Геометрическая точность, оценивается радиальным и осевым биением при вращении шпинделя от руки, а также радиальным и осевым зазором в подшипниках.

Зазоры образуются только в шпинделях, подшипники которых установлены без предварительного натяга. В современных конструкциях шпинделей подшипники устанавливаются обязательно с предварительным натягом, что устраняет их радиальный и осевой зазор.

Согласно ГОСТ 520-89 шариковые подшипники радиальные и радиально-упорные изготовляются следующих классов точности (указаны в порядке повышения точности): 0, 6, 5, 4, 2, Т. При этом подшипники с повышенными требованиями по осевому и радиальному биению выпускаются с категорией В классов 0, 6Х, 6 и 5.

Радиальный зазор между кольцами и телами качения подшипников обуславливает некоторую свободу взаимного перемещения колец относительно друг друга в радиальном и осевом направлении. Наличие зазоров, а также возникновение деформаций под действием рабочей нагрузки являются причиной радиального и осевого биения.

Радиальное биение d (рис. 32) двухопорного вала в точке крепления режущего инструмента зависит от величины радиального биения дорожек качения внутренних колец подшипников RiА и RiВ передней и задней опор, а также от способа установки внутренних колец подшипников.

 

Максимальное радиальное биение вала наблюдается при таком положении внутренних колец подшипника, при котором места с их максимальным биением направлены в противоположные стороны (рис. 32, а). Уменьшить d можно, если установить внутренние кольца так, чтобы RiА и RiВ были направлены в одну сторону (рис. 32, б). Для этого перед сборкой у подшипников измеряют максимальное радиальное биение и найденные места помечают. Более точный подшипник ставят в переднюю опору. Значение радиального биения шпинделя в точке крепления режущего инструмента d, мм, можно определить по уравнению

, (82)

где RiА и RiВ - радиальное биение подшипников в передней и задней опорах, мм;

m ₁ и m ₂ - число подшипников, воспринимающих радиальную нагрузку соответственно в передней и задней опорах; k = l / а (l и а – расстояние соответственно между опорами и от передней опоры до плоскости измерения, мм).

Зависимость биения консоли шпинделя d от RiА и RiВ можно выразить соотношением

.

При расчетах геометрической точности шпинделя принимают

,

где [ y ] – допуск на радиальное биение шпинделя.

Тогда допускаемое биение в опорах:

; (83)

Для обеспечения геометрической точности шпинделя расчет рекомендуется выполнять в следующем порядке.

1. Определить класс точности станка и по табл. 17 выбрать допускаемое радиальное биение шпинделя в точке крепления режущего инструмента.

Таблица 17