数控机床电主轴零件的精密切削加工.pdf

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1、数控机床电主轴零件的精密切削加工中科院常州先进制造技术研究所(江苏213000)朱会领随着机械冷切削技术朝着高速、低耗能和高效率的处理要求为调质T235，整体淬硬60HRC。工件的加工方向发展，以高速电主轴系统为核心部件的高效、高精度数控机床的研究已成为数控机床装备业的一个方向。本文所述电主轴为适用于高速切削机床内装式电主轴单元的核心零件，它构成的电主轴单元适用于最高主轴转速50O00r／min、最大输出功率／转矩45kW／350N·m、产品使用寿命为8O00h的电主轴系统。由于电主轴的实际使用工况为动态高速运转，在主轴零件与轴承的接触处等部位，尺寸精度和形位公差要求极高，与常规的

2、机械冷切削工艺相比，应用高速切削工艺对电主轴零件进行加工，对于保证零件质量、提高生产效率和适应零件批量生产都具有相当的意义。图11．电主轴零件的结构和工艺概述难点在于电主轴安装轴承的部位尺寸分别为q>65js4和此电主轴零件的结构如图1所示，材料为40Cr，热~b70js4。以q570js4支承端的中心线为基准，它右侧轴肩!／／lI、!／／／一!／／!0、!、!／0／：＼!／／／／／／_-、＼＼＼／lI、＼＼!／／／1．、＼!／／＼＼!／；统有间隙时，要特别注意安排孔的加工顺序，如安排不装卸，而立铣刀刀柄部分结构一般由专业厂家按照一定当，就可能带人机械进给系统的反面间隙，直接影响位

3、的规范制造成统一形式、统一尺寸，我们在选用时可参置精度。为了消除反向间隙，在孑L系加工时，可安排刀照以下经验数据选取：刀具半径应小于零件内轮廓面具沿某一个方向移动，在拐角处可安排刀具退回到起始的最小曲率半径R。，一般取R=(0．8—0．9)R；零件的点，再沿某一个方向移动到始点，这样可使加工方向一加工高度日≤(1／6～1／4)R，以保证刀具有足够的刚度；致，避免反向问隙的引入。③加工中如果受重复定位误对于深槽日，选取L=H+(5—10)(L为刀具切削部分差影响较大时，必须一次定位好，按顺序连续换刀加长度)；加工肋板时，刀具直径为D=(5～10)b(b为工，完成同轴孔的加工，然后再加

4、工其他坐标位置的肋板的厚度)。孔，以提高孔系的同轴度。在加工过程中，应尽量采用3．结语相同工位集中加工的方法，尽量就近加工，以缩短刀具的移动距离，减少空运行时间，尽可能采用同一把刀具无论数控车床还是数控铣床，在零件的实际切削加完成同一个工位的加工，在一次装夹过程中要尽可能完工过程中，工艺方案都是通过首件试车后不断调整和改成较多表面或型腔的加工。进来优化的，并非一次性由人为固定的。对于工艺方案数控铣削过程中刀具的选用，对工艺参数及加工路的优化，就是在工艺方案执行的过程中不断地发现不足线的优化也起到很大的作用。例如立铣刀，它是数控铣并及时改进，将结果以数据、资料的形式进行总结，应削中用

5、得最多的一种铣刀，主要用于加工凹槽，较小的用到后续的生产加工实际中，就达到了优化的效果。台阶面及平面轮廓。由于数控铣床要求铣刀能快速自动MW(收稿日期：20100411)磊工冷加工2010年第T6期WWW．meta~working7950．comcb86．5mm部位有垂直度0．005mm的要求，左支承端尺寸4~65js4部位有同轴度n005mm的要求；尺寸66o一mm部位有同轴度0．005mm的要求，右轴端有垂直度0．005mm的要求，右轴端内孔655[-I5有同轴度0．005mm的要求，左端内孔642H6有径向圆跳动量0．005mm的要求。如果以普通的机加工工艺和常规机加工设备进

6、行加图2工，则上述尺寸精度和形位公差很难得到保证，并且加数如下：直径500mm，宽度20mm，粒度800。磨削时工耗时较长，废品率较高。使用的技术参数为主轴速度：0．3m／s，砂轮转速：20m／s，考虑到上述原因，决定对电主轴应用精密冷切削技轴向进给量：800mm／min，粗磨时纵向进给量：术进行加工。对尺寸精度和形位公差要求较高的部位，0．01mm；精磨时纵向进给量：0．002ram。在经过粗车、精车后，然后选用Studer$40万能内外圆电主轴零件的内圆磨削和装夹：在零件外圆磨削完磨床磨削加工。毕后，以磨削后外圆+7Ojs4为基准校圆，进行零件内圆机加工工艺路线设定为：下料一粗

7、车一热处理一精+55H5的磨削。进行内圆磨削时零件的装夹一端以卡盘车一铣键槽一磨外圆、内圆一车削修螺纹，去毛刺。顶尖定位，一端以中心架作支撑。为了防止零件在磨削2．电主轴零件的精密切~]／JnTT艺过程中产生轴向偏移，在卡盘与中心架之间安装有弹簧(1)准备工作进行工艺分析后，参照零件图进行进行工件轴向的固定。内圆磨削时工件安装示意如图3所示零件毛坯算料为cbl00mm×485mm(零件最大外圆q~95mm，粗车、精车、磨削工序合计留余量为5mm)。按毛坯尺寸下料后，在