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轴类零件 轴类零件的加工工艺( 五 )

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（3)主轴中心通孔的加工 。主轴的中心通孔一般都是深孔(长度与直径之比大于5) 。深孔比一般孔的加工要困难和复杂得多 。针对深孔加工的不利条件,要解决好刀具引导、顺利排屑和充分润滑三个关键问题 。一般采取下列措施:
①采用工件旋转、刀具送进的加工方式,使钻头有自定中心能力,防止孔中心线偏斜;
②采用特殊结构的刀具——深孔钻,以增加其导向的稳定性和断屑性能;
③在工件上预先加工出一段精确的导向孔,保证钻头从一开始就不引偏;
④采用压力输送的冷却润滑液,利用压力将冷却润滑液送入切削区域,对钻头起冷却润滑作用,并带着切屑排出 。
精密机床主轴零件的加工工艺特点
对于精密机床主轴,不仅一些主要表面的精度和表面质量要求很高,而且精度也要求稳定 。这就使得精密主轴在材料选择、工艺安排、热处理等方面具有一些特点 。
下面以高精度磨床砂轮主轴的加工为例来讨论精密主轴加工的工艺特点 。图为某高精度磨床砂轮主轴的简图 。

主要技术要求如下:
(1)支承轴颈60-0.025-0.035mm表面的圆度和圆柱度均
为0.001mm,两轴颈相对径向圆跳动为0.001mm;
(2)安装砂轮的1∶5锥面相对支承轴颈的径向圆跳动为0.001mm;锥面涂色检验时,应均匀着色,接触面积不得小于80%;
(3)前轴肩的端面圆跳动为0.001mm;
(4)两端螺纹应直接磨出;
(5)材料为38CrMoAlA,渗氮处理后的硬度为HRC65 。
为满足以上技术要求,采取以下加工工艺路线:
(1)锻造毛坯;
(2)毛坯退火处理;
(3)粗车外圆(外圆径向圆跳动应小于0.2mm);
(4)调质(外圆径向圆跳动应小于1mm);
(5)割试样(在M36×3左端割取),并在零件端一面和试样外圆作相同编号;
(6)在试样任意位置钻出￠3mm的孔;
(7)平磨试样两面,将试样送淬火车间进行金相检查,待检查合格后,零件方可转下道工序加工,试样由淬火车间保存,备渗氮检查;
(8)精车外圆(外圆径向圆跳动小于0.1mm),留磨削加工余量0.7～0.8mm;
(9)铣键槽至尺寸深度;
(10)除应力处理;
(11)研磨顶尖孔,表面粗糙度为Ra0.63μm以下,用标准顶尖着色检查,接触面积为60％;
(12)粗磨外圆,留精磨加工余量0.06~0.08mm;
(13)渗氮处理硬度:HRC65,深度0.3mm,渗氮后进行磁力探伤 。各外圆径向圆跳动不大于0.03mm 。键槽应加保护,不使渗氮;
(14)研磨顶尖孔,表面粗糙度为Ra0.32μm,接触面积为65％;
(15)半精磨外圆,加工余量不大于0.01mm;
(16)磨螺纹;
(17)精研顶尖孔,表面粗糙度为Ra0.32μm,接触面积为75％;
(18)精磨外圆(在恒温室内进行),尺寸达公差上限;
(19)研顶尖孔,表面粗糙度为Ra0.32μm,接触面积为80％(用磨床顶尖检查);
(20)终磨外圆(磨削过程中允许研顶尖孔),在恒温室内进行,室温20℃±1℃,充分冷却,表面粗糙度和精度达到图样要求 。
从上面工艺路线可以看出精密主轴加工有以下特点:
(1)主要表面的加工工序分得很细 。如支承轴颈￠60-0.025-0.035mm表面经过粗车、精车、粗磨、精磨和终磨多道加工工序,其中还穿插一些热处理工序,以减少由内应力所引起的变形 。
(2)顶尖孔要多次修研 。先后安排了四次修研顶尖孔工序,而且逐步使顶尖孔的表面粗糙度值减小,以提高接触精度,最后一次以终磨外圆的磨床顶尖来检验顶尖孔的接触精度 。
(3) 合理安排热处理工序 。为保证渗氮处理的质量和主轴精度的稳定,渗氮处理前需安排调质和消除应力两道热处理工序 。调质处理对渗氮主轴非常重要,因为对渗氮主轴,不仅要求调质后获得均匀细致的索氏体组织,而且要求离表面0.8～0.10mm的表面层内的铁素体含量不得超过5％ 。表层铁素体的存在,会造成渗氮脆性,引起渗氮质量下降 。故渗氮主轴在调质后,必须每件割试样进行金相组织的检查,不合格者不得转入下道工序加工 。

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