Введение
1. Поиск компоновочных схем ШУ по технологическим показателям и пути повышения точности, жесткости и виброустойчивости 14
1.1. Анализ конструктивных исполнений шпиндельных узлов, используемых в промышленности 14
1.2. Проектные параметры и проектные критерии 18
1.3. Синтез и обоснование выбора компоновочных схем шпиндельных узлов 29
1.4. Исследование влияния на точность и жесткость ШУ основных проектных параметров 42
1.4.1. Исследование влияния места расположения осевой опоры на точность и жесткость ШУ 42
1.4.2. Исследование влияния основных геометрических параметров на жесткость 52
1.4.3. Исследование влияния параметров ШУ на динамические характеристики 61
1.4.4. Зависимость погрешности обработки от параметров шпиндельного узла и режимов резания. 64
Выводы 66
2. Исследование влияния погрешности посадочных поверхностей корпусов, шпинделей и колец подшипников и их геометрических параметров на точность вращения шпинделей и точность (крутость) обработанных деталей 68
2.1. Алгоритм расчета точности опор и деталей ШУ 68
2.2. Исследование влияния погрешностей формы посадочных поверхностей на форму дорожек качения колец подшипников при монтаже 78
2.2.1. Теоретическое исследование изменения формы (круглости) дорожек качения колец подшипников при монтаже их в корпус и на шпиндель 79
2.2.2. Экспериментальное исследование изменения формы (круглости) дорожек качения колец подшипников при монтаже их в корпус и на шпиндель 90
2.3. Исследование влияния толщины стенок корпусов и валов на деформацию колец подшипников при их монтаже 103
2.4. Исследования влияния перекоса колец подшипников качения, возникающего при сборке, на форму дорожек качения колец 108
2.4.1 Теоретическое исследование изменения формы (круглости) дорожек качения колец подшипников при монтаже с перекосом 109
2.4.2. Экспериментальное исследование изменения формы (круглости) дорожек качения колец подшипников при монтаже с перекосом 122
2.5. Разработка прибора для контроля точности вращения подшипников качения 128
2.6. Расчет точности опор и деталей шпиндельных узлов в зависимости от требуемой точности (круглости) обработки деталей 141
Выводы 148
3. Исследование влияния внутреннего зазора-натяга и зазора-натяга посадок опор качения на точность (круглость) обработки деталей и производительность резания, жесткость и нагрев опор 150
3.1. Методика расчета Допуска на размер посадочных поверхностей для опор качения ШУ 151
3.2. Исследование влияния зазора-натяга посадок подшипников качения опор на точность обработки, производительность резания и другие параметры качества ШУ 158
3.3. Исследование влияния внутреннего зазора-натяга подшипников качения опор на точность обработки, производительность резания и параметры качества ШУ 179
3.4. Исследование изменения натяга посадки и внутреннего зазора-натяга в подшипниках вследствие пластического смятия посадочных поверхностей при сборке опор ШУ 182
3.5. Выбор и обеспечение посадок подшипников качения при сборке опор ШУ 190
3.5.1. Ограничения на выбор полей допусков зазоров-натягов посадок
3.5.2. Рассеяние размеров сопряженных деталей ШУ 196
3.5.3. Разработка рекомендаций по выбору допуска на размер посадочных поверхностей и методам сборки опор 207
3.6. Алгоритм расчета допуска на размер посадочных поверхностей для подшипников качения 212
Выводы 215
4. Исследование причин, влияющих на долговечность опор шпиндельных узлов и разработка рекомендаций для повышения их долговечности 218
4.1. Причины, снижающие долговечность опор ШУ 218
4.2. Работоспособность существующих уплотнений опор ШУ 220
4.3. Разработка и исследование гаммы высокогерметичных лабиринтных уплотнений, выполненных отдельными сборочными единицами 229
4.3.1. Расчет зазора-натяга посадки плавающего стакана уплотнения 235
4.3.2. Тепловой расчет уплотнения 242
4.3.3. Расчет уплотнения при работе в условиях аэродинамической смазки 248
4.3.4. Расчет уплотнения при условии пластичной смазки дисков 251
4.3.5. Экспериментальное исследование уплотнений 253
4.3.6. Синтез новой (усовершенствованной) конструкции уплотнения ЛУД 261
4.4. Разработка методики выбора уплотнений опор ШУ 266
Выводы 272
5. Динамометрические ШУ 274
Выводы 290
6. Научные основы выбора проектных параметров ШУ на опорах качения 291
6.1. Граф научных основ выбора параметров ШУ 291
6.2. Алгоритм последовательности выбора параметров ШУ 296 Выводы 307
7. Реализация результатов работы 308
7.1. Реализация метода выбора параметров ШУ, обеспечивающих заданную точность обработки и производительность резания 308
7.2. Высокоскоростная фрезерная головка для вертикально-фрезерного станка с ЧПУ мод. 676 320
7.3. Использование результатов, полученных в данной работе, в учебном процессе 323
7.4. Список некоторых опубликованных работ, использовавших результаты, полученные в данной работе 323
7.5. Расчет экономической эффективности от реализации некоторых результатов 327 Результаты работы и выводы 331
Список использованных источников 335
Приложение 348
