车床主轴的选材 加工路线 热处理
45钢车床主轴的热处理工艺设计
《金属学与热处理》课程设计报告 45钢车床主轴的热处理工艺设计学院化学工程与现代材料专业金属材料工程姓名高治峰学号********指导教师张美丽完成时间目录摘要 (1)1 引言 (2)2 设计分析2.1 车床的使用工况及性能要求析 (3)2.2 45号钢的成分及性能点 (3)2.2.1 45号钢的元素成分及其作用 (4)2.2.2 45号钢的性能 (4)2.3 热处理技术条件 (5)2.3.1加工工艺路线 (5)3 热处理工艺分析3.1 锻坯正火 (5)3.1.1锻坯正火的作用 (5)3.1.2 热处理工艺 (5)3.1.3 操作技巧 (5)3.2调质 (6)3.2.1 调质目的 (6)3.2.2 热处理工艺 (6)3.2.3 操作技巧 (6)3.3 锥孔及外锥体的局部淬火 (6)3.3.1 局部淬火方式 (6)3.3.2 热处理工艺 (6)3.3.3 操作技巧 (6)3.4 花键高频淬火 (6)3.4.1 淬火方式 (6)3.4.2 花键高频淬火工艺参数 (7)3.4.3 花键回火工艺参数 (7)3.4.4 操作技巧 (7)4 结语 (8)参考文献 (9)摘要主轴是机床上传递动力的零件，常需承受弯曲、扭转、疲劳、冲击载荷的作用，同时在滑动与转动部位还受到摩擦力的作用。
因此，要求主轴具有高强度、硬度、足够的韧性及疲劳强度、变形小等性能。
而45号钢为优质碳素结构用钢，硬度不高且容易切削加工，直接用在车床主轴上不太合适，所以需要对45号钢进行适当的热处理。
在主轴大端上需要使用锻坯正火，消除毛坯的锻造应力，降低硬度以改善切削加工性能，然后再进行调质，使主轴具有良好的综合力学性能，最后经过淬火后高温回火，其硬度可达220～250 HBS，提高主轴的硬度，使主轴能达到良好的工作性能。
在锥孔进行局部淬火使键槽部位不淬硬，提高耐磨性；在花键部分可采用高频淬火减少变形并达到表面淬硬。
车床主轴经过适当的热处理工艺，可以达到良好的工作性能，使主轴能在正常的工作中有足够的硬度，且在花键等部分有良好的耐磨性。
车床主轴的加工工艺
车床主轴的加工工艺
车床主轴的加工工艺是指对车床主轴进行加工的过程和方法。
车床主轴一般是由铸铁或铸钢材料制成的圆柱体，用于传递动力和旋转工件。
加工工艺包括下列步骤：
1.原材料选择：根据主轴的用途和要求选择合适的材料。
常见的材料有碳素钢、合金钢等。
2.铸造：将选定的材料熔化并倒入模具中，冷却后形成主轴的初步形状。
3.粗加工：通过车削、铣削等方法对主轴进行粗加工，将其外形形状和尺寸加工到接近最终要求。
4.热处理：主轴经过热处理，如淬火、回火等，使其获得适当的硬度和韧性。
5.精加工：对经过热处理的主轴进行精加工，使用精车、磨床等工艺，进一步提高主轴的精度和表面质量。
6.装配：将主轴与车床的其他零部件进行装配，如安装轴承、齿轮等。
7.表面处理：对主轴进行表面处理，如镀铬、热处理等，以提高其表面硬度和耐磨性。
8.检测：对加工完成的主轴进行检测，包括尺寸、形状、硬度等的检测，确保其达到设计要求。
以上是车床主轴加工的一般工艺流程，具体的加工工艺还会根据不同的要求和设计进行调整和改进。
40cr机床主轴热处理工艺流程
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车床主轴箱齿轮的选材与热处理
车床主轴箱齿轮的选材与热处理一、车床主轴箱齿轮图如下：二、车床主轴箱齿轮的工作条件：车床主轴箱是一变速装置，通常将主动轴的一种转换为从动轴的一种或多种转速，而这种转速的改变主要是通过一系列相互啮合的不同齿数的齿轮来实现的。
因此主动齿轮会对与其啮合的从动轮轮齿施加推动力，从而带动从动轮的旋转。
所以齿轮会受到外力的影响，从而导致齿轮自身会产生相应的应力。
虽然齿轮所承受的应力远低于材料的屈服点，但长时间工作也有可能导致齿轮产生裂纹而断裂。
齿轮在转动过程中，接触面的齿面会产生滑动摩擦，从而磨损齿面而导致轮齿的断裂。
齿轮在传动过程中，会由于换挡、启动或啮合不良而使齿轮受到冲击载荷的作用，从而使齿轮变形甚至断裂。
以上均是齿轮的工作环境，为了能使齿轮在上述环境下能正常工作，就得要求齿轮的自身条件能符合上述条件。
三、车床主轴箱齿轮材料的性能及选择：首先分析一下车床主轴箱齿轮材料的力学性能要求；为了满足齿轮的工作的条件，防止出现疲劳、磨损以及断裂等情况的出现，需要求齿轮必须有较高的硬度及好的耐磨性，齿面有较高的疲劳强度，齿轮心部要有足够的强度和韧度，通常情况下要求齿轮心部的硬度达170-217HB齿面硬度达45-50HRC。
根据对齿轮力学性能的要求，应从具有好的综合性能指标这个要素选材，工业生产中常用的金属材料主要是钢、铸铁及合金。
其中铸铁的含碳量较高，因此其硬度和耐磨性都较好。
但有一点，其塑性、韧性都较差，不过价格较便宜，对于一些低速、低冲击载荷条件下工作的齿轮可用铸铁；若用钢材制作齿轮则需考虑钢的含碳量，低碳钢的含碳量小于等于0.25%，含碳量较低，因此塑性、韧性较好，强度、硬度较低，很容易变形，不适合做齿轮；高碳钢的含碳量在0.60%~2.11%之间，含碳量较高，所以其强度、硬度及耐磨性都较好，但塑性、韧性差易断裂，也不适合做齿轮；中碳钢的含碳量在0.25%~0.6%,位于低碳钢与高碳钢之间，其性能也同样位于两者之间，有较好的综合性能，因此中碳钢适合做齿轮。
常见汽车级机床用零件机加热处理工艺路线
一、齿轮1.渗碳及碳氮共渗齿轮的工艺流程毛坯成型→预备热处理→切削加工→渗碳（碳、氮共渗）、淬火及回火→（喷丸）→精加工2.感应加热和火焰加热淬火齿轮用钢及制造工艺流程配料→锻造→正火→粗加工→精加工→感应或火焰加热淬火→回火→珩磨或直接使用→调质→3.高频预热和随后的高频淬火工艺流程锻坯→正火→粗车→高频预热→精车（内孔、端面、外圆）滚齿、剃齿→高频淬火→回火→珩齿二、滚动轴承1.套圈工艺流程棒料→锻制→正火→球化退火车削加工→去应力退火→淬火→冷处理→低温回火→粗棒料→钢管退火磨→补加回火→精磨→成品2.滚动体工艺流程（1）冷冲及半热冲钢球钢丝或条钢退火→冷冲或半热冲→低温退火→锉削加工→软磨→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→补加回火→精磨→成品（2）热冲及模锻钢球棒料→热冲或模锻→球化退火→锉削加工→软磨→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→补加回火→精磨→成品（3）滚子滚针钢丝或条钢（退火）→冷冲、冷轧或车削→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→附加回火→精磨→成品三、弹簧1.板簧的工艺流程切割→弯制主片卷耳→加热→弯曲→余热淬火→回火→喷丸→检查→装配→试验验收2.热卷螺旋弹簧工艺流程下料→锻尖→加热→卷簧及校正→淬火→回火→喷丸→磨端面→试验验收3.冷卷螺旋弹簧工艺流程下料→锻尖→加热→卷簧及校正→去应力回火→淬火→回火→喷丸→磨端面→试验验收四、汽车、拖拉机零件的热处理1.铸铁活塞环的工艺流程（1）单体铸造→机加工→消除应力退火→半精加工→表面处理→精加工→成品（2）简体铸造→机加工→热定型→内外圆加工→表面处理→精加工→成品2.活塞销的工艺流程棒料→粗车外圆→渗碳→钻内孔→淬火、回火→精加工→成品棒料→退火→冷挤压→渗碳→淬火、回火→精加工→成品热轧管→粗车外圆→渗碳→淬火、回火→精加工→成品冷拔管→下料→渗碳→淬火、回火→精加工→成品3.连杆的工艺流程锻造→调质→酸洗→硬度和表面检验→探伤→校正→精压→机加工→成品4.渗碳钢气门挺杆的工艺流程棒料→热镦→机加工成型→渗碳→淬火、回火→精加工→磷化→成品5.合金铸铁气门挺杆的工艺流程合金铸铁整体铸造（间接端部冷激）→机械加工→淬火、回火→精加工→表面处理→成品合金铸铁整体铸造（端部冷激）→机械加工→消除应力退火→精加工→表面处理→成品钢制杆体→堆焊端部（冷激）→回火→精加工→成品钢制杆体→对焊→热处理→精加工→表面处理→成品6.马氏体型耐热钢排气阀的工艺流程马氏体耐热钢棒料→锻造成型→调质→校直→机加工→尾部淬火→抛光→成品7.半马氏体半奥氏体型耐热钢（Gr13Ni7Si2）排气阀的工艺流程棒料→顶锻→精压→热处理→精加工→成品8.奥氏体耐热钢排气阀的工艺流程棒料→顶锻→精压→阀面和尾部堆焊耐热合金→热处理→杆部滚压或软氮化→精加工→成品9.半轴调质的工艺流程合金结构钢棒料→锻造成形→正火或退火→机械加工→调质→校直→精加工→成品10.半轴的表面淬火的工艺流程棒料→锻造成形→预先热处理→校直→机械加工→表面淬火→校直→精加工→成品11.柱塞副和喷油嘴偶件的工艺流程热扎退火棒料→自动机加工成型→热处理→精加工→时效→成品12.拖拉机履带板（1）40SiMn2履带板的热处理热轧成形→下料→机加工→热处理→成品（2）ZGMn13履带板的热处理铸造成型→热处理→成品五、金属切削机床零件的热处理1.机床导轨（1）MM7125平面磨床立柱镶钢导轨锻造→正火→机加工→消除应力退火→机加工→淬火→回火→磨（2）M9025工具曲线磨床镶钢导轨锻造→退火→机加工→淬火→回火→磨（3）S788轴承磨床镶钢导轨机加工→消除应力退火→机加工→渗碳→淬火→回火→磨→时效（4）MZ208轴承磨床镶钢导轨锻造→退火→机加工→消除应力退火→机加工→淬火→冰冷处理→回火→磨→时效2.机床主轴（1）CA6104车窗主轴（45钢）下料→粗加工→正火→机加工→高频淬火→回火→磨（2）T68、T611镗床的镗杆及MGB132磨床的主轴（35CrMoAlA钢）下料→粗车→调质→精车→消除应力处理→粗磨→渗氮→粗磨（3）SGC630精密丝杠车床主轴（12CrNi3A）锻造→正火→机加工→渗碳→正火→校直→消除应力→机加工→头部淬火→颈部淬火→回火→磨→时效（4）X62W万能升降台铣床主轴（球墨铸铁QT60-2）铸造→机加工→淬火→回火（5）M1040无心磨床主轴（球墨铸铁QT60-2）铸造→机加工→正火→机加工3.丝杠（1）7级或7级精度一下的一般丝杠（45钢）下料→正火或调质→校直→消除应力处理→机加工（2）6级或6级以上精密不淬硬丝杠（T10或T12钢）球化退火→机加工→消除应力处理→机加工→时效→精加工（3）中大型精密淬硬丝杠（CrWMn）锻造→球化退火→机加工→消除应力→机加工→消除应力→机加工→淬火、回火→冰冷处理→回火→探伤→机加工→时效→精加工→时效→精加工（4）中小型精密淬硬丝杠（9Mn2V）锻造→球化退火→机加工→消除应力→机加工→淬硬淬火→回火→冰冷处理→回火、探伤→机加工→时效→精加工→时效→精加工（5）滚珠丝杠（GCr15，GCr15SiMn）4.弹簧卡头（1）卧式多轴自动车床夹料卡头（9SiCr）锻造→退火→机加工→淬火→回火→机加工→磨开口→胀大定型（2）卧式多轴自动车床送料卡头（T8A钢）锻造→退火→机加工→淬火→回火→磨（3）仪表机床小型专用卡头（60Si2）退火→机加工→淬火→回火→磨（4）磨阀辨机床专用卡头（65Mn）锻造→正火→高温→回火→机加工→淬火→回火→机加工5.摩擦片（1）X62W万能升降台铣床摩擦片（A3）机加工→渗碳→淬火→回火→机加工→回火（2）DLMO电磁离合器摩擦片（65Mn）冲片→淬火→回火→磨（3）电磁离合器摩擦片（6SiMnV）锻造→退火→切片→淬火→回火→磨6.FW250万能分度头主轴（45）锻造→正火→机加工→淬火→回火→机加工7.万能分度头蜗杆（20Cr）正火→机加工→渗碳→机加工→淬火→回火→机加工8.三爪卡盘卡爪（45）正火→机加工→淬火→回火→高频淬火→回火→法蓝→磨加工9.三爪卡盘丝（45）锻造→正火→机加工→淬火→回火→法蓝→磨六、活塞1.20CrMnMo钢制活塞的热处理锻造→正火→检验→机加工→渗碳→检验→正火→淬火→清洗→回火→检验→喷砂→磨削2.钒钢活塞的热处理下料→锻造→检验→预先淬火→球化退火→检验→机加工→淬火→回火→检验→磨削七、凿岩机钎尾锻造→退火→检验→渗碳→检验→淬火→回火→清洗→检验→磨削。
机床主要零件选材及热处理与热处理技术要求表示方法.doc
一、机床主要零件选材及热处理摘录（仅供参考）
2、导轨
3、丝杠
注：热处理技术要求系指丝杠螺纹部分。
软丝杠的方头和轴颈一般需C42或G48。
注：（1）、表中的齿根最大弯曲应力及齿面最大接触应力按GB3480和GB10062规定计算；
（2）、齿轮的有效渗碳硬化层和渗氮层深度分别见附表4-1和附表4-2。
附表4-1：齿轮的有效渗碳硬化层深度(mm)
5、蜗轮副(蜗杆及蜗轮)
说明：经渗碳的蜗杆，其有效渗碳硬化层深度见附表5-1。
7、齿条
齿条可参照齿轮选择材料和制定热处理技术要求。
工作频繁的齿条应采用硬化措施。
细长齿条宜采用渗氮处理（或氮碳共渗或硫氮碳共渗处理）。
精度低的齿条可采用整体淬火。
工作不频繁或受力不大的齿条可以不采用硬化措施，其中要求调质的齿条宜用易切削非调钢YF40MnV或YF45MnV。
8、箱体
箱体一般采用灰铸铁制造，并经高温时效处理。
主轴箱等要求较高的箱体宜用HT300或HT350，一般箱体采用HT200或HT250。
要求刚度高受力大的箱体可采用球墨铸铁QT600-3制造。
单件小批量生产的箱体可采用45钢或Q235钢焊接结构。
这些箱体亦须进行高温时效处理。
说明：本资料是根据1993年北京机床研究所材料部编写的《《机床八类主要零件选材及热处理》整理而成。
其中，省去了一些解释文字。
二、机床行业热处理技术要求表示方法
注：冷卷弹簧的定形、消除应力处理可用“Hh”表示。
机床主轴的选材及热处理工艺
轴 用材 必须 同时 具有 良好 的车 削工 艺性 和磨 削 工 艺性 ．
２ Ｉ Ｉ 主 轴选 材 ．． 依据 主轴 的工作 环 境和 工作 要求 ， 通 机 床 主轴 材料 通常 选 用 下列 ３ 【 ： 普 类 ｌ Ｊ Ｉ 中碳 结构 钢 ： 用牌 号 ４ ，Ｏ ５ 结 构钢 ； ） 常 ５ ５ ，５ ２ 中碳 合金 钢 ： ） 常用牌 号 ４ Ｃ ，０ ｒ ０ ｒ５ Ｃ 合金 钢 ； ３锰 钢 ： ） 常用牌 号 ６ Ｍｎ合金 钢 ． ５ ２ １２ 典 型用 材 及热 处 理工 艺 ．． 普 通机 床 主轴 最 常用 的材料 是 ４ 结 构 钢或 ４ Ｃ 中碳 合 金 钢 【 ， 热 处理 工艺 一 般首 先 采 用 整 体 表 ５ ０ｒ ２ 其 ］ 面 淬火 或整 体 调质 后 主轴 头部 内外锥 、 主轴 颈及 花键 表 面淬 火 ， 后 进 行 低 温 回火 的 常规 热 处 理 工艺 【 ． 然 １ ］
绍
兴
文
理
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院学ຫໍສະໝຸດ 报 Ｖｏ ． ２ Ｎｏ． １２ ２
Ｊ Ｒ ＯＵ ＮＡＬ ＯＦ Ｓ ＯＸ ＮＧ Ｕ Ｉ Ｅ Ｓ ＴＹ ＨＡ Ｉ Ｎ Ｖ Ｒ Ｉ
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机床主 轴的选材 及热 处理 工艺
王文奎
（ 兴 文理 学 院 绍
俞 学人
绍 兴 ３ ２０ ） １００
机 电系 ， 江 浙
．
・
收 稿 日期 ：０ ２—０ ２ ２０ ３— ２
作 者 筒 介 ： 文 奎 （９ ３ ， ， 江 绍 兴 人 ， 师 ， 事 机 电技 术 研 究 王 １６ 一）男 浙 讲 从
维普资讯
第 ２期
王文奎
俞 学人 ： 机床 主轴 的选 材及 热处理工 艺
主轴的加工工艺路线
主轴的加工工艺路线
主轴的加工工艺路线包括以下几个步骤：
1. 材料剪切：首先将原材料进行剪切或切割，以得到适合加工的工件。
2. 粗加工：对工件进行粗加工，包括车削、铣削、钻削等操作，以使工件初步达到设计要求的形状和尺寸。
3. 热处理：对粗加工后的工件进行热处理，包括淬火、回火等工艺，以增加工件的硬度和耐磨性。
4. 精加工：对热处理后的工件进行精加工，包括磨削、拉削、刨削等操作，以使工件达到设计要求的精度和表面质量。
5. 表面处理：对精加工后的工件进行表面处理，包括电镀、喷涂、氧化等工艺，以增加工件的耐腐蚀性和美观度。
6. 检测与调整：对加工完成的工件进行检测，包括尺寸测量、硬度测量、表面质量检验等，以确保工件符合设计要求。
如有需要，进行必要的调整。
7. 组装和包装：对通过检测的工件进行组装和包装，以方便运输和使用。
8. 质量控制：对整个加工过程进行质量控制，包括使用符合要求的设备和工具、制定合理的工艺流程、操作规范等，以确保加工出的主轴达到设计和客户要求的质量标准。
零件选材及其热处理工艺
零件选材及其热处理工艺一、机床主轴1、工作条件及失效形式主轴是机床主轴部件的关键零件之一，主要起支承传动件和传递转矩的作用，其工作条件为：（1）承受交变载荷、交变弯曲载荷或拉—压载荷。
（2）局部（轴颈、花键等处）承受摩擦和磨损。
（3）特殊条件下受高温或介质作用。
主轴的失效形式主要是疲劳断裂和轴颈处磨损，有时也发生冲击过载断裂，个别情况下发生塑性变形或腐蚀失效。
2、性能要求：（1）由于机床的主运动由其提供，主轴工作时的运动精度对工件加工质量将产生直接影响，因此必须保证主轴工作时具有很高的运动精度。
（2）高的疲劳强度，以防轴疲劳断裂。
（3）优良的综合力学性能，即较高的屈服强度和抗拉强度、较高的韧性，以防塑性变形及过载或冲击载荷作用下的折断和扭断。
（4）局部承受摩擦的部位具有高硬度和耐磨性，以防磨损失效。
（5）在特殊条件下工作时应具有特殊性能，如蠕变抗力、耐腐蚀性等。
3、主轴的选材与热处理不同工作要求的机床主轴，其性能要求是不同的，加工工艺也是有差异的，因此选用的材料及相应的热处理工艺也会不同．3.1 普通机床主轴的选材与热处理工艺普通机床往往用于一般精度要求的工件加工．机床主轴通常采用滚动轴承支承，直接影响主轴回转工作精度的轴颈没有直接的运动磨损．因此，针对主轴工作时承受交变载荷的受力特性，一般选用综合机械性能较好的材料．同时，作为提供机床主运动的基准件，主轴的几何质量好坏直接影响机床主运动的精度，因此通常对普通机床主轴关键表面的几何质量提出下列要求⋯：1) 轴颈的直径精度为IT6，圆度、圆柱度应限制在直径公差之内；2) 配合轴颈(装配传动件的轴颈)相对支承轴颈(装配轴承的轴颈)的径向圆跳动为0．01～0．03 mm，端面圆跳动为0.005～0.010mm；3) 支承轴颈的表面粗糙度为Ra0．63～0．16µm，配合轴颈为Ra2.5—0.63µm．从几何精度要求和经济性两方面考虑，主轴的加工一般采用车削基础上的磨削工艺来实现，可见，主轴用材必须同时具有良好的车削工艺性和磨削工艺性．3.1.1主轴选材依据主轴的工作环境和工作要求，普通机床主轴材料通常选用下列3类：1) 中碳结构钢：常用牌号45，50，55结构钢；2) 中碳合金钢：常用牌号40Cr，50Cr合金钢；3) 锰钢：常用牌号65Mn合金钢．3.1.2热处理工艺一般首先采用整体表面淬火或整体调质后主轴头部内外锥、主轴颈及花键表面淬火，然后进行低温回火的常规热处理工艺根据需要，硬度一般可控制在42—47HRC，45—50HRC 或48—53HRC等3种状态．在工程实际中，有时为得到较好的耐磨性，应提高表面硬度，通常选用含碳量较高的50。
45钢车床主轴加工工艺路线
45钢车床主轴加工工艺路线
45 钢是一种常用的中碳结构钢，具有良好的机械性能和加工性能，常用于制作机械零件和工具。
以下是一个45 钢车床主轴的加工工艺路线：
1. 下料：根据设计尺寸和形状，将45 钢棒料切割成适当的长度。
2. 锻造：将下料后的钢棒加热到一定温度，然后进行锻造，以改善材料的组织结构和力学性能。
3. 正火：将锻造后的主轴进行正火处理，以消除锻造应力和改善材料的力学性能。
4. 粗加工：对主轴进行粗加工，包括车削、铣削、钻削等，以去除大部分余量，为后续的精加工做好准备。
5. 调质：对主轴进行调质处理，以提高材料的硬度和强度。
6. 半精加工：对主轴进行半精加工，包括车削、铣削、钻削等，以进一步去除余量，为后续的精加工做好准备。
7. 淬火：对主轴进行淬火处理，以提高材料的硬度和耐磨性。
8. 精加工：对主轴进行精加工，包括车削、磨削、镗削等，以达到设计要求的尺寸和形状精度。
9. 珩磨：对主轴进行珩磨处理，以提高表面质量和精度。
10. 检验：对主轴进行检验，以确保其符合设计要求和质量标准。
11. 包装：对主轴进行包装，以方便运输和储存。
需要注意的是，具体的加工工艺路线可能因不同的加工要求和设备条件而有所不同，以上仅为参考。
同时，在加工过程中还需要注意安全和环保问题。
车床主轴的零件机械加工工艺规程设计
车床主轴的零件机械加工工艺规程设计车床主轴是车床的核心部件之一，其零件的机械加工工艺设计对于提高主轴的加工质量和降低成本具有重要意义。
下面将介绍车床主轴的零件机械加工工艺规程设计，包括加工工艺路线、加工工艺参数和加工工艺控制要点等内容。
一、加工工艺路线设计1.材料准备：选择合适的材料，并根据主轴的材质和技术要求进行切割、热处理和机械清洗等预处理工序。
2.粗加工：使用车床进行转削加工，根据零件的形状和尺寸要求进行车削、倒角和孔加工等工序。
3.精加工：使用磨床进行研磨加工，通过多道工序进行外圆和孔的精度修磨，确保主轴的尺寸、圆度和表面质量要求。
4.总调整：对主轴进行总调整，包括加工余量和公差的控制，以及主轴的组装和静平衡调整等工序。
5.完工检验：对主轴的尺寸、形状和表面质量进行检验，确保主轴的质量满足设计要求。
6.表面处理：对主轴的表面进行镀铬、镀硬铬等处理，提高主轴的耐磨性和防腐性。
二、加工工艺参数设计1.转速和进给：根据主轴的材质和尺寸，合理选择车削和研磨的转速和进给速度，保证加工效率和质量。
2.切削刃具：选择合适的切削刃具，包括硬质合金刀具和金刚石磨具等，以满足主轴的形状和表面质量要求。
3.冷却液：选择合适的冷却液，提高切削润滑和散热效果，防止主轴加工过程中的热变形和表面质量损伤。
4.砂轮选择：根据主轴的材料和形状要求，选择合适的砂轮粒度和硬度，以提高加工效率和表面质量。
三、加工工艺控制要点1.工件夹紧：对于主轴的工艺控制来说，工件的夹紧是非常关键的一环。
应确保工件与机床夹具之间的接触牢固，避免在加工过程中产生切削振动和变形。
2.加工余量控制：在车削和研磨过程中，要合理控制加工余量，以便在后续研磨加工中保证主轴的精度和表面质量。
3.加工过程监测：通过对加工过程的监测，及时发现加工质量问题和加工装置异常，以便调整加工参数和工艺控制措施，确保主轴的加工质量满足要求。
4.表面质量保护：在加工过程中，要采取合适的措施保护主轴的表面质量，如添加合适的冷却液和使用保护装置，以防止主轴表面被刮伤或污染。
45钢车床主轴的热处理工艺设计
45钢车床主轴的热处理工艺设计钢车床主轴的热处理工艺设计是为了提高主轴的硬度和强度，提升其耐磨性、抗疲劳性和刚性，从而满足主轴在使用过程中的高速、高负荷和长时间连续工作的要求。
以下我将详细介绍钢车床主轴的热处理工艺设计。
首先，需要选择合适的钢材。
常用的材料有45钢，其具有较好的硬化性、热加工性和焊接性能。
根据具体使用要求和主轴的工作条件，确定钢材的化学成分和机械性能指标。
同时，应选择质量稳定、批量可控的供应商，以保证材料的均匀性和一致性。
第二步是进行热处理工艺设计。
热处理工艺一般包括淬火和回火两个步骤。
下面我将分别介绍这两个步骤的工艺参数和过程。
1.淬火：（1）加热温度：根据钢材的具体化学成分和机械性能指标，确定合适的加热温度。
一般可以选择800-850℃。
（2）保温时间：保温时间与加热温度和材料厚度有关，一般为1小时/25mm。
在保温过程中，应保持温度均匀。
（3）冷却介质：选用合适的冷却介质进行淬火，如水、油或聚合物液体。
冷却速度应根据材料的硬度要求确定，通常为快速冷却。
2.回火：（1）加热温度：回火温度一般选择在300-650℃之间，根据材料的具体需要确定。
（2）保温时间：回火保温时间一般为1小时。
（3）冷却方式：回火完成后，以适当的冷却速度冷却至室温。
最后，进行性能检测和表面处理。
对经过热处理的主轴进行硬度测试，以确保其在规定的硬度范围内。
同时，对表面进行镜面研磨和喷砂处理，以提高主轴的表面光洁度和耐磨性。
总结起来，钢车床主轴的热处理工艺设计需要选择合适的钢材、确定加热温度和保温时间，选择合适的冷却介质进行淬火，再进行回火处理，最后进行性能检测和表面处理。
只有科学、合理地设计和控制热处理工艺，才能保证主轴的优良性能和可靠性。
40Cr车床主轴热处理工艺
40Cr车床主轴热处理工艺1.工作环境要求齿轮材料有高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，齿面要有足够的硬度和耐磨性2.性能要求1.齿轮会在齿根危险断面上造成最大的弯曲应力，在脉动弯曲应力作用下，可是齿轮产生歪曲疲劳破坏，因此机床齿轮应具有高度疲劳极限和高的抗弯强度。
2.齿轮通过齿面的接触传递动力，在接触应力的反复作用下，会使工作齿面产生接触疲劳破坏，因此齿轮应具有高强度和较高的韧性。
3.齿轮工作时，两齿面相对运动，会产生摩擦力，因此齿轮应具有高度耐磨性。
4.齿轮工作时，还会承担强烈的冲击载荷，因此齿轮应具有抗多次冲击的能力。
5.齿轮工作过程中会有摩擦力，会摩擦生热，使齿轮在较高的温度环境瑕工作，因此齿轮应具有一定的高温下的高强度和精度。
3.选材40Cr钢特点：1.在体机体上均匀分布的粒状谈话无起弥散强化作用，溶于铁素体中的合金元素起固溶强化作用，从而保证刚有较高的屈服强度和疲劳强度。
2.组织均匀性好，减少了裂纹在局部薄弱地区形成的可能性，可以保证有良好的塑性和韧性。
3.作为集体组织的铁素体是从淬火马氏体转变形成的，晶粒细小，使刚的冷脆倾向大大减小。
4.工艺方法路线下料——锻造——正火——粗加工——精加工——粗粗铣齿——淬火+高温回火——精铣齿——成品5.40Cr钢化学成分：6.工艺参数：（1）正火1.正火加热温度：870℃，Ac3+30~50℃2.正火保温时间：2~3小时3.正火加热速度：<200℃/h图3 40Cr钢正火工艺曲线（2）淬火+高温回火淬火温度要求T:Ac3+30~5℃，采用油冷，高温回火温度520℃7.工序说明：1）淬火：使奥氏体转化后的工件获得尽量多的马氏体，人后配以不同温度回火获得各种需要的性能。
2）高温回火：a：降低脆性，消除内应力。
b：得到对工件所要求的力学性能c：稳定工件尺寸8.热处理缺陷：1：氧化脱碳：工件在加热过程中，由于周围的加热戒指与钢表面所起的化学作用，会使钢发生氧化和脱碳，严重影响淬火工件的质量。
机床主轴材料和热处理
装拆配件处表面淬硬
1)与滑动轴承配合
2)受重载荷，转速很高
3)精度要求极高，轴隙≤0.003mm
4)受很高的疲劳应力和冲击载荷
38CrMoAlA
正火或调质
250～280HB
1)有很高的心部强度
2)达到很高的表面硬度，不易磨损保持精度稳定
3)优良的耐疲劳性能
4)畸变量小
高精度磨床主轴，镗床主轴、坐标镗床等的主轴
机床主轴材料和热处理
工作条件
材料
热处理
硬度
原因
使用实例
1)与滚动轴承配合
2)轻载荷或中等载荷，转速低
3)精度要求不高
4)稍有冲击载荷，交变载荷可以忽略不计
45
调质处理
220～250HB
1)调质后，保证主轴具有一定强度
2)精度要求不高
一般机床主轴
1)与滚动轴承配合
2)轻载荷或中等载荷，转速略高
3)装配精度要求不太高
2)承受中等载荷或重载荷[PV＜400N·m/(cm2·s)]
3)要求轴颈有更高的耐磨性
4)精度要求较高
5)承受较高的交变，但冲击载荷较小
6)表面硬度和显微组织要求更高
GCr15
9Mn2V
调质
250～280HB
≥59HRC
1)获得高的表面硬度和良好的耐磨性能
2)超精磨性好，粗糙度易降低
较高精度的磨床主轴
3)要求轴颈有更高的耐磨性
4)精度要求较高
5)承受较高的交变，但冲击载荷较小
65Mn
调质
250～280HB
1)调质后有较高的强度
2)表面淬硬后提高耐疲劳性能
3)获得较高的硬度，提高耐磨性
45钢车床主轴的热处理工艺设计
45钢车床主轴的热处理工艺设计45钢车床主轴是车床的核心部件，直接影响车床的精度和使用寿命。
由于45钢具有较高的强度和硬度，是一种常用的机械结构材料，因此钢车床主轴的热处理工艺设计至关重要。
下面我将详细介绍45钢车床主轴的热处理工艺设计。
1.热处理前的准备工作热处理前需要对45钢车床主轴进行酸洗去除表面氧化层，然后进行机械或化学法去毛刺、打磨，以保证热处理后的表面质量。
2.热处理工艺选择在热处理过程中，需要选择适当的热处理工艺，一般可以选择淬火+回火的工艺。
淬火可以提高主轴的硬度和强度，回火则可以消除淬火过程中的内部应力和硬脆性，增加主轴的韧性。
3.淬火工艺设计淬火的目的是通过快速冷却使主轴的组织转变为马氏体，并提高硬度和强度。
45钢的淬火温度一般为820-860℃，具体温度根据材料的具体性能和要求进行确定。
淬火介质可以选择水、油或盐浴淬火。
4.淬火工艺控制淬火过程中的加热速度要均匀稳定，以确保45钢车床主轴的整体加热均匀。
在达到淬火温度后，要立即将主轴放入淬火介质中，同时要确保主轴在淬火介质中的位置均匀，避免产生变形或裂纹。
5.回火工艺设计回火是淬火后的一个重要工艺环节，通过回火可以消除淬火产生的内部应力和硬脆性，增加主轴的韧性。
回火温度的选择一般为150-350℃，回火时间一般为1-2小时，具体根据45钢的具体性能和要求来确定。
6.微结构观察在热处理后，需要对45钢车床主轴进行微结构观察，以确保热处理工艺的有效性和合理性。
通过金相显微镜观察，可以检测主轴的组织状态、相的比例以及组织均匀性等。
7.总结和优化根据实际情况和试验结果，总结热处理过程中的问题和不足，并进行优化。
可以通过调整热处理温度、时间、淬火介质等参数，以达到更好的热处理效果和工艺控制。
综上所述，钢车床主轴的热处理工艺设计是车床制造中非常重要的一环，它直接关系到车床的性能和使用寿命。
通过科学合理地设计热处理工艺，可以提高钢车床主轴的硬度、强度和韧性，确保车床的精度和可靠性。
车床主轴加工工艺流程
车床主轴加工工艺流程
一、原料准备
1.1 根据设计要求，选择合适的材料，如优质钢、合金钢等，确保其具有良好的机械性能和稳定性。
1.2 对原料进行质量检查，确保无缺陷、无锈蚀、无油污。
二、粗加工
2.1 对原料进行初步加工，去除多余部分，形成主轴的大致形状。
2.2 对粗加工后的主轴进行去毛刺、倒角处理，以确保后续加工的顺利进行。
三、半精加工
3.1 对主轴进行半精加工，进一步细化主轴的外形，为后续的热处理和精加工做准备。
3.2 在半精加工过程中，应确保主轴的几何尺寸、形位公差等符合设计要求。
四、热处理
4.1 对主轴进行热处理，如淬火、回火等，以提高其机械性能和稳定性。
4.2 热处理后，对主轴进行冷却、矫直等处理，以确保其直线度和几何精度。
五、精加工
5.1 对主轴进行精加工，如切削、磨削等，以进一步细化主轴的表面质量和几何精度。
5.2 在精加工过程中，应采用合适的切削参数和磨削参数，以确保主轴的加工质量和效率。
六、装配
6.1 根据设计要求，将主轴与其他零部件进行装配，如轴承、密封件等。
6.2 在装配过程中，应确保各零部件的配合精度和安装牢固性。
七、检测
7.1 对装配后的主轴进行检测，如几何尺寸、形位公差、表面粗糙度等。
7.2 检测合格后，应进行必要的标记和记录。
八、包装
8.1 根据产品特点和客户要求，选择合适的包装材料和方式。
车床CA6140主轴的选材与加工
车床CA6140主轴的选材与加工序言生产实际中，零件的结构千差万别，但其基本几何构成不外是外圆、内孔、平面、螺纹、齿面、曲面等。
很少有零件是由单一典型表面所构成，往往是由一些典型表面复合而成，其加工方法较单一典型表面加工复杂，是典型表面加工法的综合应用。
下面介绍轴类零件、箱体类和齿轮零件的典型加工工艺。
轴是机械加工中常见的典型零件之一。
它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。
按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等如图6-1，其中阶梯传动轴应用较广，其加工工艺能较全面地反映轴类零件的加工规律和共性。
下面就对车床ca6140的主轴的选材，性能要求，加工要求及加工工艺进行初步分析。
车床主轴装配图图6-1车床主轴的工作条件与技术要求a..承受摩擦与磨损机床主轴的某些部位承受着不同程度的摩擦，特别是轴颈部位，因为轴颈与某些轴承配合时，摩擦较大所以此部位应具有较高的硬度仪增强耐磨性。
但是某些部位的轴颈与滚动轴承相配合摩擦不大，所以就不需要大的硬度。
b.工作中时承受载荷机床主轴在高速运转时要承受多种载荷的作用，如弯曲、扭转、冲击等。
所以要求主轴具有抵抗各种载荷的能力。
当主轴载荷较大、转速又高时，主轴还承受着很高的变交应力。
因此要求主轴具有较高的疲劳强度和综合力学性能即可。
（1）、支承轴颈的技术要求主轴两支承轴颈A、B的圆度允差0.005毫米，径向跳动允差0.005毫米，两支承轴颈的1：12锥面接触率＞70%，表面粗糙度Ra0.4um。
支承轴颈直径按IT5-7级精度制造。
主轴外圆的圆度要求，对于一般精度的机床，其允差通常不超过尺寸公差的50％，对于提高精度的机床，则不超过25%，对于高精度的机床，则应在5～10％之间。
（2）、锥孔的技术要求主轴锥孔（莫氏6号）对支承轴颈A、B的跳动，近轴端允差0.005mm，离轴端300mm处允差0.01毫米，锥面的接触率＞70％，表面粗糙度Ra0.4um，硬度要求HRC48。
机床主轴材料与热处理
机床主轴材料与热处理：淬火装拆配件处表面淬硬48～53HRC1)与滑动轴承配合2)承受中等载荷，转速较[PV＜400N·m/(cm2·s)]提高3)承受较高的交变和冲击载荷4)精度要求更高40Cr(42CrMn)调质处理表面硬度56～61HRC1)调质后主轴有较高的强度和韧性2)为获得良好的耐磨性选择表面淬硬3)配件装拆部分有一定硬度磨床砂轮主轴轴颈部分表面淬火装拆配件处表面淬硬1)与滑动轴承配合2)承受中等载荷或重载荷[PV＜400N·m/(cm2·s)]3)要求轴颈有更高的耐磨性4)精度要求较高5)承受较高的交变，但冲击载荷较小65Mn调质250～280HB1)调质后有较高的强度2)表面淬硬后提高耐疲劳性能3)获得较高的硬度，提高耐磨性4)表面马氏体易粗大，冲击值低磨床砂轮主轴轴颈部分表面淬硬≥59HRC装拆配件处表面淬硬50～55HRC1)与滑动轴承配合2)承受中等载荷或重载荷[PV＜400N·m/(cm2·s)]3)要求轴颈有更高的耐磨性4)精度要求较高5)承受较高的交变，但冲击载荷较小6)表面硬度和显微组织要求更高GCr159Mn2V调质250～280HB≥59HRC1)获得高的表面硬度和良好的耐磨性能2)超精磨性好，粗糙度易降低较高精度的磨床主轴轴颈部分表面淬硬装拆配件处表面淬硬1)与滑动轴承配合2)受重载荷，转速很高3)精度要求极高，轴隙≤0.003mm38CrMo AlA正火或调质250～280HB1)有很高的心部强度2)达到很高的表面硬度，不易磨损保持精度稳定3)优良的耐疲劳性能高精度磨床主轴，镗床主轴、坐标镗床等的主轴渗氮≥900HV。
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选择车床主轴材料,设计合理的加工路线,热处理工艺方案
摘要：根据车床主轴的工作情况,对材料的选用、其加工路线及相应的热处理工艺进行了分析,并就其操作提出了自己观点。
关键词：车床主轴；加工路线；热处理工艺；材料
一、材料的选择
主轴是车床上传递动力的零件，传递着动力和各种负荷，它的合理选材直接影响整台车床的精度和使用寿命。
其主要实效形式如下：1、受横向力并传递扭矩，承受交变弯曲应力和扭应力，常常发生疲劳断裂。
2、轴颈和花键等部位发生相对运动，承受较大的摩擦，轴颈表面产生过量的磨损。
3、承受一定的过载和冲击和载荷，产生过量弯曲变形，甚至发生折断或扭断。
所以所选的材料应满足：良好的综合力学性能，即具有较高的强度刚度、足够的韧性、疲劳强度、变形小及对应力集中的敏感性低等性能以防止过载和冲击断裂，还要有良好的切削加工性，高的表面硬度和良好的耐磨性，以防止轴颈摩损。
在设计时要充分考虑：
1、主轴的工作特性和技术要求。
主轴的摩檫和磨损情况;主轴的载荷大小和载荷性质。
2、主轴热处理的要求。
主轴的工作状况;主轴精密度和光洁度;主轴弯曲载荷和扭转力矩;主轴转速;主轴有无冲击载荷。
3、主轴热处理加工工艺实行的可能性以及经济性。
轴的常用材料为碳素钢和合金钢。
合金钢比碳素钢具有更高的机械性能和更好的热处理性能。
含不同合金的钢可获得各种特殊性能。
因此，对于载荷大并要求尺寸小，重量轻、耐高温或耐磨性、抗腐蚀性能要求高的轴可采用合金钢。
合金钢对应力集中的敏感性高，因此设计时应从结构上避免或减小应力集中，并降低其表面粗糙度的数值。
由于在常温下合金钢的弹性模量与一般碳素钢差不多，故选合金钢对提高轴的刚度没有实效。
而对形状复杂的轴可采用球墨铸铁。
球墨铸铁具有良好的吸振性和耐磨性，对应力集中的敏感性低，且价格低廉，加工性好。
但球墨铸铁的强度较低。
我们一般主轴承受交变弯曲应力和扭应力，在轻度或中等载荷、转速不太高，精度不很高，冲击、交变载荷不大的情况下，具有普通力学性能就能满足要求，一般采用45钢制造。
这类材料强度和塑形、韧性等综合机械性能较好，一般经正火、调质处理，而且材料来源方便，加工性、经济性好。
在主轴大端的内锥孔和外锥体,因常与卡盘、顶尖有相对摩擦;花键部位与齿轮有相对滑动,故这些部位要求较高的硬度与耐磨性;主轴在滚动轴承中运转,工作时因轴颈与轴承不发生摩擦,故轴颈无耐磨性要求。
钢轴的毛坯多数用轧制的圆钢和锻件。
锻件的内部组织比较均匀，强度较好，故重要的轴及大尺寸的轴或阶梯尺寸变化大的轴，应采用锻件。
综上，无其他特殊要求一般的车床主轴采用45 钢锻件毛坯制造即可。
二、加工工艺路线
下料→备锻造毛坯→正火→机械粗加工→调质→机械半精加工车外圆+钻中心孔+铣键槽→锥孔及外锥体的局部淬火、回火→车各空刀槽+粗磨(外圆、锥孔、外锥体)+滚铣花键→花键高频淬火、回火→精磨(外圆、锥孔、外锥体)。
三、热处理工艺分析
钢的热处理工艺主要分为：淬火、回火、正火、退火。
钢的淬火是将钢加热到临界温度（Ac3或Ac1）以上，保温一定时间使之奥氏体化后，以大于临街冷却速度进行冷却，过冷奥氏体转变为马氏体或贝氏体组织的一种工艺过程。
回火工艺是根据零件材料的化学成分，淬火组织、零件的几何形状、保温时间和冷却方式等。
一般来说，淬火后还必须进行相应的回火处理，以实现以下几个方面：（1）提高硬度和耐磨性（2）提高强韧性（3）提高硬磁性（4）提高弹性（5）提高耐蚀性和耐热性
将金属及合金加热、保暖和冷却，使其组织结构达到或接近平衡状态的热处理工艺称为退火或正火。
退火一般在炉内缓冷，正火一般是空冷，主要应用于各类铸锻焊工件的毛坯或半成品以消除冶金及热加工过程中产生的缺陷，并为以后的机械加工及热处理准备良好的组织状态。
1 锻造毛坯正火
目的：锻造可成轴的毛坯和获得合适的加工流线。
而对于大锻件，截面较大的钢材、铸件，用正火来细化晶粒，均匀组织或消除魏氏组织，如果用退火，硬度太低，切削容易粘刀。
所以采用正火提高强度，消除毛坯的锻造应力,降低硬度以改善切削加工性能,以利于切削加工,并为下一步的热处理作组织准备。
热处理工艺:850 ±10 ℃,保温1. 5 h ,空冷。
2 调质
目的：获得均匀细密的回火索氏体组织,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。
同时,也使主轴具有良好的综合力学性能。
为了更好的发挥调质的效果，故安排在粗加工之后。
热处理工艺:淬火840 ±10 ℃,保温1. 5 h ,水冷;
回火580 ±10 ℃,保温2～2. 5 h ,空冷。
3 锥孔及外锥体的局部淬火
外锥体键槽部位不淬硬,应用石棉绳等物填充加以保护。
因内锥孔和外圆锥面常与卡盘，顶尖相对摩擦，所以要增加其耐磨性。
热处理工艺:淬火900 ±10 ℃,保温20 min ,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,使锥孔及外锥体的表面快速达到淬火温度,进行淬火冷却,可以保证锥孔及外锥体表面的硬度和性能要求,又可减小锥孔及外锥体的局部加热对轴颈部位的影响,减小热处理变形量。
4 花键高频淬火
花键部位采用高频感应加热淬火和回火，以保证其耐磨性和高的精度。
操作技巧:由于花键部位存在直角过渡,为避免淬硬层过深,应力集中造成尖角开裂,一般采用高频而不是中频设备进行淬火,淬硬层深度可达1～2mm。
同时,淬火后的及时回火,也能减缓尖角部位的开裂倾向。
5 结束语
总之,由于轴较长,故锥部淬火应与花键淬火分开进行,这样可减少淬火变形,并且锥部淬火及回火后,需用粗磨来纠正淬火变形。
然后再进行花键的加工与淬火。
最后用精磨来消除总的变形,从而保证主轴的装配质量。
参考文献
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