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车床主轴加工工艺过程分析

【摘要】随着经济的快速发展，工业中的机械行业也在不断发展中，车床是

机械行业中重要组成部分之一，车床也从以前的人工操作演化成为数控车床,但

是在生产车床主轴上还存在一定问题,本文就从车床主轴加工工艺过程这方面进

行分析。

【关键词】车床主轴;加工工艺过程

一、前言

在机械行业的发展中，车床起到了最为关键的作用，由于车床上的技术也在

不断的进步，但是关于主轴的加工工业过程的所涉及的问题,促使技术人员在不

断的努力完善。

二、主轴的材料和热处理

45钢是普通机床主轴的常用材料,淬透性比合金钢差,淬火后变形较大,加工

后尺寸稳定性也较差,要求较高的主轴则采用合金钢材料为宜。选择合适的材料

并在整个加工过程中安排足够和合理的热处理工序,对于保证主轴的力学性能、

精度要求和改善其切削加工性能非常重要。车床主轴的热处理主要包括以下几方

面。

1、毛坯热处理。车床主轴的毛坯热处理一般用正火,其目的是消除锻造应力,

细化晶粒,并使金属组织均匀,以利于切削加工。

2、预备热处理。在粗加工之后半精加工之前,安排调质处理,目的是获得均匀

细密的回火索氏体组织,提高其综合力学性能,同时,细密的索氏体金相组织有利

于零件精加工后获得光洁的表面。

3、最终热处理。主轴的某些重要表面需经高频淬火。最终热处理一般安排

在半精加工之后,精加工之前,局部淬火产生的变形在最终精加工时得以纠正。精

度要求高的主轴,在淬火回火后还要进行定性处理。定性处理的目的是消除加工

的内应力,提高主轴的尺寸稳定性,使它能长期保持精度。定性处理是在精加工之

后进行的,如低温人工时效或水冷处理。热处理次数的多少决定于主轴的精度要

求、经济性以及热处理效果。车床主轴一般经过正火、调质和表面局部淬火3

个热处理工序,无需进行定性处理。主轴加工过程中的各加工工序和热处理工序

均会不同程度地产生加工误差和应力。为了保证加工质量，稳定加工精度，车床

主轴加工基本上划分为下列三个阶段。

(1)粗加工阶段。毛坯处理:毛坯备料、锻造和正火。粗加工:铣端面、钻中

心孔和粗车外圆等。这一阶段的主要目的是:用大的切削用量切除大部分余量，

把毛坯加工到接近工件的最终形状和尺寸，只留下少量的加工余量。通过这阶段

还可以及时发现锻件裂纹等缺陷，采取相应措施。

(2)半精加工阶段。半精加工前热处理:对于45钢一般采用调质处理，达到

220～240HBS。半精加工:车工艺锥面、半精车外圆端面和钻深孔等。这个阶

段的主要目的是为精加工做好准备，尤其为精加工做基面准备。对于一些要求不

高的表面，如大端端面各孔，在这个阶段加工到图样规定的要求。

(3)精加工阶段。精加工前热处理:局部高频淬火。精加工前各种加工:粗磨

定位锥面、粗磨外圆、铣键槽和花键槽，以及车螺纹等。精加工:精磨外圆和两

处1:12外锥面及莫氏6号内锥孔，从而保证主轴最重要表面的精度。这一阶段

的目的是把各表面都加工到图样规定的要求。粗加工、半精加工、精加工阶段的

划分大体以热处理为界。可见，整个主轴加工的工艺过程就是以主要表面的粗加

工、半精加工和精加工为主，适当插人其他表面的加工工序而组成的。这就说明，

加工阶段的划分起主导作用的是工件的精度要求。对于一般精度的机床主轴，精

磨是最终机械加工工序。对精密机床的主轴，还要增加光整加工阶段，以求获得

更高的尺寸精度和更低的表面粗糙度。

三、加工顺序需注意事项

在进行轴类零件加工时,前一工序需为后一工序准备好定位基准。粗加工和

精加工工序的定位基准选择以后,加工的顺序也就大致确定了。在机械加工工序

过程中加入必要的热处理工序,使得机床主轴加工工艺路线可基本确定为:毛坯制

造—正火—车端面钻中心孔—粗车处理—调质处理—半精加工表面淬火处理—

粗、精磨外圆锥面—磨锥孔。在进行加工工序确定时,需注意以下几个问题。

第一,进行外圆加工顺序的安排时,应先加工大直径外圆,再加工小直径外圆,

以免降低主轴刚度。

第二,基准最好统一,加工过程最好统一选择顶尖作为定位基准,避免使用锥

堵,因此将深孔加工工序安排在最后,另一方面由于深孔加工为粗加工工序,需要

将大量金属切除,容易造成主轴变形,因此深孔加工最好在粗车外圆之后进行。

第三,花键槽和键槽最好安排在精车之后,粗磨之前。如果在精车之前加工键

槽,就会使得车削加工不连续,易于损坏刀具。