軸類鍛件的制造方法及熱處理

(1)材料

軸類鍛件毛坯在單件小批量生產(chǎn)中苞尝，常采用熱軋棒。

對于直徑差較大的階梯軸宦芦，為了節(jié)省材料佛雀，減少機械加工的勞動量，經(jīng)常使用鍛件哟口。自由鍛一般用于單個小批量生產(chǎn)的階梯軸逃净，模鍛用于大批量生產(chǎn)。

（2）熱處理

45鋼棠雌，經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理(235HBS)萨羽，再經(jīng)過局部高頻淬火占航，可使局部硬度達到HRC62～再經(jīng)過適當?shù)幕鼗鹛幚恚山档偷剿栌捕?例如钙径，CA6140主軸規(guī)定為HRC52)篙介。

9Mn2V是一種錳釩合金工具鋼，含碳0.9%左右溃登，淬透性、機械強度缎苞、硬度均優(yōu)于45鋼犬捧。適用于高精度機床主軸的尺寸精度穩(wěn)定性要求，經(jīng)適當熱處理后售碳。舉例來說强重，這種材料用于外圓磨床M1432A頭架和砂輪主軸。

38CrMoAl是一種中碳合金氮化鋼贸人，由于氮化溫度比一般淬火溫度低540-550℃间景，變形較小，硬度較高艺智。（HRC＞HRC中心硬度65＞28)并且具有優(yōu)異的耐疲勞性能倘要，因此MBG1432高精度半自動外圓磨床的頭架軸和砂輪軸均采用這種鋼材。

此外十拣，40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼多用于中等精度封拧、高轉(zhuǎn)速的軸鍛件。經(jīng)過調(diào)質(zhì)和高頻淬火后夭问，這種鋼具有較高的綜合機械性能泽西，能夠滿足使用要求。一些軸件也使用滾珠軸承鋼缰趋，如GCr15和66Mn等彈簧鋼捧杉。．經(jīng)過調(diào)質(zhì)和表面淬火，這些鋼具有很高的耐磨性和耐疲勞性桶辉。當要求在高速和重載條件下工作時募型，可以選擇18CrMnTi、低碳含金鋼杠尘，如20Mn2B债鼎，這些鋼經(jīng)過滲碳淬火后具有較高的表面硬度、沖擊韌性和心強度渗蜀，但熱處理引起的變形大于38CrMoAl蚂旁。

對于需要局部高頻淬火的主軸，應(yīng)在前一道工序中進行調(diào)質(zhì)處理(部分鋼材采用正火)历喊。當空白余量較大(如鍛件)時粤搂，調(diào)質(zhì)應(yīng)放在粗車后面和半精車前面生凯，以消除粗車產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。當空白余量較小時(如棒料)時辜色，調(diào)質(zhì)可以在粗車(相當于鍛件的半精車)前進行啥葡。高頻淬火處理一般放在半精車后面。因為主軸只需要局部淬火潜呻，所以對精度有一定的要求政模，不需要淬火部分的加工，比如車螺紋蚂会、銑鍵槽等淋样。，所有這些都安排在局部淬火和粗磨之后胁住。

軸鍛件二趁猴、定位基準的選擇

對于實心軸鍛件，精基準面為頂孔彪见，符合基準重疊和基準統(tǒng)一要求儡司。對于CA6140A這樣的空心主軸，除了頂孔之外余指，還有軸頸外圓面捕犬，兩者交替使用，相互基準酵镜。

第三或听，分割加工階段

主軸加工過程中的每個加工過程和熱處理過程都會產(chǎn)生不同程度的加工誤差和應(yīng)力，因此需要劃分加工階段笋婿。主軸加工基本分為以下三個階段誉裆。

（1）、粗加工階段

1)對毛坯備料列啃、鍛造及正火進行毛坯處理捶卧。

二是粗加工鋸去多余部分，銑削端面屉馋，鉆孔中心孔疲飘，荒車外圓等。

（2）伶段、半精加工階段

1)對45鋼進行半精加工前熱處理一般采用調(diào)質(zhì)處理婴悠，達到220～240HBS。

二是半精加工車工藝錐面(定位錐孔)半精車外圓端面及鉆孔等汞坚。

（3）罐闰、精加工階段

1)局部高頻淬火在精加工前熱處理。

二是精加工前各種加工粗磨定位錐面梦立、粗磨外圓噪芭、銑鍵槽涝露、花鍵槽、車螺紋等楞艾。

為了保證主軸重要的表面精度参咙，對外圓和內(nèi)外錐面進行精加工。

軸鍛件四硫眯、加工順序的安排和工序的確定

在考慮支撐軸頸蕴侧、一般軸頸、內(nèi)錐等主要表面的加工順序時两入，具有空心和內(nèi)錐特征的軸類鍛件可采用以下方案净宵。

①外表面粗加工→鉆深孔→精加工外表面→錐孔粗加工→錐孔精加工；

②外表面粗加工→鉆深孔→錐孔粗加工→錐孔精加工→精加工外表面谆刨；

③外表面粗加工→鉆深孔→錐孔粗加工→精加工外表面→錐孔精加工塘娶。

對于CA6140車床主軸的加工順序归斤，可以進行這樣的分析比較：

種方案:錐孔粗加工時痊夭，這種方案不宜采用，因為使用經(jīng)過精加工的外圓表面作為精度基準面脏里，會破壞外圓表面的精度和粗糙度她我。

第二種方案:在精加工外圓表面時，再次插入錐形堵塞迫横，會破壞錐形孔的精度番舆。此外，在加工錐形孔時飘缨，不可避免地會出現(xiàn)加工誤差(錐形孔的磨削條件比外圓形孔的磨削條件差吗修，錐形堵塞本身的誤差會導(dǎo)致外圓形表面和內(nèi)圓形表面之間的不同軸，因此不應(yīng)采用這種方案很洽。

第三種方案:在錐孔精加工過程中鼠泊，雖然精加工過的外圓表面也應(yīng)用作精基準面；但由于錐面精加工余量小川痛，磨削力械⒗ぁ；同時都炮，錐孔的精加工已經(jīng)處于軸加工的階段瘸酒，對外圓表面的精度影響不大；此外听谓，該方案的加工順序可以以外圓表面和錐孔為基準钙幼，交替使用，可以逐漸提高同軸度血庐。

通過這個對比可以看出捂齐，像CA6140主軸這樣的軸鍛件的加工順序蛮放，以第三方案為佳。

通過對方案的分析和比較奠宜，我們也可以看到軸鍛件各表面的加工順序在很大程度上與定位基準的轉(zhuǎn)換有關(guān)包颁。當選擇零件加工用的粗細基準時，加工順序可以大致確定压真。因為每個階段開始總是先加工定位基準面娩嚼，也就是先進的工序必須為后進的工序準備好定位基準。比如CA6140主軸工藝過程滴肿，一開始就在銑削端面打中心孔岳悟。這是為粗車和半精車外圓準備定位基準；半精車外圓為深孔加工準備了定位基準泼差；半精車外圓也為前后錐孔的加工準備了反向定位贵少。

軸鍛件五、工序的確定應(yīng)按加工順序進行堆缘，應(yīng)掌握兩個原則：

1滔灶、工序中的定位基準面應(yīng)安排在工序前進行加工。比如深孔加工安排在外圓表面粗車后怒忧，就是為了有更準確的軸頸作為定位基準面拿翠，保證深孔加工時壁厚均勻。

2村围、每個表面的加工都要粗細分離允合，先粗后精，多次加工缅煎，以逐步提高其精度和粗糙度泌盒。應(yīng)安排主要表面的精加工。

熱處理工序督注，如退火筛密、正火等，一般應(yīng)安排在機械加工前皱埋，以提高金屬組織和加工性能暑锈。

熱處理工序，如調(diào)質(zhì)拧移、時效處理等哀卿。，為了提高軸鍛件的機械性能澡绩，消除內(nèi)應(yīng)力稽揭，一般應(yīng)安排在粗加工和精加工之前。