема до розрахунку шпиндельного вузла на точність
При цьому радіальне биття кінця шпинделя [2]:
; (4.1)
Прийнявши
де - допустиме радіальне биття підшипників (по ГОСТ 17734-88 для верстата класу точності Н приймаємо?=20 мкм),=350 мм; a=70 мм;
отримаємо
=мм; (4.2)
== 0,003 мм; (4.3)
Приймаємо клас точності підшипників:
в передній опорі - 5;
в задній опорі - 5.
.2 Розрахунок шпиндельного вузла на жорсткість
Оцінка радіальної жорсткості проводиться за прогину d кінця шпинделя, що відбувається за рахунок пружної деформації (вигину) шпинделя і податливості його опор, а також по куту повороту q пружної лінії деформованого шпинделя в передній опорі.
За ГОСТ 17734-88 для верстата класу точності Н приймаємо? =0,02 мм, рад.
На шпиндель діють сили різання, шпиндель розвантажений від сил в зубчастому зачепленні.
Ширина столу верстата bст=400 мм. Максимальний діаметр фрези:=
Приймаємо Dmax=160 мм.
Складові сили різання PZ і PY визначимо для найгірших умов обробки: чорнове фрезерування торцевої фрезою з Dmax=160 мм.
Швидкість різання при фрезеруванні визначається за формулою [6]:
(4.4)
де: D - діаметр фрези, мм;
Т - стійкість інструменту, хв; - глибина різання, мм; - подача на один зуб, мм; - число зубів фрези;
В - ширина фрезерування, мм;
КV - загальний поправочний коефіцієнт на швидкість різання;- Коефіцієнт швидкості різання ;, x, y, q, u, p - показники ступеня.
Для чорнового фрезерування торцевими фрезами з твердосплавними пластинами приймаємо подачу на зуб sz=0,1 мм.
Оборотна подача визначається за формулою:
=sz? z=0,1? 12=1,2 мм/об (4.5)
Значення коефіцієнта CV і показників ступеня визначаємо за таблицями для обробки сталі [6]: CV=332, m=0,2, x=0,1, y=0,4, q=0,2, u=0 , 2, p=0.
При діаметрі фрези D=160 мм приймаємо стійкість фрези Т=180 хв.
Загальний поправочний коефіцієнт, що враховує фактичні умови різання визначається за формулою:
=KMV? Kпv? Kиv, (4.6)
де KMV - поправочний коефіцієнт на оброблюваний матеріал; ІV - поправочний коефіцієнт на інструментальний матеріал; Пv - поправочний коефіцієнт, що враховує стан поверхні заготовки.
Для стали коефіцієнт KMV розраховується за формулою:
, (4....
