车床主轴的功用和结构特点及设计要求

《车床主轴机械加工工艺》课件
➢主轴结构的设计要求： • 1) 合理的结构设计； • 2) 足够的刚度； • 3) 有具有一定的尺寸、形状、位置精度
和表面质量； • 4) 足够的耐磨性、抗振性及尺寸稳定性 • 5) 足够的抗疲劳强度
轴类零件的加工
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3．车床主轴技术条件的分析 ➢主轴支承轴颈的技术要求 • 支承轴颈是主轴的装配基准，其精度直
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➢ 加工阶段的划分 如前所述，分为三个阶段。
• 鉴于主轴的技术要求高，毛坯为模锻件，加工 余量大，精度高，故应分阶段加工；
• 分粗、精加工阶段有利于去应力并可加入热处 理；
• 多次切削有利于消除复映误差； • 粗、精加工二阶段应间隔一定时间； • 粗、精加工二阶段应分粗、精加工机床进行，
• 其他外圆的圆度要求，误差小于50%尺寸公差， 高精度者为5~10%；
• 轴颈与有关表面的同轴度误差应很小。
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➢ 主轴工作表面（锥孔）的技术要求 • 用来安装顶尖或刀具锥柄的；是定心表面； • 对锥面的尺寸精度、形状精度、粗糙度、接
触精度都要求高； • 轴心线应与支承轴颈同轴； • 锥孔对轴颈的径向圆跳动近轴端为0.005，
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➢ 主轴的材料和热处理 热处理工序的安排
• 毛坯热处理：去锻造应力，细化晶粒； • 切削前正火（预备热处理）：改善切削加工性能
和机械-物理性能；去锻造应力； • 半精加工前调质：去应力，改善切削加工性能，
提高综合机械性能； • 精加工前局部高频淬火：提高运动表面耐磨性； • 精加工后的定性处理：低温时效和水冷处理。
要表面有螺纹、花键、沟槽、端面结合孔 等 • 机械加工工艺主要是车削、磨削，其次是 铣削和钻削
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特别值得注意的工艺问题有： 1) 定位基准的选择； 2) 加工顺序的安排； 3) 深孔加工； 4) 热处理变形。 ➢ 车床主轴的功用 • 承受扭转力矩； • 承受弯曲力矩； • 保证回转运动精度。
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5. 主轴加工工艺过程分析 ➢主轴毛坯的制造方法 • 自由锻件：小批量或单件生产； • 模锻件：大批量生产。
动为0.008；
• 粗糙度Ra≤12.5μm ，硬度为HRC45~50。
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➢空套齿轮轴颈的技术要求 • 影响传动的平稳性；可能导致噪声； • 有同轴度要求，对支承轴颈的径向圆
跳动为0.01~0.015； • 尺寸精度要求为IT5~IT6；
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车床主轴的功用和结构特点及 设计要求
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Ra 0.63m
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➢车床主轴的结构特点 • 既是阶梯轴，又是空心轴；是长径比小于
12的刚性轴 • 不但传递旋转运动和扭矩，而且是工件或
刀具回转精度的基础 • 主要加工表面有内外圆柱面、圆锥面，次
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➢工艺过程： 分为三个阶段：
• 粗加工：工序1~6 • 半精加工：工序7~13（7为预备） • 精加工：工序14~26（14为预备）
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➢ 车床主轴的设计要求 • 扭转和弯曲刚度高； • 回转精度高（径向圆跳动、端面圆跳动、回转轴
线稳定）； • 制造精度高：
1) 结构尺寸及动态特性要好； 2) 主轴本身及其轴承精度高； 3) 轴承的结构和润滑； 4) 齿轮的布置； 5) 固定件的平衡等。
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• 表面粗糙度
。
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Ra 0.63m
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4. 主轴的机械加工工艺过程
➢主轴加工工艺过程制订的依据 • 主轴的结构；技术要求；生产批量；
设备条件。 ➢主轴加工工艺过程 • 批量：大批；材料：45钢；毛坯：模
锻件
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离轴端300处为0.01，锥面接触率≥70%，粗 糙度Ra≤0.63μm ，硬度为HRC48~50。
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➢ 主轴轴端外锥（短锥）的技术要求 • 用来安装卡盘或花盘的；也是定心表面； • 对锥面的尺寸精度、形状精度、粗糙度、接
触精度都要求高； • 轴心线应与支承轴颈同轴； • 对支承轴颈的径向圆跳动为0.008；端面圆跳
合理利用设备，保护机床。
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➢定位基准的选择 • 应使定位基准与装配基准重合； • 一次安装应多加工几个面； • 注意零件的主要精度指标：同轴度、圆
接影响主轴的回转精度；主轴上各重要 表面又以支承轴颈为设计基准，有严格 的位置要求； • 支承轴颈为三支承结构，并且跨度大；
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• 支承轴颈采用锥面 (1：12) 结构，接触率≥70%， 可用来调整轴承间隙；
• 中间支承为IT5~IT6，粗糙度
；
• 支承轴颈圆度误差为0.005mm，径向跳动为 0.005mm；
➢螺纹的技术要求 • 用来固定零件或调整轴承间隙； • 螺母的端面圆跳动（应≤0.05）会影
响轴承的内环轴线倾斜； • 螺母与轴颈的同轴度误差≤0.025； • 螺纹精度为6h。
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➢主轴各表面的表面层要求
• 要有较高的耐磨性；
• 要有适当的硬度（HRC45以上），以改 善其装配工艺性和装配精度；