軸類(lèi)鍛件的制造方法及熱處理

(1)材料

軸類(lèi)鍛件毛坯在單件小批量生產(chǎn)中，常采用熱軋棒颁膊。

對(duì)于直徑差較大的階梯軸钝满，為了節(jié)省材料蕴脯，減少機(jī)械加工的勞動(dòng)量俊性，經(jīng)常使用鍛件党滓。自由鍛一般用于單個(gè)小批量生產(chǎn)的階梯軸乳规，模鍛用于大批量生產(chǎn)锤岸。

（2）熱處理

45鋼集漾，經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理(235HBS)切黔，再經(jīng)過(guò)局部高頻淬火，可使局部硬度達(dá)到HRC62～再經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)幕鼗鹛幚砭咂山档偷剿栌捕?例如绕娘，CA6140主軸規(guī)定為HRC52)脓规。

9Mn2V是一種錳釩合金工具鋼，含碳0.9%左右险领，淬透性侨舆、機(jī)械強(qiáng)度、硬度均優(yōu)于45鋼绢陌。適用于高精度機(jī)床主軸的尺寸精度穩(wěn)定性要求挨下，經(jīng)適當(dāng)熱處理后。舉例來(lái)說(shuō)脐湾，這種材料用于外圓磨床M1432A頭架和砂輪主軸臭笆。

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

此外，40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼多用于中等精度透鹊、高轉(zhuǎn)速的軸鍛件蚪教。經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)和高頻淬火后，這種鋼具有較高的綜合機(jī)械性能召期，能夠滿足使用要求畅镐。一些軸件也使用滾珠軸承鋼，如GCr15和66Mn等彈簧鋼编漆。．經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)和表面淬火践桂，這些鋼具有很高的耐磨性和耐疲勞性。當(dāng)要求在高速和重載條件下工作時(shí)跌蛔，可以選擇18CrMnTi天俺、低碳含金鋼，如20Mn2B雌芽，這些鋼經(jīng)過(guò)滲碳淬火后具有較高的表面硬度授艰、沖擊韌性和心強(qiáng)度，但熱處理引起的變形大于38CrMoAl世落。

對(duì)于需要局部高頻淬火的主軸淮腾，應(yīng)在前一道工序中進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理(部分鋼材采用正火)。當(dāng)空白余量較大(如鍛件)時(shí)屉佳，調(diào)質(zhì)應(yīng)放在粗車(chē)后面和半精車(chē)前面谷朝，以消除粗車(chē)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。當(dāng)空白余量較小時(shí)(如棒料)時(shí)，調(diào)質(zhì)可以在粗車(chē)(相當(dāng)于鍛件的半精車(chē))前進(jìn)行圆凰。高頻淬火處理一般放在半精車(chē)后面杈帐。因?yàn)橹鬏S只需要局部淬火，所以對(duì)精度有一定的要求专钉，不需要淬火部分的加工挑童，比如車(chē)螺紋、銑鍵槽等跃须。站叼，所有這些都安排在局部淬火和粗磨之后。

軸鍛件二诉抱、定位基準(zhǔn)的選擇

對(duì)于實(shí)心軸鍛件普毙，精基準(zhǔn)面為頂孔，符合基準(zhǔn)重疊和基準(zhǔn)統(tǒng)一要求聂闺。對(duì)于CA6140A這樣的空心主軸捍骇，除了頂孔之外，還有軸頸外圓面咨捕，兩者交替使用闰收，相互基準(zhǔn)。

第三尊慷，分割加工階段

主軸加工過(guò)程中的每個(gè)加工過(guò)程和熱處理過(guò)程都會(huì)產(chǎn)生不同程度的加工誤差和應(yīng)力执寺，因此需要?jiǎng)澐旨庸るA段区孩。主軸加工基本分為以下三個(gè)階段肖婴。

（1）、粗加工階段

1)對(duì)毛坯備料刑嚷、鍛造及正火進(jìn)行毛坯處理略裹。

二是粗加工鋸去多余部分，銑削端面闽巩，鉆孔中心孔钧舌，荒車(chē)外圓等。

（2）涎跨、半精加工階段

1)對(duì)45鋼進(jìn)行半精加工前熱處理一般采用調(diào)質(zhì)處理洼冻，達(dá)到220～240HBS。

二是半精加工車(chē)工藝錐面(定位錐孔)半精車(chē)外圓端面及鉆孔等隅很。

（3）撞牢、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叔营、粗磨外圓屋彪、銑鍵槽、花鍵槽、車(chē)螺紋等畜挥。

為了保證主軸重要的表面精度仔粥，對(duì)外圓和內(nèi)外錐面進(jìn)行精加工。

軸鍛件四蟹但、加工順序的安排和工序的確定

在考慮支撐軸頸及苍、一般軸頸、內(nèi)錐等主要表面的加工順序時(shí)鹤梯，具有空心和內(nèi)錐特征的軸類(lèi)鍛件可采用以下方案拉鳄。

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→精加工外表面犬洽；

③外表面粗加工→鉆深孔→錐孔粗加工→精加工外表面→錐孔精加工凳福。

對(duì)于CA6140車(chē)床主軸的加工順序，可以進(jìn)行這樣的分析比較：

種方案:錐孔粗加工時(shí)纪萎，這種方案不宜采用则钩，因?yàn)槭褂媒?jīng)過(guò)精加工的外圓表面作為精度基準(zhǔn)面，會(huì)破壞外圓表面的精度和粗糙度虹限。

第二種方案:在精加工外圓表面時(shí)檀巡，再次插入錐形堵塞，會(huì)破壞錐形孔的精度彭薪。此外宜恩，在加工錐形孔時(shí)，不可避免地會(huì)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夜矗，錐形堵塞本身的誤差會(huì)導(dǎo)致外圓形表面和內(nèi)圓形表面之間的不同軸泛范，因此不應(yīng)采用這種方案。

第三種方案:在錐孔精加工過(guò)程中紊撕，雖然精加工過(guò)的外圓表面也應(yīng)用作精基準(zhǔn)面罢荡；但由于錐面精加工余量小，磨削力卸苑觥区赵；同時(shí)，錐孔的精加工已經(jīng)處于軸加工的階段浪南，對(duì)外圓表面的精度影響不大笼才；此外，該方案的加工順序可以以外圓表面和錐孔為基準(zhǔn)络凿，交替使用骡送，可以逐漸提高同軸度。

通過(guò)這個(gè)對(duì)比可以看出喷众，像CA6140主軸這樣的軸鍛件的加工順序各谚，以第三方案為佳紧憾。

通過(guò)對(duì)方案的分析和比較，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(zhǔn)的轉(zhuǎn)換有關(guān)甥鼠。當(dāng)選擇零件加工用的粗細(xì)基準(zhǔn)時(shí)块生，加工順序可以大致確定。因?yàn)槊總€(gè)階段開(kāi)始總是先加工定位基準(zhǔn)面岭笔，也就是先進(jìn)的工序必須為后進(jìn)的工序準(zhǔn)備好定位基準(zhǔn)廓蒜。比如CA6140主軸工藝過(guò)程，一開(kāi)始就在銑削端面打中心孔钻国。這是為粗車(chē)和半精車(chē)外圓準(zhǔn)備定位基準(zhǔn)奴妈；半精車(chē)外圓為深孔加工準(zhǔn)備了定位基準(zhǔn)；半精車(chē)外圓也為前后錐孔的加工準(zhǔn)備了反向定位燎称。

軸鍛件五窃愿、工序的確定應(yīng)按加工順序進(jìn)行，應(yīng)掌握兩個(gè)原則：

1贩溉、工序中的定位基準(zhǔn)面應(yīng)安排在工序前進(jìn)行加工恨递。比如深孔加工安排在外圓表面粗車(chē)后，就是為了有更準(zhǔn)確的軸頸作為定位基準(zhǔn)面膨桂，保證深孔加工時(shí)壁厚均勻溺瘩。

2、每個(gè)表面的加工都要粗細(xì)分離昌腰，先粗后精开伏，多次加工，以逐步提高其精度和粗糙度遭商。應(yīng)安排主要表面的精加工固灵。

熱處理工序，如退火株婴、正火等怎虫，一般應(yīng)安排在機(jī)械加工前暑认，以提高金屬組織和加工性能困介。

熱處理工序，如調(diào)質(zhì)蘸际、時(shí)效處理等座哩。，為了提高軸鍛件的機(jī)械性能粮彤，消除內(nèi)應(yīng)力根穷，一般應(yīng)安排在粗加工和精加工之前。