44.Термическая обработка шпинделей.

Вид термической обработки и ее режим зависят от выбранной марки стали и требований, предъявляемых к шпин­делю. Цель термической обработки — повышение износостойкости поверхности опорных шеек (основных баз) и исполнительных поверхностей и некоторых других поверхностей шпинделя с сохра­нением «сырой» сердцевины, что обеспечивает высокую перво­начальную точность шпинделя и сохраняет ее в течение длитель­ного времени. Самый эффективный метод термической обработки — поверхностная закалка. Термическая обработка не должна вызы­вать заметных деформаций и искривления шпинделя.

Поверхностную закалку можно производить несколькими способами.

Поверхностная закалка с нагревом ТВЧ в последнее время получила наибольшее распространение. Преимущество ее за­ключается в кратковременности нагрева (0,5 ... 20 с) поверхност­ного слоя металла, который подвергается закалке, в то время как остальная часть металла остается ненагретой, а это почти предотвращает деформирование заготовки. На закаливаемой по­верхности почти отсутствует окалина. Поэтому на отделочные операции можно оставлять незначительные припуски. Глубина закаливаемого слоя 1 ... 5 мм, а его твердость выше, чем после закалки другими способами. Нагрев и охлаждение закаливаемой поверхности осуществляются с помощью специальных индукто­ров. Время, потребное на закалку шпинделя, при напряжении 11 В, силе тока на сетке 0,3 А и силе тока на аноде 9 А, составляет 50 с.

Отпуск поверхности шпинделя можно производить также на установке ТВЧ или в шахтных печах. В последнем случае шпин­дель нагревают в течение 2,5 ч при 180 °С.

Поверхностная термическая обработка азотированием. Этим способом закаливают шпиндели, изготовленные из сталей 38Х2Ю, 38Х2МЮА и других, содержащих алюминий. Азотированию подвергают обычно шпиндели, работающие в опорах скольжения, когда стремятся добиться минимальной деформации при закалке. Так как эта обработка протекает при сравнительно низкой тем­пературе (550 ... 500 °С), не вызывающей фазовых превращений металла, то заметных деформаций не наблюдается. Твердость же закаленной поверхности достигает HRC_Э 67 ... 69.

Вследствие незначительной деформации шпинделя, с одной стороны, и трудности обработки азотированного слоя металла, с другой, поверхности, подлежащие азотированию, предварительно шлифуют, оставляя очень небольшой припуск (0,05 ... 0,06 мм) на последующую отделочную операцию (полирование или шли­фование мелкозернистым абразивным материалом). Процесс не­сложный, но продолжительный (несколько часов).

45.Обработка поверхностей шпинделя после термической обработки.

Все наиболее ответственные операции, в том числе и отделочные, обеспечивающие конечную точность шпинделя, вы­полняют после термической обработки. Большинство из них производится при базировании шпинделя на центровых пробках, вставленных после термической обработки в конусные отверстия, либо на центровых фасках.

Функции резьб, нарезанных на шейках шпинделя, различны. К точности резьб, служащие для фиксации зажимных патронов, предъявляют повышенные требования. Поэтому либо их наре­зают полностью на токарном станке, либо обработку разбивают на две операции: предварительное фрезерование на резьбо-фрезерных станках и окончательное калибрование резцами на токарном станке. В зависимости от серийности производства последний вариант может оказаться более экономичным.

Резьбы для крепления монтируемых на шпинделе деталей кольцами-гайками должны быть нормальной точности (не ниже 6g), но их выполняют мелкими. Такие резьбы в зависимости от требований к точности и вида производства (единичного или серий­ного) также нарезают на токарном станке резцами или на резьбо-фрезерных станках дисковыми либо гребенчатыми фрезами.

Шпоночные пазы на поверхности некоторых шпинделей фре­зеруют на обычных фрезерных или специальных станках диено­выми или пальцевыми фрезами в зависимости от формы пазов. Шлицы нарезают на шлицефрезерных станках 5350А методом обкатки. Если их поверхность не подвергается термической об­работке, то для получения шлицев требуемой точности эта опера­ция может быть окончательной. В связи с этим предъявляют по­вышенные требования к биению шеек (отклонение не более 0,1 мм).

Требуемые глубина и параллельность образующих поверхно­стей шпоночных канавок и шлицев относительно оси шпинделя наилучшим образом обеспечиваются при установке шпинделя в центрах. Поэтому обработку пазов и шлицев целесообразно производить после термической обработки на тех же пробках, без их перестановки. Если в качестве технологических баз при базировании шпинделя в центрах используют поверхности фасок осевого отверстия шпинделя, обработку пазов можно производить и до закалки шпинделя.