『壹』 數控機床主軸的組成和其工作原理
簡單的講,數控機床主軸有幾個部分,1主軸電機
2傳動皮帶,皮帶輪,齒輪箱3主軸心軸(連鼻端) 4主軸軸承5拉刀,松刀機構(加工中心)6加工中心的主軸配重(有配重塊或剎車馬達,油壓配重等)
工作原理我想就是通過傳動部分將主軸電機的旋轉運動變為主軸心軸的旋轉運動,並通過連接帶動刀具或者工件進行旋轉,已達到切削目的.
『貳』 數控機床主軸的組成和其工作原理
工作原理:
由一個中心有軸的光電碼盤,其上有環形通、暗的刻線,有光電發射和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號組合成a、b、c、d,每個正弦波相差90度相位差(相對於一個周波為360度),將c、d信號反向,疊加在a、b兩相上,可增強穩定信號;另每轉輸出一個z相脈沖以代表零位參考位。
由於a、b兩相相差90度,可通過比較a相在前還是b相在前,以判別編碼器的正轉與反轉,通過零位脈沖,可獲得編碼器的零位參考位。
主要控制機床主軸的轉速,正反轉,和主軸定位。
『叄』 數控機床主軸加工都有哪些要求
數控機床主軸是主軸組件中的重要組成部分。的結構尺寸開關、製造精度、材料及其熱處理等對整個主軸組件乃至主傳動系統的工作性能都有很大的影響。數控機床主軸的以上設計參數隨著機床的不同以及主傳動系統的設計要求的不同而不同。
數控機床主軸的結構設計主要考慮主軸的平均直徑,主軸內孔直徑、懸伸長度和支承跨距。主軸上裝有各種零件,由於裝配的需要,主軸直徑通常是從前向後或是從中間向兩端逐漸減少,成階梯狀。
(1)數控機床主軸平均直徑。主軸直徑包括三個參數;主軸前軸徑、後輕徑和主軸平均直徑。主軸平均走私對主軸部件的風度影響較大。主軸平均直徑越大,剛度越高,主軸本身彎曲變形所引起的主軸軸端位移越小。但是主軸平均直徑越大,主軸箱結構尺寸就越大,軸承和軸上其零件的尺寸相應增大。主軸直徑的實際尺寸應該在主軸組件的結構設計時確定,在滿足主軸剛度的條件下,直徑宜選較小值。在設計時還應注意使前後軸徑差值盡量減小,以提高風度的工藝性能。
(2)數控機床主軸內孔直徑。主軸內孔徑和機床類型有關,主要用來通過棒料、拉桿、鏜桿或頂出頂尖等。主軸孔徑越大,可通過的棒料走私就越大,機床的加工范圍就越廣,主軸組件就越輕。主軸的孔徑主要是受主軸風度的制約。當主軸的孔徑與主軸平均直徑之比小於0.3時,內孔對主軸的剛度幾乎沒有影響;當比值0.5時,空心主軸的剛度大約為相同直徑實心主軸風度的90%;當比值為0.7時,剛度削弱量約為25%;當比值大於0.7時,空心主軸的風度就會急劇下降。一般情況下可取比值在0.5左右。
(3)數控機床主軸懸伸長度。主軸的懸伸長度是指主軸前端主軸前支承中點的距離。懸伸長度的大小取決於主軸端部的結構形式和尺寸、前支承的軸承配置和密封裝置等,有的還和機床的其參數有關,如工作台的結構配置等。主軸的懸伸長度對主軸的風度影響很大。主軸懸伸長度越短,其剛度越高。因此,確定懸伸長度的原則是在滿足結構要求的前提下,盡可能取較小值。
(4)數控機床主軸支承跨距。主軸支承跨距是指主軸相信兩支承的支反力作用點之間的距離。合理確定主軸支承跨距是獲得主軸組件最大靜風度的重要條件之一。主軸的最佳支承跨距可使主軸組件前端位移最小。
(5)數控機床主軸端部結構。主軸的端部是主軸與工件或工具聯系的結合部位,要求夾具和刀具在軸端定位精度高,定位剛度好,裝卸方便,同時使主軸的懸伸量小。其結構開關由機床類型和夾具(或刀具)的開關而定。因為夾具和刀具都已經標准化了,所以通用機床的主軸軸端形狀和尺寸也已經標准化。
(6)數控機床主軸材料和熱處理。對於一般機床而主,決定主軸材料及其熱處理的主要依據是主軸的風度要求、耐磨性、載荷特點。主軸的材料道選鋼材,特別是價格便宜的中碳鋼(如45鋼)。當載荷特別大或有較大沖擊是,或者精密機床的主軸需要減少熱處理後的變形等情況時,才地選用合金鋼。主軸常用的熱處理方式是高掛、滲氮和感應淬火等。
『肆』 同軸度最高的零件是怎麼做來出的或者告訴我最精密的磨床的主軸是怎麼加工出來的。
不管普通磨床,還是超精磨磨床主軸,最後都是用超精磨磨的,主要是達到工藝要求的,圓度和粗糙度,同軸度是兩頂針保證的,磨床主軸是動壓或靜壓的,保證了主軸旋轉精度
『伍』 主軸加工都有什麼要求
機床主軸是一種典型的軸類零件,它是機床的關鍵零件之一,它把迴旋運動和轉矩通過主軸端部的傢具傳遞給工件或刀具。因此在工作中主軸要承受轉矩和彎矩,而且還要求有很高的回轉精度。因此,主軸的製造質量將直接影響到整台機床的工作精度和使用壽命。 選擇各種高品質機床主軸認准鈦浩,專業品質保障,因為專業,所以卓越!主軸零件圖上規定了一系列技術要求,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精度和剛度、良好的耐磨性和尺寸穩定性。
制定機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量,達到較高的生產效率和花費最少的生產成本。
一般精度的主軸,精磨可作為最終工序。對於精密機床的主軸,還應有光整加工階段,以獲得較小的表面粗糙度值,有時也是為了達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一基準,但帶中心通孔的主軸則不能做到這一點,因而必須交替使用中心孔和外圓表面作為定位基準。例如外圓粗加工時可以中心孔為定位基準,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) 當中心通孔直徑較小時,可直接在孔口倒出寬度不大於2mm的60度錐面來代替中心孔。若中心通孔直徑較大,則可視具體情況採用其他方法。C6140型機床主軸屬於一般要求的主軸,為了簡化工藝裝備,半精加工外圓和車螺紋工序就可採用小端孔口錐面和大端外圓作為定位基準,同事採取一定的工序措施來保證定位精度。例如熱處理後的工序 半精車小端面、內孔及倒角,就是為了糾正主軸調質後發生的變形,使工序的小端孔口錐面與尾座頂尖接觸良好。又如熱處理後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的定位精度。同時,工藝上還規定工件裝夾後應找正100mm、80mm外圓的徑向圓跳動小於0.03mm,如果超差,則需重新修整小端孔口錐面。
(2) 採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。當工件孔為圓柱通孔時,錐堵錐度為1:500。當工件孔的錐度較大時,可採用錐套心軸。使用錐堵火錐套心軸時,在加工中途一般不能更換或拆卸,要到精磨完各檔外圓,不需使用中心孔時才能拆卸,否則,會造成工件各加工表面對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。採用錐堵或錐套心軸可使主軸各外圓和軸肩的加工具有統一基準,減少了定位誤差。但它的缺點是要配備許多錐堵或錐套心軸,而且會引起主軸變形。
(3) 精加工主軸外圓時也可用外圓本身來定位,即裝夾工件時以支承軸頸表面本身找正。
此時可採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後,將心軸連同主軸一起裝夾到機床前後頂尖上,然後找正工件支承軸頸以實現外圓本身定位。此時只需備幾套心軸,從而簡化了工藝裝備及其管理工作。主軸大端錐孔精磨時也可以主軸頸外圓為定位基準。主軸頸是主軸的裝配基準,也是測量基準,這樣,三種基準重和,就不會產生基準不符誤差,從而可靠地保證了大端錐孔相對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。主軸鍛造後要進行正火或退火處理,以消除鍛造內應力,改善金相組織、細化晶粒、降低硬度、改善切削加工性。
(2)預備熱處理。通常採用調質火正火處理,安排在粗加工之後進行,以得到均勻細密的回火索氏體組織,使主軸既獲得一定的硬度和強度,又有良好的沖擊韌性,同時也可以消除粗加工應力。精密主軸經調質處理後,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行,目的是提高主軸表面硬度,並在保持心部韌性的同時,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後回火、滲碳滲火和滲氮等,具體應視主軸材料而定。滲碳淬火後還需要進行低溫回火處理,對不需要滲碳的不玩可以鍍銅保護或預放加工餘量後再去碳層。
(4)定性處理 對於精度要求很高的主軸,在淬火、回火後或粗磨工序後,還需要定性處理。定性處理的方法有低溫人工時效和冰冷處理等,目的是消除淬火應力或加工應力,促使參與奧氏體轉變為馬氏體,穩定金相組織,從而提高主軸的尺寸穩定性,使之長期保持精度。普通精度的CA6140不需要進行定性處理。
四、加工順序的安排 安排的加工順序應能使各工序和整個工藝過程最經濟合理按照粗精分開、先粗後精的原則,各表面的加工應按由粗到精的順序按加工階段進行安排,逐步提高各表面的精度和減小其表面粗糙度值。同時還應考慮以下各點:
(1)主軸深孔加工應安排在外圓粗車之後。這樣可以有一個較精確的外圓來定位加工深孔,有利於保證深孔加工的壁厚均勻;而外圓粗加工時又能以深孔鑽出前的中心孔為統一基準。
(2)各次要表面如螺紋、鍵槽及螺孔的加工應安排在熱處理後、粗磨前或粗磨後。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)外圓精磨加工應安排在內錐孔精磨之前。這是因為以外圓定位來精磨內錐孔更容易保證它們之間的相互位置精度。
(4)各工序定位基準面的加工應安排在該工序之前。這樣可以保證各工序的定位精度,使各工序的加工達到規定的技術要求。
(5)對於精密主軸更要嚴格按照粗精分開、先粗後精的原則,而且,各階段的工序還要細分。
『陸』 長軸用車床是怎麼加工的
用數控車床車長軸一般不是車細長軸的話只需要有尾頂就可以加工了,下面我們主要講講細長軸的加工方法,所謂的細長軸的一般是指長徑比超過25的零部件,一般加工細長軸採用以下三種方法:
1、跟刀架:採用跟刀架的目的就是抵消加工時徑向的切削力對工件影響,減小切削振動及工件剛性不足的變形,在使用跟刀架時必須保證數床的中心與跟刀架的中心一致,由於跟刀架的特性不適用與需要二次車削的工件,只能一次車到位;
2、採用液壓中心架可在加工中在卡盤與尾座中點再做一個支撐點,這樣等與三點支撐,對工件的中間因剛性問題產生的變形進行支撐,這樣保證了長軸加工中的精度,同時也解決了跟刀架不能二次車削的問題;
3、採用走心機加工:對於直徑32以下的加工精度要求較高的零件建議採用走心機加工,採用長棒料加工,可以一次成型,省人省力高效高精度。
細長軸剛性較差,在加工過程中因機床及刀具多因素等影響,工件易產生彎曲腰鼓形,多角形,竹節形等等缺陷,特別是磨削加工中一般尺寸較差,表面粗糙度又要求較高,又因磨削時工件一般要求淬火式調質等熱處理要求,磨削時的切削熱更容易引起工件變形等等,因此如何解決好上述的問題,便成了加工超細長軸關鍵問題。
在細長軸的車削時,除了要解決細長軸的剛性不足而產生的彎曲、振動之外,還要注意的是細長軸在加工中也易出現錐度、中凹度、竹節形等。
1、錐度的產生是由於頂類和主軸中心不同軸或刀具磨損等造成的。解決的辦法就是調整機床精度,選用較好的刀具材料和採用合理的幾何角度。
2、中凹度是兩頭大、中間小現象,影響工件直線度。其產生的原因是跟刀架外側支承爪壓得太緊,在離後頂類或車頭近處,因材料的剛性強頂不過來,故造成工件兩頭直徑大,而中間的剛性相對較弱,支承爪就會從外側頂過來,從而加大了吃刀深度,所以中間凹。解決的方法是讓支承爪不要過緊或過松。
3、竹節形是工件直徑不等或表面等距不平的現象,這也是跟刀架外側支承爪和工件接觸過緊(過松)或頂尖精度差造成的。
在進行切削時,由於支承爪接觸工件過緊,當跟刀架行進到此處時,將把工件頂向刀尖,增大了吃刀深度,使此工件直徑變小,由於變小後由間隙產生,切削時的徑向力又把工件推到和跟刀架支承爪接觸,此時,工件的直徑又變大了,這樣不斷重復,有規律的變化,使工件一段大,一段小形在竹節。解決的辦法就職首選精度高的活頂尖,並採取不停車跟刀的方法,其次還可採用寬刀刃的方法來消除竹節形。
因此,在細長軸的切削過程中,要採取不同的方法,高速小吃刀量或低速大吃刀量反向切削的方法,來改善切削系統,同時配有中心架或跟刀架來增加工藝系統的剛性。才能更好的完成細長軸的切削。
『柒』 車床主軸的結構原理是什麼
車床主軸指的是機床上帶動工件或刀具旋轉的軸。通常由主軸、軸承和傳動件(齒輪或帶輪)等組成主軸部件。在機器中主要用來支撐傳動零件如齒輪、帶輪,傳遞運動及扭矩,如機床主軸;有的用來裝夾工件,如心軸。除了刨床、拉床等主運動為直線運動的機床外,大多數機床都有主軸部件。選擇高品質車床主軸認准鈦浩,專業品質保障!因為專業,所以卓越!主軸部件的運動精度和結構剛度是決定加工質量和切削效率的重要因素。
衡量主軸部件性能的指標主要是旋轉精度、剛度和速度適應性。①旋轉精度:主軸旋轉時在影響加工精度的方向上出現的徑向和軸向跳動(見形位公差),主要決定於主軸和軸承的製造和裝配質量。②動、靜剛度:主要決定於主軸的彎曲剛度、軸承的剛度和阻尼。③速度適應性:允許的最高轉速和轉速范圍,主要決定於軸承的結構和潤滑,以及散熱條件。
主軸材料通常選用45他、65Mn、40Cr等牌號的鋼材。其中65Mn、40Cr的淬透性較好,經調質和表面高頻淬火後可獲得較高的綜合力學性能和耐磨性。當要求主軸在高精度、高轉速和重載荷下工作時,可選用18CrMNTi、20Cr、20Mn2B等牌號的低碳合金鋼。這些材料經滲碳淬火後,淬火表面層具有壓應力,可使其抗彎疲勞強度提高,但熱處理工藝性較差,變形較大。精度主軸可選用38CrMoALA滲氮鋼,它的表面硬度和疲勞強度更高,而且,滲氮層還具有抗腐蝕、熱處理變形小的優點。
主軸的毛胚多採用鍛件。生產批量較小時常採用自由鍛,其所需的設備簡單,但毛坯精度較差,餘量達10mm以上;採用模鍛可以鍛造形狀較復雜的毛坯,加工餘量也較少,有利於減少機械加工勞動量,故在成批生產中廣泛應用。精密模鍛是鍛造生產的一項先進工藝,它能鍛造出形狀復雜、精度較高的毛坯。此外,也有採用由無縫鋼管局部鐓粗的多軸自動車床主軸毛坯。
『捌』 車床主軸怎麼加工
主軸的典型加工工藝路線為:下料→鍛造→正火→粗加工→調質→半精加工→淬火→粗磨→精磨。 主軸毛坯通常採用45號鋼鍛打而成,鍛打後的毛坯材質較硬,一般要進行正火處理。
粗車各級外圓(均留餘量6mm)
2.1 工件的裝夾 已知,毛坯的直徑較大,長度較長,為減少變形,一般採用一夾一頂法進行粗車。限於實訓現有的車床設備條件,車床床頭主軸孔不能穿過毛坯最大的外圓,因而在實際加工中多數安排在鏜床或鑽床上加工出毛坯小端的中心孔,並且要求該中心孔不能過小,否則會由於支承面的接觸面積過小而影響車削時的受力情況。一般採用a6的中心鑽來鑽此中心孔。
2.2 粗車各級外圓
粗車毛坯各級外圓後的形狀和尺寸外圓各尺寸均留餘量6mm為半精加工做准備。在粗加工過程中,經常有出現排屑不暢順、車刀重修磨的頻率快、加工速度慢等現象,經仔細觀察和考慮,決定從以下幾方面進行改進。
(1)選擇合適的粗加工車床。由於毛坯較大,並且有較多的加工餘量,因而需選擇剛性足,能承受較大切削力的車床進行加工,結合實訓場地現有設備,決定選用c630型普通車床進行粗加工。
(2)選擇合適的粗加工刀具。在切削過程中,刀具由於受力、熱和摩擦的作用而產生磨損。刀具切削部分應滿足高硬度、足夠的強度和韌性、高耐磨性、高耐熱性等的切削性能要求,故決定選用代號為yt5的硬質合金車刀進行粗車;在車刀幾何角度的選擇上,主要考慮主副偏角、主副後角、前角、刃傾角等角度不宜過大,否則影響刀頭強度,決定採用750硬質合金粗車刀,為保證切削過程中切屑能自行折斷,從而使切削順利進行,車刀前刀面決定採用b×a為4.5×0.6的的斷屑槽尺寸。
(3)選擇合適的切削用量。在車刀的刃磨角度確定後,關鍵是如何合理選擇好切削用量。所謂合理選擇切削用量,是指在刀具角度選好以後,合理確定吃刀深度ap,走刀量f和切削速度v(應把v換算成主軸轉速n,以便調整機床)進行切削加工,以充分發揮機床和刀具的效能,提高勞動生產率。
合理的切削用量,應能滿足以下幾點基本要求。
(1)保證安全,不致發生人身事故(或使操作者過分緊張)或損壞機床、刀具等事故。
(2)保證工件加工面的粗糙度和精度。
(3)在滿足以上兩項要求的前提下,要充分發揮機床的潛力和刀具的切削性能,盡可能選用較大的切削用量,使機動時間少,生產率最高,成本最低。
(4)不允許超過機床功率,在工藝系統剛性條件下,不能產生過大的變形和振動。
由切削過程的基本規律可知,影響刀具耐用度最小的是ap、其次是f、最大是v。這是因為v對切削溫度的影響最明顯。所以選擇切削用量的次序是:首先應當盡量取大的ap;當ap受到其他限制時(例如加工餘量很小),再盡可能用較大的f,當f受到限制(例如加工表面粗糙度要求的限制、切削力的限制等),最後才考慮用較大的v。
根據上述原則,粗車主軸的切削用量選用如下:吃刀深度ap約8~10mm/刀,走刀量f約為0.4~0.5mm/r,轉速n約200~300r/min左右,實踐證明其加工效率較為理想。
扶架裝夾,分兩頭鑽孔φ39 粗加工完畢後,接著對主軸的中心通孔進行加工。根據實訓場地的現有設備,決定採用傳統鑽孔加工方法。由於鑽頭的實際長度有限,所以總的加工思路是:中心架裝夾,分兩頭鑽孔φ39。
(1)鑽孔前,用中心架扶好已車的其中一段外圓,調整好後,退出尾座,用普通的鑽頭先鑽一段,再用加長鑽頭續鑽,在用加長鑽鑽孔時,特別要注意勤退屑,並澆注充分的冷卻液,否則鑽頭容易卡死在孔里,不能取出。
(2)這邊孔鑽完後,調頭夾φ96外圓,車端面總長(留 4mm餘量),粗車φ8912外圓,並將孔鑽穿。
(3)為使材料得到較均勻的金相組織和理想的綜合機械性能,此工藝完畢後要進行調質處理。
(4)調質後,零件會產生變形,因此在此基礎上將已粗車的外圓再粗車一次,餘量留2mm~3mm,並將其中φ58和φ86的兩級外圓車削到規定的公差,為車內錐孔時的裝夾做准備。
扶架裝夾,車兩端錐孔,莫氏五號錐孔留餘量0.6mm~0.8mm,總長留餘量2mm
在車主軸內錐孔前,首先用一夾一扶裝夾把工件校正,否則下一工序精車時餘量不夠足。由於主軸大端的莫氏5號內錐孔要磨削,因而在車削此孔時必須認真檢查清楚車出的錐度是否正確,一般採用外錐規檢查,配合的接觸面要達60%以上,並車至留磨尺寸,一般餘量是0.6mm~0.8mm以滿足下一道工藝的加工要求。
配塞,莫氏5號塞帶螺紋,要求能拆御重復使用 螺紋錐塞在車削主軸前應加工好,其作用是打入主軸錐孔內作其它工序支承用,在車削時要求外錐應與中心孔同軸。此塞配車螺紋的目的是為了方便裝錐塞後能容易拆卸下來,並可重復使用,以備下次加工時不需要再配車。
用兩頂尖法裝夾,半精加工各級外圓和錐度(均留餘量0.7mm~0.8mm);車最大外圓長度至;切槽,車三角螺紋 在半精車時,由於零件圖的尺寸較多,曾出現過將花鍵槽底的尺寸誤看成外圓尺寸而將主軸車廢的現象,並且外圓和長度都還需留有。
餘量用於磨削。因此,對相關尺寸進行整理後,定出了加工要求,加工時方便了很多,並且質量有保證。 首先用兩頂尖裝夾將有關外圓、然後根據圖紙要求進行倒角,車削加工完畢後,由於主軸要進行磨削加工,主軸的各級外圓的軸肩都設計了磨削越程槽,為了避免或減少切削產生的振動,我再次採用一頂一夾的裝夾方法進行加工各槽, 車削外三角螺紋時,由於螺紋直徑較大,若用高速鋼車刀低速車削效果欠佳,速度慢,車出的螺紋粗糙度較差,筆者採用合金螺紋車刀中高速車削,車出的螺紋兩側粗糙度就能保證以上要求; 車完螺紋後,再用兩頂尖裝夾加工外錐,特別是右端的外錐,若在車外圓時一齊加工,會影響切槽或車螺紋時的裝夾,所以將車削加工錐度的工序放到最後,工件車削完後,重新檢查有關尺寸是否正確,才可拆下,車削完畢後轉銑削和磨削。 磨削時,為了保證主軸的加工精度,要求磨削工藝為:先粗磨外圓,再用一夾(夾緊處加鋼絲)一扶,粗精磨主軸前端莫氏5號錐孔,再配前頂尖,兩頂尖裝夾(以加工好的孔定位)精磨外圓至圖紙尺寸,最後塗上防銹油。
結語 採用以上加工工藝車削主軸,零件的加工精度和質量得到保證,合格率達100%,並且加工時間比原來制定的工時數有所減少,提高了加工效率。
『玖』 車床主軸的加工工藝都有哪些要求
機床主軸是一種典型的軸類零件,它是機床的關鍵零件之一,它把迴旋運動和轉矩通過主軸端部的傢具傳遞給工件或刀具。因此在工作中主軸要承受轉矩和彎矩,而且還要求有很高的回轉精度。因此,主軸的製造質量將直接影響到整台機床的工作精度和使用壽命。 選擇各種高品質機床主軸認准鈦浩,專業品質保障,因為專業,所以卓越!主軸零件圖上規定了一系列技術要求,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精度和剛度、良好的耐磨性和尺寸穩定性。
制定機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量,達到較高的生產效率和花費最少的生產成本。
一般精度的主軸,精磨可作為最終工序。對於精密機床的主軸,還應有光整加工階段,以獲得較小的表面粗糙度值,有時也是為了達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一基準,但帶中心通孔的主軸則不能做到這一點,因而必須交替使用中心孔和外圓表面作為定位基準。例如外圓粗加工時可以中心孔為定位基準,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) 當中心通孔直徑較小時,可直接在孔口倒出寬度不大於2mm的60度錐面來代替中心孔。若中心通孔直徑較大,則可視具體情況採用其他方法。C6140型機床主軸屬於一般要求的主軸,為了簡化工藝裝備,半精加工外圓和車螺紋工序就可採用小端孔口錐面和大端外圓作為定位基準,同事採取一定的工序措施來保證定位精度。例如熱處理後的工序 半精車小端面、內孔及倒角,就是為了糾正主軸調質後發生的變形,使工序的小端孔口錐面與尾座頂尖接觸良好。又如熱處理後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的定位精度。同時,工藝上還規定工件裝夾後應找正100mm、80mm外圓的徑向圓跳動小於0.03mm,如果超差,則需重新修整小端孔口錐面。
(2) 採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。當工件孔為圓柱通孔時,錐堵錐度為1:500。當工件孔的錐度較大時,可採用錐套心軸。使用錐堵火錐套心軸時,在加工中途一般不能更換或拆卸,要到精磨完各檔外圓,不需使用中心孔時才能拆卸,否則,會造成工件各加工表面對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。採用錐堵或錐套心軸可使主軸各外圓和軸肩的加工具有統一基準,減少了定位誤差。但它的缺點是要配備許多錐堵或錐套心軸,而且會引起主軸變形。
(3) 精加工主軸外圓時也可用外圓本身來定位,即裝夾工件時以支承軸頸表面本身找正。
此時可採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後,將心軸連同主軸一起裝夾到機床前後頂尖上,然後找正工件支承軸頸以實現外圓本身定位。此時只需備幾套心軸,從而簡化了工藝裝備及其管理工作。主軸大端錐孔精磨時也可以主軸頸外圓為定位基準。主軸頸是主軸的裝配基準,也是測量基準,這樣,三種基準重和,就不會產生基準不符誤差,從而可靠地保證了大端錐孔相對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。主軸鍛造後要進行正火或退火處理,以消除鍛造內應力,改善金相組織、細化晶粒、降低硬度、改善切削加工性。
(2)預備熱處理。通常採用調質火正火處理,安排在粗加工之後進行,以得到均勻細密的回火索氏體組織,使主軸既獲得一定的硬度和強度,又有良好的沖擊韌性,同時也可以消除粗加工應力。精密主軸經調質處理後,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行,目的是提高主軸表面硬度,並在保持心部韌性的同時,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後回火、滲碳滲火和滲氮等,具體應視主軸材料而定。滲碳淬火後還需要進行低溫回火處理,對不需要滲碳的不玩可以鍍銅保護或預放加工餘量後再去碳層。
(4)定性處理 對於精度要求很高的主軸,在淬火、回火後或粗磨工序後,還需要定性處理。定性處理的方法有低溫人工時效和冰冷處理等,目的是消除淬火應力或加工應力,促使參與奧氏體轉變為馬氏體,穩定金相組織,從而提高主軸的尺寸穩定性,使之長期保持精度。普通精度的CA6140不需要進行定性處理。
四、加工順序的安排 安排的加工順序應能使各工序和整個工藝過程最經濟合理按照粗精分開、先粗後精的原則,各表面的加工應按由粗到精的順序按加工階段進行安排,逐步提高各表面的精度和減小其表面粗糙度值。同時還應考慮以下各點:
(1)主軸深孔加工應安排在外圓粗車之後。這樣可以有一個較精確的外圓來定位加工深孔,有利於保證深孔加工的壁厚均勻;而外圓粗加工時又能以深孔鑽出前的中心孔為統一基準。
(2)各次要表面如螺紋、鍵槽及螺孔的加工應安排在熱處理後、粗磨前或粗磨後。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)外圓精磨加工應安排在內錐孔精磨之前。這是因為以外圓定位來精磨內錐孔更容易保證它們之間的相互位置精度。
(4)各工序定位基準面的加工應安排在該工序之前。這樣可以保證各工序的定位精度,使各工序的加工達到規定的技術要求。
(5)對於精密主軸更要嚴格按照粗精分開、先粗後精的原則,而且,各階段的工序還要細分。