CA6140車床主軸加工工藝

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1、 僅供個人參考 車床主軸加工工藝 1． CA6140 車床主軸技術要求及功用 圖 1 CA6140 車床的主軸簡圖 圖 1 為 CA6140 車床主軸零件簡圖。 由零件簡圖可知，該主軸呈階梯狀，其上有安裝支承軸承、傳動件的圓柱、圓錐面，安裝滑動齒輪的花鍵，安裝卡盤及頂尖的內(nèi)外圓錐面，聯(lián)接緊固螺母的螺旋面，通過棒料的深孔等。下面分別介紹主軸各

2、主要部分的作用及技術要求： ⑴ 支承軸頸 主軸二個支承軸頸 A 、B 圓度公差為 0.005mm ，徑向跳動公差為 0.005mm ； 而支承軸頸 1∶ 12 錐面的接觸率≥ 70% ；表面粗糙度 Ra 為 0.4mm；支承軸頸尺寸精度為 IT5 。 因為主軸支承軸頸是用來安裝支承軸承， 是主軸部件的裝配基準面， 所以它的制造精度直接 影響到主軸部件的回轉精度。 For personal use only in study and research; not for commercial use ⑵ 端部錐孔 主軸端部內(nèi)錐孔（莫氏 6 號）對支承

3、軸頸 A、 B 的跳動在軸端面處公差為 0.005mm，離軸端面 300mm 處公差為 0.01 mm ；錐面接觸率≥ 70%；表面粗糙度 Ra 為 0.4mm； 硬度要求 45~50HRC 。該錐孔是用來安裝頂尖或工具錐柄的， 其軸心線必須與兩個支承軸頸 的軸心線嚴格同軸，否則會使工件（或工具）產(chǎn)生同軸度誤差。 ⑶ 端部短錐和端面 頭部短錐 C 和端面 D 對主軸二個支承軸頸 A 、B 的徑向圓跳動公差為 0.008mm；表面粗糙度 Ra 為 0.8mm。它是安裝卡盤的定位面。為保證卡盤的定心精度，該 不得用于商業(yè)用途 僅供個

4、人參考 圓錐面必須與支承軸頸同軸，而端面必須與主軸的回轉中心垂直。 ⑷ 空套齒輪軸頸 空套齒輪軸頸對支承軸頸 A、 B 的徑向圓跳動公差為 0.015 mm 。由于該軸頸是與齒輪孔相配合的表面， 對支承軸頸應有一定的同軸度要求， 否則引起主軸傳動嚙合不良，當主軸轉速很高時，還會影響齒輪傳動平穩(wěn)性并產(chǎn)生噪聲。 For personal use only in study and research; not for commercial use ⑸ 螺紋 主軸上螺旋面的誤差是造成壓緊螺母端面跳動的原因之一， 所以應控制螺紋的加工 精度。當主軸上壓緊螺

5、母的端面跳動過大時， 會使被壓緊的滾動軸承內(nèi)環(huán)的軸心線產(chǎn)生傾斜， 從而引起主軸的徑向圓跳動。 2．主軸加工的要點與措施 主軸加工的主要問題是如何保證主軸支承軸頸的尺寸、 形狀、位置精度和表面粗糙度， 主軸 前端內(nèi)、外錐面的形狀精度、表面粗糙度以及它們對支承軸頸的位置精度。 For personal use only in study and research; not for commercial use 主軸支承軸頸的尺寸精度、 形狀精度以及表面粗糙度要求， 可以采用精密磨削方法保證。 磨削前應提高精基準的精度。 保證主軸前端內(nèi)、 外錐面的形

6、狀精度、 表面粗糙度同樣應采用精密磨削的方法。 為了保證外錐面相對支承軸頸的位置精度， 以及支承軸頸之間的位置精度， 通常采用組合磨削法， 在一次裝夾中加工這些表面， 如圖 2 所示。機床上有兩個獨立的砂輪架， 精磨在兩個工位上進行，工位Ⅰ精磨前、后軸頸錐面，工位Ⅱ用角度成形砂輪，磨削主軸前端支承面和短錐面。 圖 2 組合磨削 主軸錐孔相對于支承軸頸的位置精度是靠采用支承軸頸 A 、B 作為定位基準， 而讓被加工主 軸裝夾在磨床工作臺上加工來保證。 以支

7、承軸頸作為定位基準加工內(nèi)錐面， 符合基準重合原 則。在精磨前端錐孔之前，應使作為定位基準的支承軸頸 A 、B 達到一定的精度。主軸錐孔 的磨削一般采用專用夾具，如圖 3 所示。 夾具由底座 1、支架 2 及浮動夾頭 3 三部分組成，兩個支架固定在底座上，作為工件定位基 準面的兩段軸頸放在支架的兩個 V 形塊上， V 形塊鑲有硬質(zhì)合金，以提高耐磨性，并減少 不得用于商業(yè)用途 僅供個人參考 對工件軸頸的劃痕， 工件的中心高應正好等于磨頭砂輪軸的中心高， 否則將會使錐孔母線呈雙曲線， 影響內(nèi)錐孔的接觸精度。 后端的浮動卡頭用錐柄裝

8、在磨床主軸的錐孔內(nèi)， 工件尾端插于彈性套內(nèi)， 用彈簧將浮動卡頭外殼連同工件向左拉， 通過鋼球壓向鑲有硬質(zhì)合金的錐柄 端面， 限制工件的軸向竄動。 采用這種聯(lián)接方式， 可以保證工件支承軸頸的定位精度不受內(nèi)圓磨床主軸回轉誤差的影響，也可減少機床本身振動對加工質(zhì)量的影響。 a) 錐堵 b) 錐套心軸 圖 3 錐堵與錐套心軸 主軸外圓表面的加工， 應該以頂尖孔作為統(tǒng)一的定位基準。 但在主軸的加工過程中， 隨著通孔的加工， 作為定位基準面的中心孔消

9、失， 工藝上常采用帶有中心孔的錐堵塞到主軸兩端孔中，如圖 3 所示，讓錐堵的頂尖孔起附加定位基準的作用。 3． CA6140 車床主軸加工定位基準的選擇 主軸加工中，為了保證各主要表面的相互位置精度，選擇定位基準時， 應遵循基準重合、基 準統(tǒng)一和互為基準等重要原則，并能在一次裝夾中盡可能加工出較多的表面。 由于主軸外圓表面的設計基準是主軸軸心線， 根據(jù)基準重合的原則考慮應選擇主軸兩端的頂 尖孔作為精基準面。用頂尖孔定位，還能在一次裝夾中將許多外圓表面及其端面加工出來， 有利于保證加工面間的位置精度。所以主軸在粗車之前應先加工頂尖孔。 為了保證支承軸頸與

10、主軸內(nèi)錐面的同軸度要求， 宜按互為基準的原則選擇基準面。 如車小端 1∶ 20 錐孔和大端莫氏 6 號內(nèi)錐孔時， 以與前支承軸頸相鄰而它們又是用同一基準加工出 來的外圓柱面為定位基準面（因支承軸頸系外錐面不便裝夾）  ；在精車各外圓（包括兩個支 承軸頸）時，以前、后錐孔內(nèi)所配錐堵的頂尖孔為定位基面；在粗磨莫氏  6 號內(nèi)錐孔時，又 以兩圓柱面為定位基準面； 粗、精磨兩個支承軸頸的 1∶ 12 錐面時，再次用錐堵頂尖孔定位； 最后精磨莫氏 6 號錐孔時， 直接以精磨后的前支承軸頸和另一圓柱面定位。 定位基準每轉換 一次，都使主軸

11、的加工精度提高一步。 4． CA6140  車床主軸主要加工表面加工工序安排 CA6140 車床主軸主要加工表面是頭錐孔。它們加工的尺寸精度在  ?75h5 、 ?80h5 、 ?90g5 、?105h5 軸頸，兩支承軸頸及大 IT5~IT6 之間，表面粗糙度 Ra 為 0.4~0.8mm 。 主軸加工工藝過程可劃分為三個加工階段，即粗加工階段  （包括銑端面、加工頂尖孔、  粗車 不得用于商業(yè)用途 僅供個人參考 外圓等）；半精加工階段（半精車外圓，鉆通孔，車錐面、錐孔，鉆大

12、頭端面各孔，精車外 圓等）；精加工階段（包括精銑鍵槽，粗、精磨外圓、錐面、錐孔等） 。 在機械加工工序中間尚需插入必要的熱處理工序， 這就決定了主軸加工各主要表面總是循著 以下順序的進行，即粗車→調(diào)質(zhì)（預備熱處理）→半精車→精車→淬火 -回火（最終熱處理） →粗磨→精磨。 綜上所述，主軸主要表面的加工順序安排如下： 外圓表面粗加工（以頂尖孔定位）→外圓表面半精加工（以頂尖孔定位）→鉆通孔（以半精 加工過的外圓表面定位） →錐孔粗加工（以半精加工過的外圓表面定位，加工后配錐堵）→ 外圓表面精加工（以錐堵頂尖孔定位）→錐孔精加工（以精加工外圓面定位）

13、 。 當主要表面加工順序確定后， 就要合理地插入非主要表面加工工序。 對主軸來說非主要表面 指的是螺孔、鍵槽、 螺紋等。這些表面加工一般不易出現(xiàn)廢品，所以盡量安排在后面工序進 行，主要表面加工一旦出了廢品，非主要表面就不需加工了， 這樣可以避免浪費工時。 但這 些表面也不能放在主要表面精加工后， 以防在加工非主要表面過程中損傷已精加工過的主要表面。 1—彈簧 2—鋼球 3—浮動夾頭 4—彈性套內(nèi)

14、 5—支架 6—底座 圖 4 磨主軸錐孔夾具 對凡是需要在淬硬表面上加工的螺孔、 鍵槽等，都應安排在淬火前加工。 非淬硬表面上螺孔、鍵槽等一般在外圓精車之后， 精磨之前進行加工。 主軸螺紋， 因它與主軸支承軸頸之間有一定的同軸度要求， 所以螺紋安排在以非淬火 -回火為最終熱處理工序之后的精加工階段進行，這樣半精加工后殘余應力所引起的變形和熱處理后的變形，就不會影響螺紋的加工精度。 5． CA6140 車床主軸加工工藝過程 不得用于商業(yè)用途 僅供個人參考 下表 A 列出了 CA6140 車床主軸的加工工藝過程。

15、 生產(chǎn)類型：大批生產(chǎn)；材料牌號： 45 號鋼；毛坯種類：模鍛件 表 A 大批生產(chǎn) CA6140 車床主軸工藝過程 序 工序名稱 工序內(nèi)容 定位基準 設備 號 1 備料 2 鍛造 模鍛 立式精鍛機 3 熱處理 正火 4 鋸頭 5 銑端面鉆中心孔 毛坯外圓 中心孔機床 6 粗車外圓 頂尖孔 多刀半自動車床 7 熱處理 調(diào)質(zhì) 8 車大端各部 車大端外圓、短錐、端面及臺階 頂尖孔 臥式車床 9

16、車小端各部 仿形車小端各部外圓 頂尖孔 仿形車床 10 鉆深孔 鉆 48mm 通孔 兩端支承軸頸 深孔鉆床 11 車小端錐孔 車小端錐孔（配 1∶20 錐堵，涂色 兩端支承軸頸 臥式車床 法檢查接觸率≥ 50%） 12 車大端錐孔 車大端錐孔（配莫氏 6 號錐堵，涂 兩端支承軸頸 臥式車床 色法檢查接觸率≥ 30%）、外短錐及 端面 13 鉆孔 鉆大頭端面各孔 大端內(nèi)錐孔 搖臂鉆床 14 熱處理 局部高頻淬火 （ 90g5、短錐及莫氏 高頻淬火設備

17、 6 號錐孔） 15 精車外圓 精車各外圓并切槽、倒角 錐堵頂尖孔 數(shù)控車床 16 粗磨外圓 粗磨 75h5、 90g5、 105h5 外圓 錐堵頂尖孔 組合外圓磨床 不得用于商業(yè)用途 僅供個人參考 17 粗磨大端錐孔 粗磨大端內(nèi)錐孔（重配莫氏 6 號錐 堵，涂色法檢查接觸率≥ 40% ） 18 銑花鍵 銑 89f6 花鍵 19 銑鍵槽 銑 12f9 鍵槽 20 車螺紋 車三處螺紋（與螺母配車） 21 精磨

18、外圓 精磨各外圓及 E、 F 兩端面 22 粗磨外錐面 粗磨兩處 1∶12 外錐面 23 精磨外錐面 精磨兩處兩處 1∶ 12 外錐面、 D 端 面及短錐面  前支承軸頸及 內(nèi)圓磨床 75h5 外圓 錐堵頂尖孔 花鍵銑床 80h5 及 立式銑床 M115mm 外圓 錐堵頂尖孔 臥式車床 錐堵頂尖孔 外圓磨床 錐堵頂尖孔 專用組合磨床 錐堵頂尖孔 專用組合磨床 24 精磨大端錐孔 精磨大端莫氏 6 號內(nèi)錐孔（卸堵， 前支承軸頸及 專用主軸錐孔磨 涂

19、色法檢查接觸率≥ 70%） 75h5 外圓 床 25 鉗工 端面孔去銳邊倒角，去毛刺 26 檢驗 按圖樣要求全部檢驗 前支承軸頸及 專用檢具 75h5 外圓 不得用于商業(yè)用途 僅供個人參考 僅供個人用于學習、研究；不得用于商業(yè)用途。 For personal use on

20、ly in study and research; not for commercial use. Nur f ü r den pers?nlichen f ü r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden. Pour l ' é tude et la recherche uniquement à des fins personnelles; pas à des fins commerciales. только длялюдейкоторые,используютсядляобучениясследований,недолжны использоваться в коммерческих целях. 以下無正文 不得用于商業(yè)用途