机床主轴加工工艺过程都有哪些要求?
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发布时间：2022-04-24 05:46
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懂视网
时间：2022-08-20 19:01
机床主轴的加工工艺路线：下料→备锻造毛坯→正火→机械粗加工→调质→机械半精加工车外圆+钻中心孔+铣键槽→锥孔及外锥体的局部淬火、回火→车各空刀槽+粗磨(外圆、锥孔、外锥体)+滚铣花键→花键高频淬火、回火精磨(外圆、锥孔、外锥体)。
热心网友
时间：2023-05-03 07:57
一、加工阶段的划分
主轴加工通常划分为三个阶段，即粗加工、半精加工和精加工。各阶段的划分大致以热处理为界。划分阶段和合理安排工序是为了保证加工质量，达到较高的生产效率和花费最少的生产成本。
一般精度的主轴，精磨可作为最终工序。对于精密机床的主轴，还应有光整加工阶段，以获得较小的表面粗糙度值，有时也是为了达到更高的尺寸精度和配合要求。
二、定位基准的选择
轴类零件一般能以本身中心孔作为统一基准，但带中心通孔的主轴则不能做到这一点，因而必须交替使用中心孔和外圆表面作为定位基准。例如外圆粗加工时可以中心孔为定位基准，但中心孔随着深孔加工而消失，因此必须重新建立外圆加工的基面。一般有以下三种方法：
（1） 当中心通孔直径较小时，可直接在孔口倒出宽度不大于2mm的60度锥面来代替中心孔。若中心通孔直径较大，则可视具体情况采用其他方法。C6140型机床主轴属于一般要求的主轴，为了简化工艺装备，半精加工外圆和车螺纹工序就可采用小端孔口锥面和大端外圆作为定位基准，同事采取一定的工序措施来保证定位精度。例如热处理后的工序 半精车小端面、内孔及倒角，就是为了纠正主轴调质后发生的变形，使工序的小端孔口锥面与尾座顶尖接触良好。又如热处理后的工序精车小端莫氏锥孔、端面及倒角，是为了保证工序车螺纹时的定位精度。同时，工艺上还规定工件装夹后应找正100mm、80mm外圆的径向圆跳动小于0.03mm，如果超差，则需重新修整小端孔口锥面。
（2） 采用锥形堵塞或锥套心轴。是一种锥堵的形式，其锥度与工件端部定位孔的锥度相同。当工件孔为圆柱通孔时，锥堵锥度为1：500。当工件孔的锥度较大时，可采用锥套心轴。
使用锥堵火锥套心轴时，在加工中途一般不能更换或拆卸，要到精磨完各档外圆，不需使用中心孔时才能拆卸，否则，会造成工件各加工表面对锥堵中心孔的同轴度误差而影响各工序已加工表面的相互位置精度。采用锥堵或锥套心轴可使主轴各外圆和轴肩的加工具有统一基准，减少了定位误差。但它的缺点是要配备许多锥堵或锥套心轴，而且会引起主轴变形。
（3） 精加工主轴外圆时也可用外圆本身来定位，即装夹工件时以支承轴颈表面本身找正。
此时可采用可拆卸式锥套心轴，心轴与工件锥孔间有很小的间隙，用螺母和垫圈将心轴压紧在主轴两端面上以后，将心轴连同主轴一起装夹到机床前后顶尖上，然后找正工件支承轴颈以实现外圆本身定位。此时只需备几套心轴，从而简化了工艺装备及其管理工作。
主轴大端锥孔精磨时也可以主轴颈外圆为定位基准。主轴颈是主轴的装配基准，也是测量基准，这样，三种基准重和，就不会产生基准不符误差，从而可靠地保证了大端锥孔相对主轴颈的同轴度要求。
三、热处理工序的安排 热处理工序是主轴加工的重要工序，它包括：
（1）毛坯热处理。主轴锻造后要进行正火或退火处理，以消除锻造内应力，改善金相组织、细化晶粒、降低硬度、改善切削加工性。
（2）预备热处理。通常采用调质火正火处理，安排在粗加工之后进行，以得到均匀细密的回火索氏体组织，使主轴既获得一定的硬度和强度，又有良好的冲击韧性，同时也可以消除粗加工应力。精密主轴经调质处理后，需要切割式样作金相组织检查。
（3）最终热处理。一般安排在粗磨前进行，目的是提高主轴表面硬度，并在保持心部韧性的同时，使主轴颈或工作 表面获得高的耐磨性和抗疲劳性，以保证主轴的工作精度和使用寿命。最终热处理的方法有局部加热淬火后回火、渗碳渗火和渗氮等，具体应视主轴材料而定。渗碳淬火后还需要进行低温回火处理，对不需要渗碳的不玩可以镀铜保护或预放加工余量后再去碳层。
（4）定性处理 对于精度要求很高的主轴，在淬火、回火后或粗磨工序后，还需要定性处理。定性处理的方法有低温人工时效和冰冷处理等，目的是消除淬火应力或加工应力，促使参与奥氏体转变为马氏体，稳定金相组织，从而提高主轴的尺寸稳定性，使之长期保持精度。普通精度的CA6140不需要进行定性处理。
四、加工顺序的安排 安排的加工顺序应能使各工序和整个工艺过程最经济合理
按照粗精分开、先粗后精的原则，各表面的加工应按由粗到精的顺序按加工阶段进行安排，逐步提高各表面的精度和减小其表面粗糙度值。同时还应考虑以下各点：
（1）主轴深孔加工应安排在外圆粗车之后。这样可以有一个较精确的外圆来定位加工深孔，有利于保证深孔加工的壁厚均匀；而外圆粗加工时又能以深孔钻出前的中心孔为统一基准。
（2）各次要表面如螺纹、键槽及螺孔的加工应安排在热处理后、粗磨前或粗磨后。这样可以较好地保证其相互位置精度，又不致碰伤重要的精加工表面。
（3）外圆精磨加工应安排在内锥孔精磨之前。这是因为以外圆定位来精磨内锥孔更容易保证它们之间的相互位置精度。
（4）各工序定位基准面的加工应安排在该工序之前。这样可以保证各工序的定位精度，使各工序的加工达到规定的技术要求。
（5）对于精密主轴更要严格按照粗精分开、先粗后精的原则，而且，各阶段的工序还要细分。
