车床主轴的制造工艺

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1、车床主轴的制造与加工(刘继禹谷威甘周群)(南通大学机械工程学院机093江苏南通226019)摘要：在传统机械加工中，车床作为一种通用设备，在基层中被广泛应用，具有不可或缺的地位。车床主轴是车床中十分重要的结构件之一，主要用于支撑传动零件（如齿轮，带轮）及传递扭矩。本本文通过分析车床主轴工作条件及使用性能要求，确定毛坯材料及毛坯制造方法，制定其加工工艺路线并对加工工艺过程简要分析。关键词：车床主轴毛坯加工工艺中图分类号：TH133.2TheManufacturingandMachiningoftheMandrelofaLathe

2、(LiuJiyuGuWeiGanZhouqun)(AcademyofMechanicalEngineeringofNantongUniversity,Jiangsu,Nantong,China)Abstract:Intraditionalmachineryandmanufacturing,asageneralequipment,alatheisessentiallyandwidelyused.Themandrel,oneofthemostimportantpartsinalathe,isoftenusedtosupporttr

3、ansmissionpartsmedium,suchasgearsorpulleys,anddelivertorsionalmoment.Inthispaper,weanalyseworkingconditionsandserviceabilityofthemandrel,selectbasicmaterialandmakeaprocessroutewithabriefevaluationintheend..KeyWords:themandrelofalathebasicmaterialmachineryprocess1.车床

4、主轴工作条件及性能要求1.1工作条件轴是机械中广泛使用的重要结构件，其主要作用是支撑传动零件并传递扭矩。主轴的工作条件为：(1)承受交变扭转载荷，交变弯曲载荷或拉压载荷；(2)局部（轴颈，花键等处）承受摩擦和磨损；(3)在特殊条件下受温度和介质作用。车床主轴性能要求1.2性能要求轴的失效方式主要是疲劳断裂和轴颈处磨损，有时也发生过载断裂，个别情况下发生塑性变形或腐蚀失效。根据轴的工作条件及失效方式，轴的材料应具备如下性能：(1)高的疲劳强度，防止轴疲劳断裂；(2)优良的综合力学性能，即强度和塑性，韧性有良好配合，以防止过载和冲

5、击断裂；(3)局部承受摩擦的部位应具有高硬度和耐磨性，防止磨损失效；(4)在特殊条件下工作的轴材料应具有特殊性能，如蠕变抗力，耐腐蚀性等。2.车床主轴毛坯材料及毛坯制造方法车床主轴是典型的承受交变扭转弯曲应力复合作用的轴件，承受中等载荷及转速，并承受一定冲击载荷作用，故具有一般的综合力学性能即可。但主轴大端内锥孔和外锥体经常与卡盘，顶针有相对摩擦；花键部位与齿轮有相对磕碰或相对滑动；在使用轴承时，轴颈处还要承受一定的摩擦。因而，这些部位要求有较高的硬度及耐磨性。车床主轴大多选用45钢制造，经调制处理，轴颈,花键及锥孔等处再进行

6、表面淬火强化，从而达到规定的硬度值。正火处理可细化组织，调整硬度改善切削加工性；调质处理可获得高的综合力学性能和疲劳强度；局部表面淬火及低温回火可获得局部高硬度及耐磨性。在机械中，轴包括光滑轴，阶梯轴，凸轮轴和曲轴等，不同的轴，其毛坯制造方法不同。光滑轴毛坯一般采用热轧或冷轧，曲轴毛坯选择铸造加工，阶梯轴毛坯采用锻造方法。车床主轴作为典型的阶梯轴，其毛坯锻造工艺路线为：下料-毛坯质量检验-加热-制坯-预锻-终锻-切断-切边-表面清理-校正-精压-热处理-检验入库毛坯简图如图所示3.车床主轴加工工艺过程加工工艺路线：下料——锻造

7、——正火——粗加工——调质——半精加工——局部表面淬火——低温回火——精磨——成品具体加工工艺过程，见下表序号工序内容加工设备定位基准1备料2精锻毛坯立式精锻机3热处理：正火4锯头5铣端面，打中心孔金刚镗两轴颈外圆及大端面6粗车各外圆面普通车床中心孔及轴颈外圆7热处理：调质220-240HBS8半精车大端各外圆及端面普通车床两中心孔9仿形车小端各外圆及台阶仿形车床大头短锥处外圆及端面，小段中心孔10钻深孔深孔钻床两轴颈外圆11车小端内锥孔普通车床大头短锥处外圆及端面，小段轴颈外圆12车大端内锥孔（配莫氏6号锥堵），车外短锥及端

8、面普通车床大头轴颈外圆，小端外圆及端面13钻大端端面各孔钻床大头短锥处外圆及端面14热处理15精车外圆并切槽数控车床两锥堵中心孔16粗磨外圆两段外圆磨床两锥堵中心孔17粗磨锥孔内圆磨床大头轴颈外圆，小端外圆及端面18粗精铣花键花键铣床两锥堵中心孔19洗键槽铣床该键槽外圆及端面