機(jī)床主軸維修的技術(shù)要求及用途特點(diǎn)你了解嗎
作者：admin 發(fā)布日期：2020/8/6 關(guān)注次數(shù)：
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機(jī)床主軸是一種典型的軸類零件，它是機(jī)床的關(guān)鍵零件之一，它把回旋運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩通過主軸端部的家具傳遞給工件或刀具。因此在工作中主軸要承受轉(zhuǎn)矩和彎矩，而且還要求有很高的回轉(zhuǎn)精度。因此，主軸的制造質(zhì)量將直接影響到整臺(tái)機(jī)床的工作精度和使用壽命。主軸零件圖上規(guī)定了一系列技術(shù)要求，如尺寸精度、形狀位置公差、表面粗糙、接觸精度和熱處理要求等。機(jī)床主軸加工認(rèn)準(zhǔn)鈦浩機(jī)械，品質(zhì)保障，這些都是為了保證主軸具有高的回轉(zhuǎn)精度和剛度、良好的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性?，F(xiàn)以CA6140型臥室機(jī)床主軸為例，說明其主要技術(shù)要求。
以CA6140車床主軸零件可知，該主軸呈階梯狀，其上有安裝支承軸承、傳動(dòng)件的圓柱、圓錐面，安裝滑動(dòng)齒輪的花鍵，安裝卡盤及頂尖的內(nèi)外圓錐面，聯(lián)接緊固螺母的螺旋面，通過棒料的深孔等。下面分別介紹主軸各主要部分的作用及技術(shù)要求：
（1）支承軸頸 主軸二個(gè)支承軸頸A、B圓度公差為0.005mm，徑向跳動(dòng)公差為0.005mm；而支承軸頸1∶12錐面的接觸率≥70%；表面粗糙度Ra為0.4mm；支承軸頸尺寸精度為IT5。因?yàn)橹鬏S支承軸頸是用來安裝支承軸承，是主軸部件的裝配基準(zhǔn)面，所以它的制造精度直接影響到主軸部件的回轉(zhuǎn)精度。
（2）主軸工作表面的精度 主軸的工作表面是指裝夾道具或家具的定心表面，如莫氏錐孔、軸端外錐或法蘭外圓等。對(duì)那他們要求有：內(nèi)外錐面的尺寸精度、幾何形狀精度和接觸精度，定心表面對(duì)支承軸頸的同軸度，定位端面對(duì)頸軸線的垂直度等。它們對(duì)機(jī)床工作精度的影響會(huì)造成家具或工件的裝夾誤差。在主軸技術(shù)要求中還虧定了近主軸端部的徑向園跳動(dòng)和離端面部300mm處的徑向圓跳動(dòng)。另外為了保證錐孔玉頂尖火道具錐柄接觸配合良好，規(guī)定須用標(biāo)準(zhǔn)錐度塞規(guī)以涂色法檢驗(yàn)接觸面積。
（3）主軸次要軸頸和其它表面的精度 主軸次要軸頸是指裝配齒輪、軸套等零件的表面。它們的尺寸公差等級(jí)要求一般為IT7級(jí)，圓度公差為0.01mm。主軸上的螺紋一般是用來固定
零件或者調(diào)整軸承間隙的。當(dāng)調(diào)整螺母有端面跳動(dòng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致被壓緊的軸承環(huán)傾斜，從而使主軸徑向圓跳動(dòng)增大。這不但會(huì)影響工件的加工精度，而且也會(huì)降低軸承壽命。因此主軸螺紋的公差等級(jí)一般為6g級(jí)，相對(duì)主軸頸的同軸度公差不超過0.025~0.05mm,相對(duì)的螺母支承端面的跳動(dòng)在500mm半徑上小于0.025mm。
4）主軸各表面粗糙度 不同精度機(jī)床的主軸各表面的表面粗糙度要求如標(biāo)準(zhǔn)所示。
（5）主軸各表面的硬度 主軸的各軸頸表面、工作表面和其它滑動(dòng)表面都會(huì)受到不同程度的摩擦作用。在滑動(dòng)軸承配合中，軸頸與軸瓦發(fā)生摩擦，要求軸頸表面耐磨性要高，其硬度則可視軸瓦材料而異。如巴氏合金軸的錫青銅，則軸頸表面硬度應(yīng)大于60HRC；采用鋼套軸承時(shí)，軸頸表面硬度應(yīng)更高，如鏜床主軸采用表面滲氮處理后，其硬度大于900HV。在滾動(dòng)軸承配合中，摩擦是由軸承套圈和滾動(dòng)體承受的，因此軸頸可以不要求很高的耐磨性，但仍要求適當(dāng)提高其硬度，以改善它的裝配工藝性和裝配精度。軸頸表面硬度一般為40~50HRC。
對(duì)于定心表面，因相配件頂尖和卡盤經(jīng)常拆卸，易碰傷拉毛而影響接觸精度，故必須有一定的耐磨性。為了改善表面拉毛現(xiàn)象，延長(zhǎng)機(jī)床精度的保持期限，定心表面的硬度一般要求在45HRC以上。
主軸材料通常選用45他、65Mn、40Cr等牌號(hào)的鋼材。其中65Mn、40Cr的淬透性較好，經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面高頻淬火后可獲得較高的綜合力學(xué)性能和耐磨性。當(dāng)要求主軸在高精度、高轉(zhuǎn)速和重載荷下工作時(shí)，可選用18CrMNTi、20Cr、20Mn2B等牌號(hào)的低碳合金鋼。這些材料經(jīng)滲碳淬火后，淬火表面層具有壓應(yīng)力，可使其抗彎疲勞強(qiáng)度提高，但熱處理工藝性較差，變形較大。精度主軸可選用38CrMoALA滲氮鋼，它的表面硬度和疲勞強(qiáng)度更高，而且，滲氮層還具有抗腐蝕、熱處理變形小的優(yōu)點(diǎn)。
主軸的毛胚多采用鍛件。生產(chǎn)批量較小時(shí)常采用自由鍛，其所需的設(shè)備簡(jiǎn)單，但毛坯精度較差，余量達(dá)10mm以上；采用模鍛可以鍛造形狀較復(fù)雜的毛坯，加工余量也較少，有利于減少機(jī)械加工勞動(dòng)量，故在成批生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。精密模鍛是鍛造生產(chǎn)的一項(xiàng)先進(jìn)工藝，它能鍛造出形狀復(fù)雜、精度較高的毛坯。此外，也有采用由無縫鋼管局部鐓粗的多軸自動(dòng)車床主軸毛坯。
以CA6140車床主軸零件可知，該主軸呈階梯狀，其上有安裝支承軸承、傳動(dòng)件的圓柱、圓錐面，安裝滑動(dòng)齒輪的花鍵，安裝卡盤及頂尖的內(nèi)外圓錐面，聯(lián)接緊固螺母的螺旋面，通過棒料的深孔等。下面分別介紹主軸各主要部分的作用及技術(shù)要求：
（1）支承軸頸 主軸二個(gè)支承軸頸A、B圓度公差為0.005mm，徑向跳動(dòng)公差為0.005mm；而支承軸頸1∶12錐面的接觸率≥70%；表面粗糙度Ra為0.4mm；支承軸頸尺寸精度為IT5。因?yàn)橹鬏S支承軸頸是用來安裝支承軸承，是主軸部件的裝配基準(zhǔn)面，所以它的制造精度直接影響到主軸部件的回轉(zhuǎn)精度。
（2）主軸工作表面的精度 主軸的工作表面是指裝夾道具或家具的定心表面，如莫氏錐孔、軸端外錐或法蘭外圓等。對(duì)那他們要求有：內(nèi)外錐面的尺寸精度、幾何形狀精度和接觸精度，定心表面對(duì)支承軸頸的同軸度，定位端面對(duì)頸軸線的垂直度等。它們對(duì)機(jī)床工作精度的影響會(huì)造成家具或工件的裝夾誤差。在主軸技術(shù)要求中還虧定了近主軸端部的徑向園跳動(dòng)和離端面部300mm處的徑向圓跳動(dòng)。另外為了保證錐孔玉頂尖火道具錐柄接觸配合良好，規(guī)定須用標(biāo)準(zhǔn)錐度塞規(guī)以涂色法檢驗(yàn)接觸面積。
（3）主軸次要軸頸和其它表面的精度 主軸次要軸頸是指裝配齒輪、軸套等零件的表面。它們的尺寸公差等級(jí)要求一般為IT7級(jí)，圓度公差為0.01mm。主軸上的螺紋一般是用來固定
零件或者調(diào)整軸承間隙的。當(dāng)調(diào)整螺母有端面跳動(dòng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致被壓緊的軸承環(huán)傾斜，從而使主軸徑向圓跳動(dòng)增大。這不但會(huì)影響工件的加工精度，而且也會(huì)降低軸承壽命。因此主軸螺紋的公差等級(jí)一般為6g級(jí)，相對(duì)主軸頸的同軸度公差不超過0.025~0.05mm,相對(duì)的螺母支承端面的跳動(dòng)在500mm半徑上小于0.025mm。
4）主軸各表面粗糙度 不同精度機(jī)床的主軸各表面的表面粗糙度要求如標(biāo)準(zhǔn)所示。
（5）主軸各表面的硬度 主軸的各軸頸表面、工作表面和其它滑動(dòng)表面都會(huì)受到不同程度的摩擦作用。在滑動(dòng)軸承配合中，軸頸與軸瓦發(fā)生摩擦，要求軸頸表面耐磨性要高，其硬度則可視軸瓦材料而異。如巴氏合金軸的錫青銅，則軸頸表面硬度應(yīng)大于60HRC；采用鋼套軸承時(shí)，軸頸表面硬度應(yīng)更高，如鏜床主軸采用表面滲氮處理后，其硬度大于900HV。在滾動(dòng)軸承配合中，摩擦是由軸承套圈和滾動(dòng)體承受的，因此軸頸可以不要求很高的耐磨性，但仍要求適當(dāng)提高其硬度，以改善它的裝配工藝性和裝配精度。軸頸表面硬度一般為40~50HRC。
對(duì)于定心表面，因相配件頂尖和卡盤經(jīng)常拆卸，易碰傷拉毛而影響接觸精度，故必須有一定的耐磨性。為了改善表面拉毛現(xiàn)象，延長(zhǎng)機(jī)床精度的保持期限，定心表面的硬度一般要求在45HRC以上。
主軸材料通常選用45他、65Mn、40Cr等牌號(hào)的鋼材。其中65Mn、40Cr的淬透性較好，經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面高頻淬火后可獲得較高的綜合力學(xué)性能和耐磨性。當(dāng)要求主軸在高精度、高轉(zhuǎn)速和重載荷下工作時(shí)，可選用18CrMNTi、20Cr、20Mn2B等牌號(hào)的低碳合金鋼。這些材料經(jīng)滲碳淬火后，淬火表面層具有壓應(yīng)力，可使其抗彎疲勞強(qiáng)度提高，但熱處理工藝性較差，變形較大。精度主軸可選用38CrMoALA滲氮鋼，它的表面硬度和疲勞強(qiáng)度更高，而且，滲氮層還具有抗腐蝕、熱處理變形小的優(yōu)點(diǎn)。
主軸的毛胚多采用鍛件。生產(chǎn)批量較小時(shí)常采用自由鍛，其所需的設(shè)備簡(jiǎn)單，但毛坯精度較差，余量達(dá)10mm以上；采用模鍛可以鍛造形狀較復(fù)雜的毛坯，加工余量也較少，有利于減少機(jī)械加工勞動(dòng)量，故在成批生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。精密模鍛是鍛造生產(chǎn)的一項(xiàng)先進(jìn)工藝，它能鍛造出形狀復(fù)雜、精度較高的毛坯。此外，也有采用由無縫鋼管局部鐓粗的多軸自動(dòng)車床主軸毛坯。
