機床主軸指的是機床上帶動工件或刀具旋轉(zhuǎn)的軸。通常由主軸、軸承和傳動件(齒輪或帶輪)等組成主軸部件。在機器中主要用來支撐傳動零件如齒輪、帶輪,傳遞運動及扭矩,如機床主軸;有的用來裝夾工件,如心軸。除了刨床、拉床等主運動為直線運動的機床外,大多數(shù)機床都有主軸部件。選擇機床主軸生產(chǎn)廠家認準鈦浩機械,品質(zhì)保障,主軸部件的運動精度和結(jié)構(gòu)剛度是決定加工質(zhì)量和切削效率的重要因素。衡量主軸部件性能的指標主要是旋轉(zhuǎn)精度、剛度和速度適應性。①旋轉(zhuǎn)精度:主軸旋轉(zhuǎn)時在影響加工精度的方向上出現(xiàn)的徑向和軸向跳動,主要決定于主軸和軸承的制造和裝配質(zhì)量。②動、靜剛度:主要決定于主軸的彎曲剛度、軸承的剛度和阻尼。③速度適應性:允許的最高轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速范圍,主要決定于軸承的結(jié)構(gòu)和潤滑,以及散熱條件。
一、軸類零件的功用與結(jié)構(gòu)特點:
1、用途:支撐傳動零件(齒輪、皮帶輪)、承受載荷、傳遞轉(zhuǎn)矩,保證裝在軸上零件的回轉(zhuǎn)精度。
2、種類:12種,光軸、空心軸、半軸、階梯軸、花鍵軸、十字軸、偏心軸、曲軸、凸輪軸。
3、結(jié)構(gòu)特點:內(nèi)外園柱面、內(nèi)外園錐面、端面、臺階面、螺紋、花鍵、鍵槽、溝槽、橫向孔等。
二、機床主軸
1、用途:支撐零件、承受載荷,傳遞轉(zhuǎn)矩,是機床的核心部件。
2、種類:
(1)普通機床主軸(12類機床用);
(2)機械主軸(主軸單元);
(3)電主軸。
三、軸類零件的技術(shù)要求、材料及毛坯
1、技術(shù)要求:裝軸承的軸頸、裝傳動件的軸頭表面是軸的重要表面,需提出重要技術(shù)要求,如:
①尺寸精度:Фh5,Фf7。
②形狀精度○ 0.0025,圓柱度0.02 ↗(徑跳)0.006 垂直度0.01。
對稱度(鍵槽)0.05。
③表面粗糙度Ra值0.4µm 粗糙度0.8。
④熱處理:四種:調(diào)質(zhì)(正火),局部淬火、滲碳、滲氮。
2、材料:
①輕載荷,低速傳動,材料45# 銑床、小車床。
熱處理:調(diào)質(zhì)(T)220-250HBS或局部整體淬火42-47HRC,或表面感應淬火(G)45-52HRC。
②中載荷,中速中等精度:40Cr,車床,砂輪軸,銑床。
調(diào)質(zhì)220-250HBS,軸頸G 52-57HRC。
③重載荷,高轉(zhuǎn)速,高精度,20CrMnTi,轉(zhuǎn)塔車、齒輪磨、重型齒輪銑,精密絲杠車床,滲碳淬火58-63HRC(1.5mm)
材料:38CrMoAiA,高精度磨床,調(diào)質(zhì)250-280HBS,滲氮≥900HV(>63HRC),0.4-0.5mm。
3、國外機床主軸材料及熱處理
①滲碳主軸占50%。
②局部淬火向高含碳量發(fā)展,如用50,55,65Mn代替45,40Cr。
③主軸表面噴涂陶瓷。
④不銹鋼(高硬度,高耐腐蝕,低粗糙度)。
4、毛坯:鍛件,大型結(jié)構(gòu)復雜采用鑄件(鑄鋼,QT)。
四、加工要點及設備
1、加工要點
①支撐軸頸:用來安裝支撐軸承,是主軸裝配基準面,軸頸面的制造精度直接影響到主軸的回轉(zhuǎn)精度,兩軸頸面園度〇0.005,↗0.005,1:12錐面接觸率>70%,尺寸精度IT5Ra0.4µm(9-10)。
②大端部錐孔(MS6)用來安裝頂尖或工具錐柄,其軸心線必須與兩軸頸軸心線同軸,否則會產(chǎn)生同軸度誤差。↗0.01,300mm處+0.01—0.02mm,端跳0.005mm,接觸率≥70%--85%,Ra0.4µmHRC45-50。
③大端部短錐和端面:(1:4,α/2=7°7'30")安裝卡盤的定位面,保證卡盤定心精度,該錐面必須與軸頸面同軸,端面需與主軸的回轉(zhuǎn)中心垂直,↗0.008,Ra0.8µm。
④空套齒輪軸頸:與齒輪孔相配合,與軸承支撐軸頸有同軸度要求,否則影響嚙合不良,當主軸轉(zhuǎn)速高時,影響齒輪傳動平穩(wěn)性及噪聲↗0.015mm。
⑤螺紋:預緊軸承用的,當壓緊螺母的端跳過大時,使被壓緊的滾動軸承的內(nèi)環(huán)軸心線產(chǎn)生傾斜,從而引起主軸的徑向跳動,這是主軸螺旋面誤差造成壓緊螺母端跳過大的原因之一。選擇品質(zhì)機床主軸認準鈦浩,保證螺紋的螺旋角,中徑一致時,旋緊螺母后在磨床上靠一下端面。
⑥齒輪定位鍵,裝齒輪后傳遞扭矩的,尺寸精度N9(上差為0,下差為0.043)對稱度0.03mm,注意相互位置。
⑦加工定位基準選擇:因外園、內(nèi)孔、外錐、內(nèi)錐同軸度要求,端面園跳動較嚴,要求定位基準統(tǒng)一,重合,互為基準。即加工外園時用兩中心孔定位裝夾,對通孔軸用錐堵塞到主軸兩端孔中,大錐孔時用帶堵頭的拉桿心軸,加工錐孔時,用兩軸頸作基準(V型塊)。
2、工序流程
鍛件→退火→粗車→調(diào)質(zhì)→半精車→精車→淬火→回火→粗磨→低溫時效(高精度軸)→精磨→檢驗。
3、關(guān)鍵設備
深孔鉆鏜床T2120(鉆孔Ф80,鏜孔Ф200,深1000-1800),數(shù)控車床CK7150A/1.5,外園磨MG1432C/1.5,錐孔磨WX-065高頻淬火設備,淬火機床,可承接長軸類加工件。
五、訂貨須知
1、看清主軸總類(車、磨、銑),有何特殊技術(shù)要求;
2、原材料盡量用:45,40Cr,20CrMnTi滲碳,盡量不用38CrMoAiA氮化鋼;
3、螺母是專用螺母(帶圖紙),還是標準螺母(GB306-81);
4、配作的孔留多少余量。
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