【摘 要】車床主軸是代表性零件之一，加工難度較大，工藝路線較長，車床主軸加工涉及軸類零件加工的許多基本工藝問題，特別是主軸加工中關鍵工藝的編制直接影響了車床主軸加工的精度、效率和操作方便性。

【關鍵詞】加工工藝;主軸;深孔加工

車床主軸屬于大批生產(chǎn)而又工序分散的加工工藝過程，概括為下列三個階段：

⑴粗加工階段。其主要目的是：用大的切削量切除大部分余量，把毛坯加工至接近工件最終的形狀和尺寸，只留下小量的加工余量，還可及時發(fā)現(xiàn)鍛件裂縫等缺陷，作出相應措施。主要包括①毛坯備料、鍛造和正火；②粗加工：鋸去多余部分、銑端面打中心孔和普車外圓等。

⑵半精加工階段。其主要目的是：為精加工作好準備、尤其是作好基面準備。對一些要求不高的表面，在這個階段達到圖紙規(guī)定的要求。主要包括①半精加工前熱處理：對45鋼采用調(diào)質(zhì)處理以達到HBS235；②半精加工：車工藝錐面（定位錐孔）、半精車外圓端面和鉆深孔等。

⑶精加工階段。其的目的是：把各表面都加工到圖紙規(guī)定的要求。主要包括①精加工前熱處理：局部高頻淬火；②精加工前各種加工：粗磨工藝錐面（定位錐孔）、粗磨外圓、銑鍵槽和花鍵槽，以及車螺紋等；③精加工：精磨外圓和內(nèi)、外錐面一保證主軸最重要表面的精度。

1.定位基準的選擇

以CA6140車床主軸為例，該主軸毛坯是實心的，但最后要加工成空心軸，從選擇定位基準面的角度來考慮，希望采用頂尖孔來定位，而把深孔加工工序安排在最后；但深孔加工是粗加工工序，要切除大量金屬，會引起主軸變形而影響加工質(zhì)量，所以只好在粗車外圓之后就把深孔加工出來。在成批生產(chǎn)中深孔加工之后，為了還能用頂尖孔作定位基準面，在軸的通孔兩端加工出工藝錐面，插上兩個帶頂尖孔的錐堵或帶錐堵的心軸來安裝工作。

2.加工工序的確定

通過分析空心和內(nèi)錐特點的軸類零件，最后確定主軸的加工工序為：外表面粗加工—鉆深孔—錐孔粗加工—外表面精加工—錐孔精加工；該方案磨削力不大，在錐孔精加工時，雖然用已精加工過的外圓表面作為精基準面，但由于錐面精加工的加工余量已很小，同時錐孔的精加工已處于軸加工的最終階段，對外圓表面的精度影響不大，可以采用外圓表面和錐面互為基準，交替使用，能逐漸提高同軸度。

3.主軸加工中的關鍵工藝

普通機床進行主軸加工的工藝很復雜，工序也比較多，針對主軸加工的工藝分析，我認為主要要解決下面5關鍵工藝：

3.1錐堵和錐堵心軸的使用

對于空心的軸類零件，在深孔加工后，為了盡可能使各工序的定位基準面統(tǒng)一，一般都采用錐堵或錐堵心軸的頂尖孔作為定位基準。當錐度較大時，就用帶錐度的拉桿心軸，當主軸錐孔的錐度比較小時，就用錐堵。該主軸的錐孔分別為1：20和莫氏6號，錐度較小故選用錐堵，如圖2所示。該軸壁厚較薄，如果用力過大，會引起軸件變形，使軸出現(xiàn)圓度誤差等。為防止這種變形，使用塑料或尼龍制的錐堵心軸有良好效果。

3.2頂尖孔的研磨

對于實心軸或錐堵上的頂尖孔，因為要承受工件的重量和切削力的作用，而常會磨損；并且工件在熱處理時，頂尖孔也會隨之變形。因此，在熱處理工序之后和磨削加工之前，對頂尖孔要進行研磨，以消除誤差。本文采用油石或橡膠砂輪進行研磨，研磨時先將圓柱形油石或橡膠砂輪夾在車床的卡盤上，用裝在刀架上的金剛石將油石或橡膠砂輪前端修整成頂尖形狀，接著將工件頂在油石或橡膠砂輪頂尖和車床后頂尖間，在加上少量潤滑油，然后開動車床使油石或橡膠砂輪轉(zhuǎn)動，進行研磨。研磨過程中，用手把持工件并使它連續(xù)而緩慢地轉(zhuǎn)動。

3.3組合磨削

組合磨削或稱多片砂輪磨削，是利用增大磨削面積以提高磨削效率的一種有效措施。一臺磨床上安裝幾片砂輪，可以同時加工零件的幾個表面，主軸的前后軸頸錐面、短錐面和前端的精加工，均采用組合磨削的方法。磨削的方法：⑴先粗磨前后軸頸錐面，磨完后進行砂輪精細修整；⑵分兩種工位進行精磨，首先精磨前后軸頸錐面，完成后，設計圖紙規(guī)定的角度成型砂輪，先后磨削主軸前端支承面和短錐面。

3.4深孔加工

該主軸內(nèi)孔L/d≈18，屬深孔加工。深孔加工要比一般的孔加工困難和復雜些，因為孔的深度增大以后，刀桿較長，刀具鋼度變差，容易引起振動和鉆偏孔；其次是刀刃在工件深處進行切削。冷卻液不易注入切削區(qū)，散熱條件差，使刀具很快磨損;加上切削難于排出，容易堵塞而無法連續(xù)加工。該軸加工采用工件轉(zhuǎn)動，刀具作軸向送進運動。這種方式鉆出的孔軸線與工件的回轉(zhuǎn)軸線能達到一致。如果鉆頭偏斜，則鉆出的孔有錐度；如果鉆頭軸線與工件回轉(zhuǎn)軸線在空間斜交，則鉆出的孔的軸向截面是雙曲線，但不論如何，孔的軸線與工件的回轉(zhuǎn)軸線仍是一致的。深孔加工的排屑和冷卻見圖2冷卻液從鉆頭外部輸入，從鉆頭內(nèi)部排出。有一定壓力的冷卻液沿箭頭指示方向經(jīng)刀桿與孔壁之間的通道進入切削區(qū)，起到冷卻潤滑作用，然后經(jīng)鉆頭和刀桿的內(nèi)孔帶著大量切削排出。

3.5主軸錐孔加工

主軸前端錐孔和主軸支承軸頸及主軸前端短錐的同軸度要求高，因此磨削主軸的前端錐孔，成為機床主軸加工的關鍵工序。該主軸前端錐孔，以支承軸頸作為定位基準，將前后支承軸頸分別裝在兩個中心架上，用千分表校正好中心架位置。工件通過彈性連軸節(jié)或萬向接頭與磨床床頭主軸連接。這種方式可以保證主軸軸頸的定位精度，而又不受磨床床頭誤差的影響。

在本文中介紹了典型軸類零件加工工藝過程的制訂及關鍵工藝方案等。在關鍵技術工藝選擇上透視了先進制造工業(yè)的重要性，但是研究也有不足，如主軸錐孔加工的方案雖然可行，但是不經(jīng)濟也有一定的質(zhì)量誤差，有待進一步研究。

參考文獻

[1]陸根奎.車工技師培訓教材.北京:機械工業(yè)出版社[M].2010，10

[2]李伯民主編.現(xiàn)代磨削技術.北京:機械工業(yè)出版社[M].2004，05