車床主軸的制造工藝

1、車床主軸的制造與加工(劉繼禹谷威甘周群)(南通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)093江蘇南通226019)摘要摘要：在傳統(tǒng)機(jī)械加工中，車床作為一種通用設(shè)備，在基層中被廣泛應(yīng)用，具有不可或缺的地位。車床主軸是車床中十分重要的結(jié)構(gòu)件之一，主要用于支撐傳動(dòng)零件（如齒輪，帶輪）及傳遞扭矩。本本文通過分析車床主軸工作條件及使用性能要求，確定毛坯材料及毛坯制造方法，制定其加工工藝路線并對(duì)加工工藝過程簡要分析。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：車床主軸毛坯加工工藝中圖分類號(hào)：TH13

2、3.2TheManufacturingMachiningoftheMrelofaLathe(LiuJiyuGuWeiGanZhouqun)(AcademyofMechanicalEngineeringofNantongUniversityJiangsuNantongChina)Abstract:Intraditionalmachinerymanufacturingasageneralequipmentalatheisessentiall

3、ywidelyused.Themreloneofthemostimptantpartsinalatheisoftenusedtosuppttransmissionpartsmediumsuchasgearspulleysdelivertsionalmoment.Inthispaperweanalysewkingconditionsserviceabilityofthemrelbasicmaterialmakeaprocessroutew

4、ithabriefevaluationintheend..KeyWds:themrelofalathebasicmaterialmachineryprocess1.1.車床主軸工作條件及性能要求車床主軸工作條件及性能要求1.11.1工作條件工作條件軸是機(jī)械中廣泛使用的重要結(jié)構(gòu)件，其主要作用是支撐傳動(dòng)零件并傳遞扭矩。主軸的工作條件為：(1)承受交變扭轉(zhuǎn)載荷，交變彎曲載荷或拉壓載荷；(2)局部（軸頸，花鍵等處）承受摩擦和磨損；(3)在特殊條

5、件下受溫度和介質(zhì)作用。車床主軸性能要求1.21.2性能要求性能要求軸的失效方式主要是疲勞斷裂和軸頸處磨損，有時(shí)也發(fā)生過載斷裂，個(gè)別情況下發(fā)生塑性變形或腐蝕失效。根據(jù)軸的工作條件及失效方式，軸的材料應(yīng)具備如下性能：(1)高的疲勞強(qiáng)度，防止軸疲勞斷裂；(2)優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，即強(qiáng)度和塑性，韌性有良好配合，以防止過載和沖擊斷裂；(3)局部承受摩擦的部位應(yīng)具有高硬度和耐磨性，防止磨損失效；(4)在特殊條件下工作的軸材料應(yīng)具有特殊性能，如蠕變抗

6、力，耐腐蝕性等。2.2.車床主軸毛坯材料及毛坯制造方法車床主軸毛坯材料及毛坯制造方法車床主軸是典型的承受交變扭轉(zhuǎn)彎曲應(yīng)力復(fù)合作用的軸件，承受中等載荷及轉(zhuǎn)速，并承受一定沖擊載荷作用，故具有一般的綜合力學(xué)性能即可。但主軸大端內(nèi)錐孔和外錐體經(jīng)常與卡盤，頂針有相對(duì)摩擦；花鍵部位與齒輪有相對(duì)磕碰或相對(duì)滑動(dòng)；在使用軸承時(shí)，軸頸處還要承受一定的摩擦。因而，這些部位要求有較高的硬度及耐磨性。車床主軸大多選用45鋼制造，經(jīng)調(diào)制處理，軸頸花鍵及錐孔等處再進(jìn)

7、行表面淬火強(qiáng)化，從而達(dá)到規(guī)定的24檢驗(yàn)4.4.車床主軸加工工藝過程分析車床主軸加工工藝過程分析（1）定位基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)統(tǒng)一原則：軸類零件的定位基準(zhǔn)，盡量采用兩中心孔，因?yàn)檩S類零件各外圓表面，錐孔，螺紋等表面的同軸度，以及端面對(duì)回轉(zhuǎn)軸線的垂直度等都與主軸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)——軸線有關(guān)，采用兩中心孔定位，符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。還能夠在一次裝夾中盡量多的加工各外圓及端面。（2）加工階段的劃分由于主軸是多階梯帶通孔的零件，切除大量金屬后，會(huì)引起殘余應(yīng)力重新

8、分布而變形，故安排工序時(shí)，一定要粗精分開，先粗后精。主軸的加工就是以重要表面（特別是支撐軸頸）的粗加工，半精加工和精加工為主線，適當(dāng)穿插其他表面的加工工序而組成的工藝路線。粗加工階段為切端面，鉆中心孔，粗車外圓等：半精加工階段是半精車外圓，各輔助表面（銑槽，花鍵，車螺旋等）的加工與表面淬火：精加工階段是主要表面（外圓表面與錐孔）的精加工。（3）熱處理工序的安排粗加工開始前先對(duì)毛坯進(jìn)行正火處理，消除毛坯的鍛造應(yīng)力，調(diào)整硬度，改善切削加工性

9、能，同時(shí)也均勻組織細(xì)化晶粒，為以后的熱處理作組織準(zhǔn)備。調(diào)質(zhì)安排在粗車后，主要是使主軸具有高的綜合力學(xué)性能。表面淬火是為了獲得所要求的表面硬度，錐孔和外錐體部分可采用鹽浴快速加熱并水淬，經(jīng)回火后，其硬度應(yīng)達(dá)到50~45HRC?；ㄦI部分可采用高頻淬火，以減少變形。（4）工序順序的安排安排主軸加工工序的順序時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。①基準(zhǔn)先行首先加工好定位基準(zhǔn)面，主軸加工也總是先安排銑端面鉆中心孔，以便為后續(xù)工序準(zhǔn)備好定位基準(zhǔn)。②深孔加工的安排為了使

10、中心孔能夠在多道工序中使用，希望深孔加工安排在最后。但深孔加工屬粗加工，余最大，發(fā)熱多，變形大，會(huì)破壞已加工的表面精度，故不能放到最后。一般，深孔加工安排在外圓半精車之后，以便有一個(gè)較為精確的頸軸作為定位基準(zhǔn)，這樣加工出的孔容易保證主軸壁厚均勻。③次要表面加工安排主軸上的花鍵，鍵槽，螺紋等次要表面加工。通常均安排在外圓精車或粗磨之后，精磨外圓之前進(jìn)行。如果精車前已銑出鍵槽，精車時(shí)因斷續(xù)切削而易產(chǎn)生振動(dòng)，既影響加工質(zhì)量，又容易損壞刀具，也

11、難控制鍵槽的深度。這些加工也不能放到主要表面精磨之后，否則會(huì)破壞主要表面已獲得的精度（5）主要工序加工方法①中心孔的加工成批生產(chǎn)均用銑端面鉆中心孔機(jī)床來加工中心孔。精密主軸的中心孔加工尤為重要，應(yīng)盡量做到兩端中心孔軸線相互重合，孔的錐度要準(zhǔn)確，與頂尖的接觸面積要大。而且在熱處理后精磨前要多次修研，可用油石修研，用硬質(zhì)合金頂尖修研或用中心孔磨床磨削中心孔。②外圓的加工外圓車削是粗加工和半精加工外圓表面應(yīng)用最廣泛的加工方法。成批生產(chǎn)時(shí)采用轉(zhuǎn)