Матеріали для виготовлення ШУ
Підбір матеріалів для елементної бази шпинделя також є чинником забезпечення певних техніко-експлуатаційних властивостей обладнання. У притиральних, різьбонарізних і свердлильних агрегатах робиться акцент на захист від впливу крутного моменту, а шпиндельний вузол фрезерного верстата, наприклад, компонується в розрахунку на дії згинаючих моментів. У кожному випадку матеріал повинен володіти достатньою стійкістю до зносу виконавчої поверхні, а також підшипникової шийки. Стабільність форми і розмірів – основна умова належної роботи виробу, в значній мірі залежить від характеристик застосованої марки матеріалу.
У верстатах з класами точності Н і П застосовуються шпинделі, виготовлені із сталевих сплавів марок 40Х, 45, 50. У деяких випадках проектні рішення можуть вимагати і спеціальної доопрацювання металу шляхом загартування з індукційним термічним впливом. Зазвичай підвищення твердості виробів шляхом загартування застосовується до виконавчих поверхонь і підшипниковий шийок як найбільш відповідальним частин деталі.
Для елементів складної форми з конусними отворами, пазами, фланцями і ступінчастими переходами застосовується сталь, яка пройшла об’ємну загартування. Така технологія обробки припустима тільки щодо заготовок, з яких планується виконувати передні частини шпиндельних вузлів верстата з подальшою цементацією. У цьому випадку застосовуються стали 40ХГР і 50Х.
Обладнання з класами точності А і забезпечується шпинделями, виконаними з сталей марок 18ХГТ і 40ХФА, що пройшли азотування. Процес азотної обробки потрібно для підвищення твердості деталі, а також для підтримки первинної форми і розмірів. Нарощування показників міцності та структурної стабільності є необхідною умовою і для шпинделів, застосовуваних у системах з рідинним тертям.
У спрощеній схемі компоновки ШУ вимоги до матеріалів не настільки високі. Елементи з простими формами можуть виконуватися із сталей марок 20Х, 12ХНЗА і 18ХГТ, але і в цьому випадку заготовки попередньо піддаються операціям гартування, цементації і відпустки.
