Материал шпинделя в станке

Шпиндели станков нормальной и повышенной точности (Н и П), устанавливаемые в подшипниках качения, изготовляют из сталей марок 40Х, 45, 50. В качестве основного метода упрочнения рекомендуется поверхностная закалка с индукционным нагревом до получения твердости 48...56 HRC.

Объемная закалка, обеспечивающая твердость 56...60 HRC, используется преимущественно для шпинделей сложной формы, например с конусными отверстиями небольшого размера, с фланцами, пазами для крепления сухарей и т.д., когда закалка с индукционным нагревом технологически трудна. Обычно объемной закалке подвергают только переднюю часть шпинделя. В этом случае шпиндели рекомендуется изготовлять из стали 50Х.

Если для рабочих поверхностей шпинделей требуется твердость 54...59 HRC, а объемная закалка затруднена, шпиндели изготовляют из сталей 40ХФА и 18ХГТ с последующим азотированием или из сталей 18ХГТ и 20Х с последующей цементацией. Для азотирования возможно также применение стали марки 40Х, но износостойкость в этом случае будет несколько меньше.

Шпиндели станков высокой и особо высокой точности (В и А), устанавливаемые в подшипниках качения, в связи с высокими требованиями к точности изготовления, постоянству размеров, формы и износостойкости рекомендуется выполнять из сталей марок 40ХФА и 18ХГТ и упрочнять методом азотирования. При изготовлении шпинделей несложной конфигурации допускается применение цементации с последующей закалкой и отпуском. В этом случае шпиндели изготовляют из сталей марок 18ХГТ, 12ХНЗА и 20Х.

Шпиндели, устанавливаемые в подшипниках жидкостного трения, должны иметь высокую твердость и низкую шероховатость рабочих шеек (0,08 ...0,04 мкм). Основной метод упрочнения шпинделей этой группы — азотирование до твердости 63 ...68 HRC. Рекомендуемые в качестве материала шпинделя стали типа 38ХВФЮА обеспечивают высокую стойкость азотированной поверхности против задиров. Для азотируемых шпинделей большого диаметра целесообразно использовать сталь марки 38ХЮ.

Применение сталей с повышенным или высоким содержанием углерода, типа 50, У8А, ШХ15, допускается для шпинделей тяжелых станков. Рабочие шейки и посадочные поверхности в этом случае упрочняют поверхностной закалкой с помощью индукционного нагрева до твердости 54...62 HRC. Шпиндели относительно небольшого диаметра (до 70... 80 мм) изготовляют из цементируемых сталей марок 18ХГТ и 12ХНЗА; рабочие поверхности цементируют и закаливают до твердости 56...60 HRC.

В отдельных случаях полые шпиндели большого диаметра целесообразно изготовлять из серого чугуна СЧ15, СЧ21 или высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.