车床主轴的选材 加工路线 热处理

1、选择车床主轴材料，设计合理的加工路线和热处理工艺方案摘要：根据车床主轴的工作状况，分析了材料的选择、加工路线及相应的热处理工艺，并对其操作提出了自己的看法。关键词：车床主轴；加工路线；热处理工艺；材料首先，材料的选择主轴是车床上的动力传递部件，它传递动力和各种载荷。它的合理选材直接影响到整个车床的精度和使用寿命。其主要有效形式如下：1.在横向力和扭矩传递下，在弯曲应力和扭转应力交替作用下，经常发生疲劳断裂。2.轴颈和花键等零件相对移动，并承受较大摩擦，导致轴颈表面过度磨损。3、承受一定的过载和冲击载荷，产生过度的弯曲变形，甚至断裂或扭曲。因此，所选材料应满足以下要求：良好的综合机械性能，即高强

2、度和刚度、足够的韧性、疲劳强度、小变形和对应力集中的低敏感性，以防止过载和冲击断裂；良好的可加工性、高表面硬度和良好的耐磨性，以防止轴颈磨损。在设计中，我们应该充分考虑：1.主轴的工作特性和技术要求。主轴的摩擦和磨损；主轴的载荷大小和载荷特性。2.主轴热处理要求。主轴的工作条件；主轴的精度和平滑度；主轴的弯曲载荷和扭矩；主轴速度；主轴是否有冲击负荷。3.锭子热处理工艺的可行性和经济性。轴的常用材料是碳钢和合金钢。合金钢比碳钢具有更高的机械性能和更好的热处理性能。含有不同合金的钢可以获得各种特殊性能。因此，合金钢可用于大负荷、小尺寸、轻重量、耐高温或耐磨和高耐腐蚀性的轴。合金钢对应力集中很敏感，

3、因此应避免应力集中或在结构上降低应力集中，并应降低表面粗糙度。由于合金钢在常温下的弹性模量与普通碳钢相似，因此合金钢的选择对提高轴的刚度没有实际效果。对于形状复杂的轴，可以使用球墨铸铁。球墨铸铁具有良好的减振和耐磨性能，对应力集中的敏感性低，价格低廉，可加工性好。但是球墨铸铁的强度很低。一般来说，我们的主轴承受交替的弯曲应力和扭转应力。在轻或中等载荷、低转速、低精度、低冲击和交变载荷的条件下，能满足普通机械性能的要求，一般由45钢制成。这种材料具有良好的综合力学性能，如强度、成形性和韧性，一般经过正火和调质处理。而且原料来源方便，加工性和经济性好。主轴大端的内锥孔和外锥经常与卡盘和顶部产生相对

4、摩擦；花键零件与齿轮有相对滑动，因此这些零件要求较高的硬度和耐磨性；主轴在滚动轴承中运行，并且对轴颈没有耐磨要求，因为轴颈和轴承之间没有摩擦。钢轴的大部分毛坯是由轧制圆钢和锻件制成的。锻件内部结构均匀，强度好，因此重要轴、大型轴或台阶尺寸变化大的轴应锻造。综上所述，没有其他特殊要求，普通车床主轴可用45钢锻造毛坯制成。二、加工路线下料准备锻坯正火机械粗加工淬火和回火车削外圆钻中心孔和机械半精铣键槽锥孔和外锥局部淬火和回火车削空刀槽进行粗磨(外圆、锥孔和外锥)和滚齿花键花键高频淬火和回火精磨(外圆、锥孔和外锥)。三、热处理工艺分析钢的热处理工艺主要包括淬火、回火、正火和退火。钢的淬火是将钢加热到

5、临界温度(Ac3或Ac1)以上，并保持奥氏体化一段时间的工艺过程一般来说，回火处理必须在淬火后进行，以达到以下几个方面：(1)提高硬度和耐磨性(2)提高强度和韧性(3)提高硬磁性(4)提高弹性(5)提高耐腐蚀性和耐热性。加热、保温和冷却金属和合金以使其结构达到或接近平衡状态的热处理过程称为退火或正火。退火一般是炉内缓冷，正火一般是风冷，主要用于各种铸锻焊件的毛坯或半成品，以消除冶金和热加工过程中产生的缺陷，为后续加工和热处理准备良好的组织状态。1正火锻造毛坯目的：锻造可成形为轴的毛坯，获得合适的加工流线。对于大断面的大锻件、钢和铸件，正火用于细化晶粒尺寸、均匀组织或消除魏氏组织。如果使用退火，

6、硬度太低，刀具容易粘。因此，采用正火来提高强度，消除毛坯的锻造应力，降低硬度来改善可加工性，以利于加工，为下一步热处理做准备。热处理工艺：85010，保温1。5 h，空气冷却。2淬火和回火目的：获得均匀、良好的回火索氏体组织，良好的索氏体金相组织有利于零件精加工后获得光滑的表面。同时，主轴具有良好的综合力学性能。为了充分发挥调质效果，安排在粗加工之后。热处理工艺：淬火840 10，保温1。5 h，水冷；58010回火，保温2 2.5小时，空冷。3锥孔和外锥的局部淬火外锥的键槽没有硬化，所以应该用石棉绳填充保护。因为内锥孔和外锥面经常与卡盘和中心摩擦，所以有必要增加它们的耐磨性。热处理工艺：淬火

7、90010，保温20分钟，水冷。操作技巧：采用超过45钢正常淬火温度的900进行快速加热，使锥孔和外锥表面快速达到淬火温度，淬火冷却可以保证锥孔和外锥表面的硬度和性能要求，减少锥孔和外锥局部加热对轴颈位置的影响，减少热处理变形。4个花键的高频淬火花键零件采用高频感应加热淬火和回火，以确保其耐磨性和高精度。操作技巧：由于花键处有直角过渡，为避免淬硬层过深和应力集中造成尖角开裂，一般采用高频设备淬火，淬硬层深度可达1 2mm。同时，淬火后及时回火也能减缓尖角开裂的趋势。5结束语总之，由于轴较长，锥度淬火应与花键淬火分开进行，这样可以减少淬火变形，在锥度淬火和回火后，需要粗磨来校正淬火变形。然后对花键进行加工和淬火。最后，采用精磨消除总变形，从而保证主轴的装配质量。参考1朱冶金与热处理易北京大学出版社中国林业出版社2材料热处理与表面工程沈王小红冯培忠中国矿业大学出版社3冶金与热处理柳宗昌等化学工业出版社445钢车床主轴热处理工艺分析吴南京工业职业技术学院5冶金与热