Шпиндель станка является одной из основных деталей, определяющих качество работы многих металлорежущих станков. Поэтому к шпинделям металлорежущих станков предъявляются особо жесткие требования. Концы шпинделей стандартизованы и служат базой для технологической оснастки. Поэтому при ремонте стремятся восстановить его в начальных размерах.
Ремонт шпинделей станков заключается в восстановлении подшипниковых шеек, переднего конуса, канавок.
Выбор способа восстановления основных поверхностей шпинделя зависит от величины износа. При износе поверхностей до 0,05 мм на сторону их предварительно шлифуют для восстановления геометрической формы и хромируют, затем окончательно шлифуют, снимая слой до 0,03 мм на сторону. Если износ превышает 0,05 мм на сторону, применяется наращивание изношенной поверхности металлом одним из известных способов, затем — механическая обработка. Коническое отверстие на конце шпинделя при восстановлении обычно шлифуют, затем торец шпинделя подрезают с проверкой по конусному калибру. Резьбы у шпинделей прорезают до полного профиля, а нестандартные гайки изготовляют заново.
При восстановлении начальных размеров шпинделей следует выбирать такой способ ремонта, который обеспечил бы также повышение износостойкости поверхностей.
Требования, предъявляемые к отремонтированным шпинделям, следующие.
1. Отклонение от цилиндричности шеек под подшипник не должно превышать: для шпинделей станков точности А и С — 10% допуска на диаметр шейки; для станков точности П и В — 25 % и станков точности Н — 50 % допуска на диаметр шейки.
2. При проверке конусного отверстия конусным калибром длина неокрашенных мест не должна превышать 5 мм по окружности и 20 % длины образующей вдоль нее; нанесенные на калибр через 90° четыре продольные риски должны равномерно растираться, нестертые места не должны превышать 3 мм. Торец шпинделя должен находиться в пределах двух рисок на конусном калибре.
3. Уменьшение диаметра основных поверхностей шпинделя при протачивании и перешлифовке допускается в пределах 5 %, а уменьшение диаметра резьбы — до следующего меньшего стандартного размера.
4. Нежелательно увеличение размеров шпоночного паза.
5. Шпиндель должен вращаться от руки без люфтов и заедания
6. При вертикальном расположении шпинделя его ось должна быть перпендикулярна к поверхности стола.
Шпиндель обрабатывается весьма тщательно. Шейки шпинделя шлифуют и полируют, а для работы в подшипниках скольжения доводят до зеркального блеска. Допустимое биение шеек шпинделя колеблется на различных заводах в пределах от 0,003 мм — для прецизионных станков до 0,01 мм — для станков нормальной точности. Конусность шеек не должна превышать 0,01 мм по всей их длине.
Передний конец шпинделя, предназначенный для закрепления патрона, нарезают согласно ОСТ 428. Нарезка должна быть выполнена особо тщательно. Проверку резьбы шпинделей в ремонтных цехах производят резьбовым микрометром. Правильность изготовления конусного отверстия шпинделя проверяют конусным калибром и с помощью оправки. Допускаемое биение оправки 0.003÷0,01 мм на 300 мм длины.
Весьма важно при обработке шпинделя добиться соосности опорных шеек, конических и цилиндрических поясков, уступов и т.п.
Соосность подобных поверхностей шпинделя проверяют индикатором. Допускаемые отклонения от соосности опорных шеек и конических, и цилиндрических поверхностей не должны превышать 0,01÷0.03 мм на длине 300 мм — для станков нормальной точности и 0,005÷0,01 мм — для станков прецизионных. Допускаемое биение резьбы, измеренное по среднему диаметру, не должно превышать для нормальных ставков ± 0.025 мм. Биение опорной плоскости головки шпинделя не должно превышать 0,01 мм
Цилиндрическое отверстие шпинделя выполняется с точностью 1—2 мм в зависимости от его диаметра.
Шпиндели изготовляются из сталей различных марок: сталь 45. 20Х. 40Х, 12ХНЗ и др..
В процессе работы наиболее изнашиваются шейки шпинделя, посадочные места шпинделя для зубчатых колес, шкивов и других вращающихся деталей, а также коническое отверстие шпинделя.
При износе геометрическая форма и размеры этих поверхностей искажаются и не обеспечивают нужной точности при работе станка.
Шпиндель после ремонта должен полностью удовлетворять тем же требованиям, что и новый шпиндель.
Рассмотрим возможные методы ремонта шпинделей станков.
1. Ремонт шпинделя, имеющего незначительный износ и большую твердость шеек,
выполняют на токарном станке при помощи жимков и абразивного порошка или же при
посредстве хромирования, которое не рекомендуется применять для восстановления
шпинделей быстроходных станков.
2. При значительном взносе шеек шпинделя их
можно обточить на меньший размер, перешлифовать, а зятем отполировать
3.
Шейки шпинделя можно восстановить металлизацией.
4. Посадочные места шпинделя
для вращающихся детален можно восстановить шлифованием, обточкой, металлизацией
с последующей механической обработкой и другими способами, применяемыми при
ремонте валов.
5. Конусное отверстие шпинделя при малой выработке можно
восстановить шлифованием, которое лучше всего производить на ремонтируемом
станке после его сборки.
При большой выработке конусное отверстие сначала растачивают, а затем шлифуют до установленного размера и проверяют калибром. Конусное отверстие со значительным износом растачивают под переходную втулку с внутренним отверстием, соответствующим номеру конуса переднего центра. Изготовленную конусную втулку после цементации ее на глубину 0,5 — 0,8 мм и закалки очищают от окалины и смазав тавотом, запрессовывают в коническое отверстие шпинделя с помощью пропущенного через шпиндель затяжного винта.
Изношенная резьба шпинделя может быть отремонтирована с помощью наплавки металла и восстановления первоначальных размеров резьбы. Перерезка резьбы на меньший размер проще, но резьба становится нестандартной, и потому патроны, планшайбы и прочие приспособления нельзя без переделки использовать на данном стайке. Необходимо изготовить к патронам и планшайбам новые переходные фланцы для крепления их на шпинделе.
Разработанные шпоночные пазы на шпинделе можно профрезеровать так, чтобы вывести изношенные места, а затем пригнать нестандартные шпонки. Можно пазы также заварить, а затем выфрезеровать новые необходимого размера.
