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主轴的主要技术要求分析

文章作者:小编   发布时间:2016-10-05
1.支承轴颈的技术要求
一般轴类零件的装配基准是支承轴颈,轴上的各精密表面也均以其支承轴颈为设计基准,因此轴件上支承轴颈的精度最为重要,它的精度将直接影响轴的回转精度。由图1-1见本主轴有三处支承轴颈表面,(前后带锥度的A、B面为主要支承,中间为辅助支承)其圆度和同轴度(用跳动指标限制)均有较高的精度要求。
2.螺纹的技术要求
主轴螺纹用于装配螺母,该螺母是调整安装在轴颈上的滚动轴承间隙用的,如果螺母端面相对于轴颈轴线倾斜,会使轴承内圈因受力而倾斜,轴承内圈歪斜将影响主轴的回转精度。所以主轴螺纹的牙形要正,与螺母的间隙要小。必须控制螺母端面的跳动,使其在调整轴承间隙的微量移动中,对轴承内圈的压力方向正。
3.前端锥孔的技术要求
主轴锥孔是用于安装顶尖或工具的莫氏锥炳,锥孔的轴线必须与支承轴颈的轴线同轴,否则影响顶尖或工具锥炳的安装精度,加工时使工件产生定位误差。
4.前端短圆锥和端面的技术要求
主轴的前端圆锥和端面是安装卡盘的定位面,为保证安装卡盘的定位精度其圆锥面必须与轴颈同轴,端面必须与主轴的回转轴线垂直。
5.其它配合表面的技术要求 
如对轴上与齿轮装配表面的技术要求是:对A、B轴颈连线的圆跳动公差为0.015mm,以保证齿轮传动的平稳性,减少噪音。
上述的(1)、(2)项技术要求影响主轴的回转精度,而(3)、(4)项技术要求影响主轴作为装配基准时的定位精度,而第(5)项技术要求影响工作噪音,这些表面的技术要求是主轴加工的关键技术问题。
综上所述,对轴类零件,可以从回转精度、定位精度、工作噪音这三个方面分析其技术要求。
 2.2主轴的材料、毛坯和热处理
1.主轴材料和热处理的选择。一般轴类零件常用材料为45钢,并根据需要进行正火、退火、调质、淬火等热处理以获得一定的强度、硬度、韧性和耐磨性。
对于中等精度而转速较高的轴类零件,可选用40Cr等牌号的合金结构钢,这类钢经调质和表面淬火处理,使其淬火层硬度均匀且具有较高的综合力学性能。精度较高的轴还可使用轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn,它们经调质和局部淬火后,具有更高的耐磨性和耐疲劳性。
在高速重载条件下工作的轴,可以选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等渗碳钢,经渗碳淬火后,表面具有很高的硬度,而心部强度和冲击韧性好。
在实际应用中可以根据轴的用途选用其材料。如车床主轴属一般轴类零件,材料选用钢,预备热处理采用正火和调质,最后热处理采用局部高频淬火。
 2.主轴的毛坯。轴类毛坯一般使用锻件和圆钢,结构复杂的轴件(如曲轴)可使用铸件。光轴和直径相差不大的阶梯轴一般以圆钢为主。外圆直径相差较大的阶梯轴或重要的轴宜选用锻件毛坯,此时采用锻件毛坯可减少切削加工量,又可以改善材料的力学性能。主轴属于重要的且直径相差大的零件,所以通常采用锻件毛坯。
 2.3主轴加工工艺过程分析
一般轴类零件加工简要的典型工艺路线是:毛坯及其热处理→轴件预加工→车削外圆→铣键槽等→最终热处理→磨削。
某厂生产的车床主轴如图1-1所示,其生产类型为大批生产;材料为45钢;毛坯为模锻件。该主轴的加工工艺路线如表1-1
 2.4主轴加工工艺过程分析
.定位基准的选择在一般轴类零件加工中,最常用的定位基准是两端中心孔。因为轴上各表面的设计基准一般都是轴的中心线,所以用中心孔定位符合基准重合原则。同时以中心孔定位可以加工多处外圆和端面,便于在不同的工序中都使用中心孔定位,这也符合基准统一原则。
当加工表面位于轴线上时,就不能用中心孔定位,此时宜用外圆定位,例如表1-1中的第10序钻主轴上的通孔,就是采用以外圆定位方法,轴的一端用卡盘夹外圆,另一端用中心架架外圆,即夹一头,架一头。作为定位基准的外圆面应为设计基准的支承轴颈,以符合基准重合原则。如上述工艺过程中的17和23序所用的定位面。
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