车床主轴加工工艺.ppt

车床主轴的功用和结构特点及设计要求车床主轴的结构特点
既是阶梯轴，又是空心轴；是长径比小于12的刚性轴
不但传递旋转运动和扭矩，而且是工件或刀具回转精度的基础
主要加工表面有内外圆柱面、圆锥面，次要表面有螺纹、花键、沟槽、端面结合孔等
机械加工工艺主要是车削、磨削，其次是铣削和钻削特别值得注意的工艺问题有：
1)定位基准的选择；
2)加工顺序的安排；
3)深孔加工；
4)热处理变形。
车床主轴的功用
承受扭转力矩；
承受弯曲力矩；
保证回转运动精度。车床主轴的设计要求
扭转和弯曲刚度高；
回转精度高（径向圆跳动、端面圆跳动、回转轴线稳定）；
制造精度高：
1)结构尺寸及动态特性要好；
2)主轴本身及其轴承精度高；
3)轴承的结构和润滑；
4)齿轮的布置；
5)固定件的平衡等。主轴结构的设计要求：
1)合理的结构设计；
2)足够的刚度；
3)有具有一定的尺寸、形状、位置精度和表面质量；
4)足够的耐磨性、抗振性及尺寸稳定性
5)足够的抗疲劳强度3．车床主轴技术条件的分析
主轴支承轴颈的技术要求
支承轴颈是主轴的装配基准，其精度直接影响主轴的回转精度；主轴上各重要表面又以支承轴颈为设计基准，有严格的位置要求；
支承轴颈为三支承结构，并且跨度大；支承轴颈采用锥面(1：12)结构，接触率≥70%，可用来调整轴承间隙；
中间支承为IT5~IT6，粗糙度；
支承轴颈圆度误差为0.005mm，径向跳动为0.005mm；
其他外圆的圆度要求，误差小于50%尺寸公差，高精度者为5~10%；
轴颈与有关表面的同轴度误差应很小。主轴工作表面（锥孔）的技术要求
用来安装顶尖或刀具锥柄的；是定心表面；
对锥面的尺寸精度、形状精度、粗糙度、接触精度都要求高；
轴心线应与支承轴颈同轴；
锥孔对轴颈的径向圆跳动近轴端为0.005，离轴端300处为0.01，锥面接触率≥70%，粗糙度Ra≤0.63μm，硬度为HRC48~50。主轴轴端外锥（短锥）的技术要求
用来安装卡盘或花盘的；也是定心表面；
对锥面的尺寸精度、形状精度、粗糙度、接触精度都要求高；
轴心线应与支承轴颈同轴；
对支承轴颈的径向圆跳动为0.008；端面圆跳动为0.008；
粗糙度Ra≤12.5μm，硬度为HRC45~50。空套齿轮轴颈的技术要求
影响传动的平稳性；可能导致噪声；
有同轴度要求，对支承轴颈的径向圆跳动为0.01~0.015；
尺寸精度要求为IT5~IT6；螺纹的技术要求
用来固定零件或调整轴承间隙；
螺母的端面圆跳动（应≤0.05）会影响轴承的内环轴线倾斜；
螺母与轴颈的同轴度误差≤0.025；
螺纹精度为6h。主轴各表面的表面层要求
要有较高的耐磨性；
要有适当的硬度（HRC45以上），以改善其装配工艺性和装配精度；
表面粗糙度。4.主轴的机械加工工艺过程工艺过程：
分为三个阶段：
粗加工：工序1~6
半精加工：工序7~13（7为预备）
精加工：工序14~26（14为预备）5.主轴加工工艺过程分析
主轴毛坯的制造方法
自由锻件：小批量或单件生产；
模锻件：大批量生产。主轴的材料和热处理
热处理工序的安排
毛坯热处理：去锻造应力，细化晶粒；
切削前正火（预备热处理）：改善切削加工性能和机械-物理性能；去锻造应力；
半精加工前调质：去应力，改善切削加工性能，提高综合机械性能；
精加工前局部高频淬火：提高运动表面耐磨性；
精加工后的定性处理：低温时效和水冷处理。加工阶段的划分
如前所述，分为三个阶段。
鉴于主轴的技术要求高，毛坯为模锻件，加工余量大，精度高，故应分阶段加工；
分粗、精加工阶段有利于去应力并可加入热处理；
多次切削有利于消除复映误差；
粗、精加工二阶段应间隔一定时间；
粗、精加工二阶段应分粗、精加工机床进行，合理利用设备，保护机床。定位基准的选择
应使定位基准与装配基准重合；
一次安装应多加工几个面；
注意零件的主要精度指标：同轴度、圆度、径向跳动；
主轴的定位过程较复杂：有顶尖、锥堵、支承表面等作为定位基准。加工顺序的安排和工序的确定
三种方案
1)粗加工外圆→钻深孔→精加工外圆→粗加工锥孔→精加工锥孔
2)粗加工外圆→钻深孔→粗加工锥孔→精加工锥孔→精加工外圆
3)粗加工外圆→钻深孔→精加工外圆→精加工外圆→精加工锥孔工序确定的两个原则
1)工序中所用的基准应在该工序前加工；
2)各表面要粗、精基准分开，先粗后精，多次加工，逐步提高精度。
淬硬表面的键槽、螺纹等应在淬火前加工；
非淬硬表面的键槽、螺纹等应在精车后、精磨前加工；
检验工序应安排在适当工序之后，必要还应探伤。6.主轴加工中的几个工艺问题设计锥堵和锥堵心轴时应注意的问题
1)一般不中途更换或拆装，以免增加安装误差
2)锥堵和锥堵心轴要求两个锥面同轴顶尖孔的研磨
研磨的必要性
1)顶尖孔是定位基准，对精度和质量