車床主軸都有哪些加工要求？
發(fā)布時(shí)間：2020-11-19 15:28:43 點(diǎn)擊率：
機(jī)床主軸是一種典型的軸類零件，它是機(jī)床的關(guān)鍵零件之一，它把回旋運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩通過主軸端部的家具傳遞給工件或刀具。因此在工作中主軸要承受轉(zhuǎn)矩和彎矩，而且還要求有很高的回轉(zhuǎn)精度。因此，主軸的制造質(zhì)量將直接影響到整臺(tái)機(jī)床的工作精度和使用壽命。 選擇各種高品質(zhì)機(jī)床主軸認(rèn)準(zhǔn)鈦浩，專業(yè)品質(zhì)保障，因?yàn)閷I(yè)，所以卓越！主軸零件圖上規(guī)定了一系列技術(shù)要求，如尺寸精度、形狀位置公差、表面粗糙、接觸精度和熱處理要求等。這些都是為了保證主軸具有高的回轉(zhuǎn)精度和剛度、良好的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性。
制定機(jī)床主軸加工工藝過程的要求如下：
一、加工階段的劃分
主軸加工通常劃分為三個(gè)階段，即粗加工、半精加工和精加工。各階段的劃分大致以熱處理為界。劃分階段和合理安排工序是為了保證加工質(zhì)量，達(dá)到較高的生產(chǎn)效率和花費(fèi)最少的生產(chǎn)成本。
一般精度的主軸，精磨可作為最終工序。對(duì)于精密機(jī)床的主軸，還應(yīng)有光整加工階段，以獲得較小的表面粗糙度值，有時(shí)也是為了達(dá)到更高的尺寸精度和配合要求。
二、定位肌醇的選擇
軸類零件一般能以本身中心孔作為統(tǒng)一基準(zhǔn)，但帶中心通孔的主軸則不能做到這一點(diǎn)，因而必須交替使用中心孔和外圓表面作為定位基準(zhǔn)。例如外圓粗加工時(shí)可以中心孔為定位基準(zhǔn)，但中心孔隨著深孔加工而消失，因此必須重新建立外圓加工的基面。一般有以下三種方法：
（1） 當(dāng)中心通孔直徑較小時(shí)，可直接在孔口倒出寬度不大于2mm的60度錐面來代替中心孔。若中心通孔直徑較大，則可視具體情況采用其他方法。C6140型機(jī)床主軸屬于一般要求的主軸，為了簡化工藝裝備，半精加工外圓和車螺紋工序就可采用小端孔口錐面和大端外圓作為定位基準(zhǔn)，同事采取一定的工序措施來保證定位精度。例如熱處理后的工序 半精車小端面、內(nèi)孔及倒角，就是為了糾正主軸調(diào)質(zhì)后發(fā)生的變形，使工序的小端孔口錐面與尾座頂尖接觸良好。又如熱處理后的工序精車小端莫氏錐孔、端面及倒角，是為了保證工序車螺紋時(shí)的定位精度。同時(shí)，工藝上還規(guī)定工件裝夾后應(yīng)找正100mm、80mm外圓的徑向圓跳動(dòng)小于0.03mm，如果超差，則需重新修整小端孔口錐面。
（2） 采用錐形堵塞或錐套心軸。是一種錐堵的形式，其錐度與工件端部定位孔的錐度相同。當(dāng)工件孔為圓柱通孔時(shí)，錐堵錐度為1：500。當(dāng)工件孔的錐度較大時(shí)，可采用錐套心軸。
使用錐堵火錐套心軸時(shí)，在加工中途一般不能更換或拆卸，要到精磨完各檔外圓，不需使用中心孔時(shí)才能拆卸，否則，會(huì)造成工件各加工表面對(duì)錐堵中心孔的同軸度誤差而影響各工序已加工表面的相互位置精度。采用錐堵或錐套心軸可使主軸各外圓和軸肩的加工具有統(tǒng)一基準(zhǔn)，減少了定位誤差。但它的缺點(diǎn)是要配備許多錐堵或錐套心軸，而且會(huì)引起主軸變形。
（3） 精加工主軸外圓時(shí)也可用外圓本身來定位，即裝夾工件時(shí)以支承軸頸表面本身找正。
此時(shí)可采用可拆卸式錐套心軸，心軸與工件錐孔間有很小的間隙，用螺母和墊圈將心軸壓緊在主軸兩端面上以后，將心軸連同主軸一起裝夾到機(jī)床前后頂尖上，然后找正工件支承軸頸以實(shí)現(xiàn)外圓本身定位。此時(shí)只需備幾套心軸，從而簡化了工藝裝備及其管理工作。
主軸大端錐孔精磨時(shí)也可以主軸頸外圓為定位基準(zhǔn)。主軸頸是主軸的裝配基準(zhǔn)，也是測(cè)量基準(zhǔn)，這樣，三種基準(zhǔn)重和，就不會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)不符誤差，從而可靠地保證了大端錐孔相對(duì)主軸頸的同軸度要求。
三、熱處理工序的安排 熱處理工序是主軸加工的重要工序，它包括：
（1）毛坯熱處理。主軸鍛造后要進(jìn)行正火或退火處理，以消除鍛造內(nèi)應(yīng)力，改善金相組織、細(xì)化晶粒、降低硬度、改善切削加工性。
（2）預(yù)備熱處理。通常采用調(diào)質(zhì)火正火處理，安排在粗加工之后進(jìn)行，以得到均勻細(xì)密的回火索氏體組織，使主軸既獲得一定的硬度和強(qiáng)度，又有良好的沖擊韌性，同時(shí)也可以消除粗加工應(yīng)力。精密主軸經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，需要切割式樣作金相組織檢查。
（3）最終熱處理。一般安排在粗磨前進(jìn)行，目的是提高主軸表面硬度，并在保持心部韌性的同時(shí)，使主軸頸或工作 表面獲得高的耐磨性和抗疲勞性，以保證主軸的工作精度和使用壽命。最終熱處理的方法有局部加熱淬火后回火、滲碳滲火和滲氮等，具體應(yīng)視主軸材料而定。滲碳淬火后還需要進(jìn)行低溫回火處理，對(duì)不需要滲碳的不玩可以鍍銅保護(hù)或預(yù)放加工余量后再去碳層。
（4）定性處理 對(duì)于精度要求很高的主軸，在淬火、回火后或粗磨工序后，還需要定性處理。定性處理的方法有低溫人工時(shí)效和冰冷處理等，目的是消除淬火應(yīng)力或加工應(yīng)力，促使參與奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，穩(wěn)定金相組織，從而提高主軸的尺寸穩(wěn)定性，使之長期保持精度。普通精度的CA6140不需要進(jìn)行定性處理。
四、加工順序的安排 安排的加工順序應(yīng)能使各工序和整個(gè)工藝過程最經(jīng)濟(jì)合理
按照粗精分開、先粗后精的原則，各表面的加工應(yīng)按由粗到精的順序按加工階段進(jìn)行安排，逐步提高各表面的精度和減小其表面粗糙度值。同時(shí)還應(yīng)考慮以下各點(diǎn)：
（1）主軸深孔加工應(yīng)安排在外圓粗車之后。這樣可以有一個(gè)較精確的外圓來定位加工深孔，有利于保證深孔加工的壁厚均勻；而外圓粗加工時(shí)又能以深孔鉆出前的中心孔為統(tǒng)一基準(zhǔn)。
（2）各次要表面如螺紋、鍵槽及螺孔的加工應(yīng)安排在熱處理后、粗磨前或粗磨后。這樣可以較好地保證其相互位置精度，又不致碰傷重要的精加工表面。
（3）外圓精磨加工應(yīng)安排在內(nèi)錐孔精磨之前。這是因?yàn)橐酝鈭A定位來精磨內(nèi)錐孔更容易保證它們之間的相互位置精度。
（4）各工序定位基準(zhǔn)面的加工應(yīng)安排在該工序之前。這樣可以保證各工序的定位精度，使各工序的加工達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求。
（5）對(duì)于精密主軸更要嚴(yán)格按照粗精分開、先粗后精的原則，而且，各階段的工序還要細(xì)分。
制定機(jī)床主軸加工工藝過程的要求如下：
一、加工階段的劃分
主軸加工通常劃分為三個(gè)階段，即粗加工、半精加工和精加工。各階段的劃分大致以熱處理為界。劃分階段和合理安排工序是為了保證加工質(zhì)量，達(dá)到較高的生產(chǎn)效率和花費(fèi)最少的生產(chǎn)成本。
一般精度的主軸，精磨可作為最終工序。對(duì)于精密機(jī)床的主軸，還應(yīng)有光整加工階段，以獲得較小的表面粗糙度值，有時(shí)也是為了達(dá)到更高的尺寸精度和配合要求。
二、定位肌醇的選擇
軸類零件一般能以本身中心孔作為統(tǒng)一基準(zhǔn)，但帶中心通孔的主軸則不能做到這一點(diǎn)，因而必須交替使用中心孔和外圓表面作為定位基準(zhǔn)。例如外圓粗加工時(shí)可以中心孔為定位基準(zhǔn)，但中心孔隨著深孔加工而消失，因此必須重新建立外圓加工的基面。一般有以下三種方法：
（1） 當(dāng)中心通孔直徑較小時(shí)，可直接在孔口倒出寬度不大于2mm的60度錐面來代替中心孔。若中心通孔直徑較大，則可視具體情況采用其他方法。C6140型機(jī)床主軸屬于一般要求的主軸，為了簡化工藝裝備，半精加工外圓和車螺紋工序就可采用小端孔口錐面和大端外圓作為定位基準(zhǔn)，同事采取一定的工序措施來保證定位精度。例如熱處理后的工序 半精車小端面、內(nèi)孔及倒角，就是為了糾正主軸調(diào)質(zhì)后發(fā)生的變形，使工序的小端孔口錐面與尾座頂尖接觸良好。又如熱處理后的工序精車小端莫氏錐孔、端面及倒角，是為了保證工序車螺紋時(shí)的定位精度。同時(shí)，工藝上還規(guī)定工件裝夾后應(yīng)找正100mm、80mm外圓的徑向圓跳動(dòng)小于0.03mm，如果超差，則需重新修整小端孔口錐面。
（2） 采用錐形堵塞或錐套心軸。是一種錐堵的形式，其錐度與工件端部定位孔的錐度相同。當(dāng)工件孔為圓柱通孔時(shí)，錐堵錐度為1：500。當(dāng)工件孔的錐度較大時(shí)，可采用錐套心軸。
使用錐堵火錐套心軸時(shí)，在加工中途一般不能更換或拆卸，要到精磨完各檔外圓，不需使用中心孔時(shí)才能拆卸，否則，會(huì)造成工件各加工表面對(duì)錐堵中心孔的同軸度誤差而影響各工序已加工表面的相互位置精度。采用錐堵或錐套心軸可使主軸各外圓和軸肩的加工具有統(tǒng)一基準(zhǔn)，減少了定位誤差。但它的缺點(diǎn)是要配備許多錐堵或錐套心軸，而且會(huì)引起主軸變形。
（3） 精加工主軸外圓時(shí)也可用外圓本身來定位，即裝夾工件時(shí)以支承軸頸表面本身找正。
此時(shí)可采用可拆卸式錐套心軸，心軸與工件錐孔間有很小的間隙，用螺母和墊圈將心軸壓緊在主軸兩端面上以后，將心軸連同主軸一起裝夾到機(jī)床前后頂尖上，然后找正工件支承軸頸以實(shí)現(xiàn)外圓本身定位。此時(shí)只需備幾套心軸，從而簡化了工藝裝備及其管理工作。
主軸大端錐孔精磨時(shí)也可以主軸頸外圓為定位基準(zhǔn)。主軸頸是主軸的裝配基準(zhǔn)，也是測(cè)量基準(zhǔn)，這樣，三種基準(zhǔn)重和，就不會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)不符誤差，從而可靠地保證了大端錐孔相對(duì)主軸頸的同軸度要求。
三、熱處理工序的安排 熱處理工序是主軸加工的重要工序，它包括：
（1）毛坯熱處理。主軸鍛造后要進(jìn)行正火或退火處理，以消除鍛造內(nèi)應(yīng)力，改善金相組織、細(xì)化晶粒、降低硬度、改善切削加工性。
（2）預(yù)備熱處理。通常采用調(diào)質(zhì)火正火處理，安排在粗加工之后進(jìn)行，以得到均勻細(xì)密的回火索氏體組織，使主軸既獲得一定的硬度和強(qiáng)度，又有良好的沖擊韌性，同時(shí)也可以消除粗加工應(yīng)力。精密主軸經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，需要切割式樣作金相組織檢查。
（3）最終熱處理。一般安排在粗磨前進(jìn)行，目的是提高主軸表面硬度，并在保持心部韌性的同時(shí)，使主軸頸或工作 表面獲得高的耐磨性和抗疲勞性，以保證主軸的工作精度和使用壽命。最終熱處理的方法有局部加熱淬火后回火、滲碳滲火和滲氮等，具體應(yīng)視主軸材料而定。滲碳淬火后還需要進(jìn)行低溫回火處理，對(duì)不需要滲碳的不玩可以鍍銅保護(hù)或預(yù)放加工余量后再去碳層。
（4）定性處理 對(duì)于精度要求很高的主軸，在淬火、回火后或粗磨工序后，還需要定性處理。定性處理的方法有低溫人工時(shí)效和冰冷處理等，目的是消除淬火應(yīng)力或加工應(yīng)力，促使參與奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，穩(wěn)定金相組織，從而提高主軸的尺寸穩(wěn)定性，使之長期保持精度。普通精度的CA6140不需要進(jìn)行定性處理。
四、加工順序的安排 安排的加工順序應(yīng)能使各工序和整個(gè)工藝過程最經(jīng)濟(jì)合理
按照粗精分開、先粗后精的原則，各表面的加工應(yīng)按由粗到精的順序按加工階段進(jìn)行安排，逐步提高各表面的精度和減小其表面粗糙度值。同時(shí)還應(yīng)考慮以下各點(diǎn)：
（1）主軸深孔加工應(yīng)安排在外圓粗車之后。這樣可以有一個(gè)較精確的外圓來定位加工深孔，有利于保證深孔加工的壁厚均勻；而外圓粗加工時(shí)又能以深孔鉆出前的中心孔為統(tǒng)一基準(zhǔn)。
（2）各次要表面如螺紋、鍵槽及螺孔的加工應(yīng)安排在熱處理后、粗磨前或粗磨后。這樣可以較好地保證其相互位置精度，又不致碰傷重要的精加工表面。
（3）外圓精磨加工應(yīng)安排在內(nèi)錐孔精磨之前。這是因?yàn)橐酝鈭A定位來精磨內(nèi)錐孔更容易保證它們之間的相互位置精度。
（4）各工序定位基準(zhǔn)面的加工應(yīng)安排在該工序之前。這樣可以保證各工序的定位精度，使各工序的加工達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求。
（5）對(duì)于精密主軸更要嚴(yán)格按照粗精分開、先粗后精的原則，而且，各階段的工序還要細(xì)分。
上一個(gè)：車床主軸都有什么用途？
下一個(gè)：機(jī)床主軸有哪幾項(xiàng)功能是必要的？
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