车床
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典型零件加工工艺过程
➢主轴深孔的加工 深孔加工的难点
刀具细长，刚性差，易振动，易引偏； 排屑困难； 钻头散热条件差，冷却困难，易失去
切削能力。
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典型零件加工工艺过程
采取措施 采用工件旋转、刀具进给的加工方法，
使钻头自定中心； 采用特殊结构的深孔钻； 预先加工一导向孔，防止引偏； 采用压力输送切削润滑液，既使冷却
的加工痕迹； 采用浮动的加工方法（自定心）； 加工余量很小，一般不超过0.02mm。
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典型零件加工工艺过程
➢轴类零件的检验 检验项目
表面粗糙度； 表面硬度； 尺寸精度； 相互位置精度； 表面几何形状精度。
检验顺序
几何精度→尺寸精度→位置精度 53
典型零件加工工艺过程
检验方法 硬度：硬度计 表面粗糙度：触针式表面粗糙度轮廓仪
➢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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典型零件加工工艺过程
➢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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典型零件加工工艺过程
主要加工表面有内外圆柱面、圆锥面，次要表 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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典型零件加工工艺过程
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。
表面淬火：安排在精加工之前，这样可以纠 正因淬火引起的局部变形。
低温时效处理：精度要求高的轴，在局部淬 火或粗磨之后进行。
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典型零件加工工艺过程
图 5-2 CA6140车床主轴简图 8
典型零件加工工艺过程
➢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；
离轴端300处为0.01，锥面接触率≥70%，
粗糙度
，硬度HRC48~50。
Ra 0.63m
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典型零件加工工艺过程
➢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
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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典型零件加工工艺过程
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，粗糙度为：
Ra 0.63m
支承轴颈圆度误差为0.005mm，径向跳动为 0.005mm；
动为0.008；
粗糙度 Ra 1.25m，硬度为HRC45~50。
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典型零件加工工艺过程
➢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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➢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
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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。
加工，逐步提高精度。 淬硬表面的键槽、螺纹等应在淬火前加工； 非淬硬表面的键槽、螺纹等应在精车后、精磨
前加工； 检验工序安排在适当工序之后，必要还应探伤。
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典型零件加工工艺过程
6. 主轴加工中的几个工艺问题
➢ 锥堵和锥堵心轴的使用 锥堵和锥堵心轴的功用：
空心轴加工通孔后，定位基准——顶尖孔被破 坏。通孔直径小时，可直接在孔口倒出一60° 锥面代替中心孔；当通孔直径较大时，要采用 锥堵或锥堵心轴。 设计锥堵和锥堵心轴时应注意的问题 1) 不中途更换或拆装，以免增加安装误差 2) 锥堵和锥堵心轴要求两个锥面同轴
或样板比较法 锥专用检验装置。
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典型零件加工工艺过程
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高速电主轴在卧式镗铣床上的应用 越来越 多，除 了主轴 速度和 精度大 幅提高 外，还 简化了 主轴箱 内部结 构，缩 短了制 造周期 ，尤其 是能进 行高速 切削， 电主轴 转速最 高可大10000r/min以 上。不 足之处 在于功 率受到 限制， 其制造 成本较 高，尤 其是不 能进行 深孔加 工。而 镗杆伸 缩式结 构其速 度有限 ，精度 虽不如 电主轴 结构， 但可进 行深孔 加工， 且功率 大，可 进行满 负荷加 工，效 率高， 是电主 轴无法 比拟的 。因此 ，两种 结构并 存，工 艺性能 各异， 却给用 户提供 了更多 的选择 。
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典型零件加工工艺过程
➢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：低温时效和冰冷处理。
合理利用设备，保护机床。 33
典型零件加工工艺过程
➢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、
圆度、径向跳动； 主轴的定位过程较复杂：有顶尖、锥
堵、支承表面等作为定位基准。
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典型零件加工工艺过程
➢加工顺序的安排和工序的确定 三种方案：
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典型零件加工工艺过程
➢ 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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典型零件加工工艺过程
➢轴类零件的特点
长度大于直径； 加工表面为内外圆柱面、圆锥面、螺纹、花
键、沟槽等； 有一定的回转精度。
➢轴类零件的分类
光滑轴； 阶梯轴； 空心轴； 异形轴（曲轴、齿轮轴、偏心轴、十字轴、凸轮轴
、花键轴）。 3
典型零件加工工艺过程
3. 轴类零件的材料、毛坯及热处理 (1) 轴类零件的材料及毛坯 ① 材料 常用45钢， 精度较高：40Cr、GCr15、65Mn，球墨铸铁； 高速、重载轴：20CrMnTi、20Mn2B、20Cr或
主要采用磨削加工； 应在热处理之后进行，纠正热处理后
的变形； 磨削加工能达到的精度为IT6，表面粗
糙度为 Ra0.8~0.2m 。
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典型零件加工工艺过程
光整加工的作用及特点
用于精密主轴上尺寸公差等级为IT5以上或表 面粗糙度的加工表面；
采用很小的切削用量和单位切削力，变形小； 对上道工序要求高，一般要求，表面无较深
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典型零件加工工艺过程
➢顶尖孔的研磨 研磨的必要性
1) 顶尖孔是定位基准，对精度和质量有 直接影响
2) 顶尖孔的深度：影响定位轴向位置， 因而影响余量分布 (批量生产时)
3) 两顶尖孔同轴度：影响同轴度、影响 位置精度
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典型零件加工工艺过程
4) 顶尖孔锥角和圆度误差：直接反映到工件 的圆度上
38CrMoAl等。 ② 毛坯 常用圆棒料； 锻件：毛坯经过加热锻造后，可使金属内部
纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗 弯及抗扭强度。
铸件：大型或结构复杂的轴。
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典型零件加工工艺过程
⑵ 轴类零件的热处理
正火或退火：锻造毛坯，可以细化晶粒，消 除应力，降低硬度，改善切削加工性能。
调质：安排在粗车之后、半精车之前，以获 得良好的物理力学性能。
1) 粗加工：切除大部分余量；
2) 半精加工：修整预备热处理后的变 形；
3) 精加工：使磨削前各表面具有一定 的同轴度和合理的磨削余量；精加工 螺纹及各端面等。
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典型零件加工工艺过程
车削加工值得考虑的问题
1) 生产效率； 2) 工序精度（复映误差）； 3) 劳动强度。
车削加工的设备
1) 单件、小批：普通车床 2) 成批生产：液压仿形车床 3) 大批量生产：液压仿形、多刀半自动
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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典型零件加工工艺过程
➢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；
表面粗糙度 Ra0.8~0.2m 。
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4. 主轴的机械加工工艺过程
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典型零件加工工艺过程
工件尾部插入弹性套内 通过弹簧将弹性套（浮动卡头外壳）连
同工件向后拉 钢球1压向镶有硬质合金的锥柄3端面，
依靠弹簧2的涨力限制工件的轴向窜动 该联接方式只传递扭矩，排除磨头和机