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关于机床主轴生产加工工艺技术要求的简单介绍


[中华轴承网] 2018/11/1 作者:中华轴承网

机床主轴指的是机床上带动工件或刀具旋转的轴。通常由主轴、轴承和传动件(齿轮或带轮)等组成主轴部件。在机器中主要用来支撑传动零件如齿轮、带轮,传递运动及扭矩,如机床主轴;有的用来装夹工件,如心轴。除了刨床、拉床等主运动为直线运动的机床外,大多数机床都有主轴部件。选择机床主轴生产厂家认准钛浩机械,品质保障,主轴部件的运动精度和结构刚度是决定加工质量和切削效率的重要因素。衡量主轴部件性能的指标主要是旋转精度、刚度和速度适应性。①旋转精度:主轴旋转时在影响加工精度的方向上出现的径向和轴向跳动,主要决定于主轴和轴承的制造和装配质量。②动、静刚度:主要决定于主轴的弯曲刚度、轴承的刚度和阻尼。③速度适应性:允许的最高转速和转速范围,主要决定于轴承的结构和润滑,以及散热条件。


一、轴类零件的功用与结构特点:

1、用途:支撑传动零件(齿轮、皮带轮)、承受载荷、传递转矩,保证装在轴上零件的回转精度。

2、种类:12种,光轴、空心轴、半轴、阶梯轴、花键轴、十字轴、偏心轴、曲轴、凸轮轴。

3、结构特点:内外园柱面、内外园锥面、端面、台阶面、螺纹、花键、键槽、沟槽、横向孔等。

二、机床主轴

1、用途:支撑零件、承受载荷,传递转矩,是机床的核心部件。

2、种类:

(1)普通机床主轴(12类机床用);

(2)机械主轴(主轴单元);

(3)电主轴。


三、轴类零件的技术要求、材料及毛坯

1、技术要求:装轴承的轴颈、装传动件的轴头表面是轴的重要表面,需提出重要技术要求,如:

①尺寸精度:Фh5,Фf7。

②形状精度○ 0.0025,圆柱度0.02 ↗(径跳)0.006 垂直度0.01。

对称度(键槽)0.05。

③表面粗糙度Ra值0.4µm 粗糙度0.8。

④热处理:四种:调质(正火),局部淬火、渗碳、渗氮。


2、材料:

①轻载荷,低速传动,材料45# 铣床、小车床。

热处理:调质(T)220-250HBS或局部整体淬火42-47HRC,或表面感应淬火(G)45-52HRC。

②中载荷,中速中等精度:40Cr,车床,砂轮轴,铣床。

调质220-250HBS,轴颈G 52-57HRC。

③重载荷,高转速,高精度,20CrMnTi,转塔车、齿轮磨、重型齿轮铣,精密丝杠车床,渗碳淬火58-63HRC(1.5mm)

材料:38CrMoAiA,高精度磨床,调质250-280HBS,渗氮≥900HV(>63HRC),0.4-0.5mm。


3、国外机床主轴材料及热处理

①渗碳主轴占50%。

②局部淬火向高含碳量发展,如用50,55,65Mn代替45,40Cr。

③主轴表面喷涂陶瓷。

④不锈钢(高硬度,高耐腐蚀,低粗糙度)。

4、毛坯:锻件,大型结构复杂采用铸件(铸钢,QT)。


四、加工要点及设备

1、加工要点

①支撑轴颈:用来安装支撑轴承,是主轴装配基准面,轴颈面的制造精度直接影响到主轴的回转精度,两轴颈面园度〇0.005,↗0.005,1:12锥面接触率>70%,尺寸精度IT5,Ra0.4µm(9-10)。

②大端部锥孔(MS6)用来安装顶尖或工具锥柄,其轴心线必须与两轴颈轴心线同轴,否则会产生同轴度误差。↗0.01,300mm处+0.01—0.02mm,端跳0.005mm,接触率≥70%--85%,Ra0.4µm,HRC45-50。

③大端部短锥和端面:(1:4,α/2=7°7'30")安装卡盘的定位面,保证卡盘定心精度,该锥面必须与轴颈面同轴,端面需与主轴的回转中心垂直,↗0.008,Ra0.8µm。

④空套齿轮轴颈:与齿轮孔相配合,与轴承支撑轴颈有同轴度要求,否则影响啮合不良,当主轴转速高时,影响齿轮传动平稳性及噪声↗0.015mm。

⑤螺纹:预紧轴承用的,当压紧螺母的端跳过大时,使被压紧的滚动轴承的内环轴心线产生倾斜,从而引起主轴的径向跳动,这是主轴螺旋面误差造成压紧螺母端跳过大的原因之一。选择品质机床主轴认准钛浩,保证螺纹的螺旋角,中径一致时,旋紧螺母后在磨床上靠一下端面。

⑥齿轮定位键,装齿轮后传递扭矩的,尺寸精度N9(上差为0,下差为0.043)对称度0.03mm,注意相互位置。

⑦加工定位基准选择:因外园、内孔、外锥、内锥同轴度要求,端面园跳动较严,要求定位基准统一,重合,互为基准。即加工外园时用两中心孔定位装夹,对通孔轴用锥堵塞到主轴两端孔中,大锥孔时用带堵头的拉杆心轴,加工锥孔时,用两轴颈作基准(V型块)。


2、工序流程

锻件→退火→粗车→调质→半精车→精车→淬火→回火→粗磨→低温时效(高精度轴)→精磨→检验。

3、关键设备

深孔钻镗床T2120(钻孔Ф80,镗孔Ф200,深1000-1800),数控车床CK7150A/1.5,外园磨MG1432C/1.5,锥孔磨WX-065,高频淬火设备,淬火机床,可承接长轴类加工件。


五、订货须知

1、看清主轴总类(车、磨、铣),有何特殊技术要求;

2、原材料尽量用:45,40Cr,20CrMnTi渗碳,尽量不用38CrMoAiA氮化钢;

3、螺母是专用螺母(带图纸),还是标准螺母(GB306-81);

4、配作的孔留多少余量。

 

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标签:润滑与维护

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