Design and development of a lathe spindle

Sammanfattning: Verktygsmaskiner möjliggör tillverkning av materiekroppar med olika form. Svarvar är de vanligaste maskinerna för att bearbeta runda detaljer. Man kan säga att en svarvspindeln möjliggör hela skärprocessen och att den därför är den viktigaste komponenten i en svarv. En svarvaxel, eller en spindel, bearbetar det roterande ämnet med ett stationärt skärverktyg, och materialet tas bort vid skärverktygets kontakt med ämnet.Det här arbetet syftar till att konstruera en spindel som uppfyller en given kravspecifikation. Specifikationen innehåller prestandakrav, som rotationshastighet och kraft, geometri och dimensionskrav, som storlek och håldiameter, samt vilka komponenttyper som ska användas, som t.ex. motorn.I enlighet medprestandakravet definieras maximalt lastscenario. Med givna svarvningsparametrar beräknas skärkraften på materialet vid dess kontakt med skärverktyget. En inbyggd motor som är tillräckligt kraftfull och uppfyller hastighets- och effektkraven väljs och en preliminär konstruktion skapas med valda lager, lagerordningar och axelmaterial.Beteendet av den preliminära spindelkonstruktionen, under påverkan av skärkrafter och rotation analyseras statiskt och dynamiskt med hjälp av FEM och analytiska modeller. Inom ett givet område optimeras avståndet mellan lagren, vilka utgör spindelns stöd.Genom verifikation och optimering av den preliminära konstruktionen skapas den slutliga detaljkonstruktionen. Slutkonstruktionen innefattar alla nödvändiga detaljer och viktiga krav beaktas och balanseras, som att vara tillverkningsbar och monterbar, tätningssystem, ett system för hastighetsmätning och lägesmätning, kabelvägar och andra nödvändiga punkter. I slutänden konstrueras en spindel som uppfyller den definierade kravspecifikationen.