1 主軸毛坯
毛坯(pī)形式有棒料和鍛件兩(liǎng)種(zhǒng)。前者適於單件小批量生產,尤其適用於光滑軸和(hé)外圓(yuán)直(zhí)徑相差不大的(de)階梯軸,對於直徑較大的階梯軸則往往采用鍛件。鍛件還可(kě)獲得較高的抗拉、抗彎和抗扭強(qiáng)度。單件小批量生產一般采用自由鍛(duàn),批(pī)量生(shēng)產則采用模鍛件,大批量生產時若(ruò)采用帶有貫穿孔的無縫鋼管毛坯,能大大節省材料和機械加工量。
2 主軸的材料和熱處理
45 鋼是普通機床主軸的常用材料,淬透性比合金鋼差,淬火後變形較大,加(jiā)工後尺(chǐ)寸穩定性也較差,要求較高的主軸則采用合金鋼材料(liào)為宜。
3 加工階段的(de)劃分
主軸加工過程(chéng)中的各加工工序和熱處理工序均會不同程度地產生加工誤差和應力。為了保(bǎo)證加工質量,穩定加工精度,CA6140 車床主(zhǔ)軸加工基本上劃分為下(xià)列三個階段。
( 1) 粗加工階段。毛坯處理: 毛坯(pī)備料、鍛造和正火( 工序1 ~ 3) 。粗加工: 銑端麵、鑽中心孔和粗車(chē)外圓等( 工序4、5) 。這一階段的主要目的是: 用大的(de)切削(xuē)用量切除大部分餘(yú)量,把毛坯加工(gōng)到接近工件的最(zuì)終形狀和尺寸,隻留下少(shǎo)量的加(jiā)工餘量。通過這階段(duàn)還可以及時發現鍛件裂紋等缺陷,采取相應措施。
( 2) 半精加工階段。半精加工前熱處理: 對(duì)於45鋼(gāng)一(yī)般采用調質處理,達到220 ~ 240HBS( 工序(xù)6) 。
半精加工: 車工藝(yì)錐麵( 定位錐(zhuī)孔) 、半精車外圓端麵和鑽(zuàn)深孔等(děng)( 工序7 ~ 12) 。這個階段的主要目(mù)的是為精加工做好(hǎo)準備,尤其為精加工做基麵準備。對於一些要求不高的表麵(miàn),如大端端麵各孔,在這個階段(duàn)加工到圖樣規定的要求。
( 3) 精加工(gōng)階段。精加工前熱處理: 局部高頻淬火( 工序13) 。精加工前各種加工: 粗磨定位(wèi)錐麵(miàn)、粗磨外圓、銑鍵槽和花鍵槽,以及車螺紋等( 工序14 ~19) 。精加工: 精磨外圓和兩處1: 12 外錐麵及莫氏6號內錐孔,從而保證主軸最重(chóng)要表麵的(de)精度( 工(gōng)序20~ 23) 。這一階段的目(mù)的是把(bǎ)各表麵都加工到圖樣規定(dìng)的要求。粗加工、半精(jīng)加工、精加工階段的劃分大體以熱處理為界。
可見,整個主軸加工的(de)工藝過程就是以主要表(biǎo)麵 ( 支承軸頸、錐孔) 的粗加工、半精加工和精加(jiā)工為主,適當插人其他表麵的加工工序而組成的。這(zhè)就說明,加工(gōng)階段的劃分起主導作用的是工件的精度要求。對於一般精度的機床主軸,精磨是最終機械加(jiā)工工序。對精密機(jī)床的主軸,還要增加光整加工階段,以求獲得更高的尺寸精度和更低的表(biǎo)麵粗(cū)糙度。
4 CA6140 車床主軸主要加工表麵加(jiā)工工序
CA6140 車床主軸主要加(jiā)工表麵是Φ75h5、Φ80h5、Φ90g5、Φ105h5 軸頸(jǐng),兩支承軸頸及錐孔。它們加工的(de)尺寸精(jīng)度在IT5 ~ IT6 之間,表麵粗糙度Ra 為0. 4 ~ 0. 8mm。
主軸(zhóu)加工工藝過程可劃分為三個加工階(jiē)段,即粗加工階段( 包括銑端麵、加工頂尖孔、粗車外圓等) ; 半精加工階段( 半(bàn)精車外圓,鑽通孔(kǒng),車錐麵、錐孔(kǒng),鑽大骰端麵各孔,精(jīng)車外圓等) ; 精加工階段( 包括精銑鍵槽,粗、精磨外圓(yuán)、錐(zhuī)麵、錐孔等) 。
在機械加工工序中(zhōng)間尚需插入必要的熱處理工序,這就(jiù)決定了(le)主軸加工各主要表麵總是循著以下的順序進行,即粗車→調質( 預備熱(rè)處理) →半(bàn)精車→精車→淬火- 回火( 最終熱處理) →粗磨→精磨。綜上所述,主軸主(zhǔ)要表麵的加工順(shùn)序安排(pái)如下:外圓表麵粗(cū)加工( 以頂尖孔定位) →外圓表麵(miàn)半精(jīng)加工( 以頂尖(jiān)孔定位) →鑽通孔( 以半精加工過的外圓表麵定位) →錐孔粗加工( 以半精加工過的(de)外圓表麵定位,加工(gōng)後配錐堵(dǔ)) →外圓表麵精加工( 以錐堵頂尖孔定位) →錐孔精加工( 以精加工外圓麵定位) 。
當主要表麵加工順序確定後,就要合理地插入非主(zhǔ)要表麵加工工序。對主軸來說非主要表麵指的是螺孔、鍵槽、螺紋等。這些表麵加工一般不易出現廢品,所(suǒ)以盡量安排在後麵工序進行,主(zhǔ)要表麵加工一旦出了(le)廢品,非主要表麵就(jiù)不需加工了,這(zhè)樣可以避免浪費工時。但這些表麵也不(bú)能放在主要表麵精加工(gōng)後,以防在加工非主要表麵過程中損傷已精加工過的主要表麵(miàn)。
對凡(fán)是需(xū)要(yào)在淬硬表麵上加工的螺孔、鍵槽等,都應安(ān)排在淬火(huǒ)前(qián)加工。非(fēi)淬硬表麵上螺孔(kǒng)、鍵槽(cáo)等(děng)一般在外圓(yuán)精車之(zhī)後,精(jīng)磨之(zhī)前進行加工。主軸螺紋(wén),因它與主軸支承軸頸之間有一定的同(tóng)軸度要求,所以螺紋(wén)安排在以非淬火- 回火為最終熱處理工(gōng)序(xù)之後的精加工(gōng)階段進行,這樣半精加工(gōng)後殘餘應力所引起的變形和熱處理後的(de)變形,就不會影響螺紋的加工精度。
5 CA6140 車床主(zhǔ)軸加工定位基(jī)準的選擇
主軸加工中,為了保證各主要表麵的相互位(wèi)置精度(dù),選擇定位基準時,應遵循基準(zhǔn)重合、基(jī)準統一(yī)和(hé)互為基準等重要原則,並能在一次裝夾中(zhōng)盡可能加工出較多的表麵。由於主(zhǔ)軸外(wài)圓表麵的設計基準是主軸軸心線,根據基準重合的原則考慮應選擇主軸兩端的頂尖孔作為精基準麵。用頂尖孔定位,還(hái)能在一次裝夾中將許多外圓表麵及其端麵(miàn)加工出來,有利(lì)於保證加工麵間的位置精度。所(suǒ)以主軸在粗車之前應先加(jiā)工頂尖孔。
為了保證支承(chéng)軸頸與主軸內錐(zhuī)麵的同軸度要求,宜按互為基(jī)準的原則選擇基準麵(miàn)。如車小端1: 20 錐孔和大端(duān)莫氏(shì)6 號內錐孔(kǒng)時,以與前(qián)支承軸頸相鄰而又是用同(tóng)一基準加工出來的外圓柱麵為定位(wèi)基準麵(miàn) ( 因支承軸頸係外錐麵不便裝(zhuāng)夾) ; 在精車各外圓( 包括(kuò)兩個支(zhī)承軸頸) 時,以前、後錐孔內所配(pèi)錐(zhuī)堵的頂尖孔為定位基麵; 在粗磨莫氏6 號內錐孔時,又以兩圓柱麵為定位基準麵; 粗、精磨兩個支承軸(zhóu)頸的1: 12 錐(zhuī)麵時,再次用錐堵頂尖孔定位; 最後精(jīng)磨莫氏6 號錐孔時,直接以精(jīng)磨後的前支承軸頸和另一圓柱麵定位。定(dìng)位基準每轉換一次,都使主軸的加工精度提(tí)高一(yī)步。
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