一种超高精主轴的加工工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种超高精主轴的加工工艺，包括以下步骤：备料—锻造—正火—粗车—调质—精车—去应力—粗磨—低温时效—氮化处理—修中心孔—低温时效—螺纹档磨削—车螺纹—低温时效—半精磨—倒角磨削—精磨—超精磨；在调质步骤中，加热温度为905

【技术实现步骤摘要】
一种超高精主轴的加工工艺


[0001]本专利技术涉及外圆磨床
，具体涉及一种超高精主轴的加工工艺。

技术介绍

[0002]在加工行业，高精度主轴已经成为高档机床行业必不可少的核心零部件。超高精度主轴更是超精加工设备的核心，对于高精度磨床来说，砂轮架主轴的精度影响着机床整体加工精度。砂轮架主轴在长时间使用中，应力变形、强度不够、硬度不够、粗糙度不够将造成加工质量的降低，使用寿命减短。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服上述不足，提供了一种超高精主轴的加工工艺，有利于提高主轴加工效率和产品质量，保证主轴尺寸公差、形位公差、表面粗糙度，解决因应力变形、刚度不够引起的加工质量的降低，将主轴应力变形量控制在0.001mm
‑
0.002mm，硬度不低于HV950，轴颈档光洁度可达Ra0.0125，实现镜面效果，减少轴颈档与其上的轴瓦之间的摩擦，延长动压轴承的寿命，从而延长主轴的寿命。
[0004]本专利技术的目的是这样实现的：一种超高精主轴的加工工艺，包括以下步骤：S1：备料；S2：锻造；S3：正火；S4：粗车；S5：调质；S6：精车；S7：去应力；S8：粗磨；S9：低温时效；S10：氮化处理；S11：修中心孔；S12：低温时效；S13：螺纹档磨削；S14：车螺纹；S15：低温时效；S16：半精磨；S17：倒角磨削；S18：精磨；S19：超精磨；在S4中，毛坯件根据尺寸进行粗车，得到大致的主轴形状，主轴分为中心轴档、轴颈档、定位轴档、端面档、第一密封轴档、第二密封轴档、锥档和螺纹档；在S5中，加热温度为905
‑
955℃，保温3h；采用油冷，在油中冷却能淬硬，而且工件的变形、开裂倾向小，淬火硬度HRC42
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47；在600
‑
630℃高温回火3小时后，硬度HRC25
‑
30；在S7中，以50℃/h升温到575
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625℃保温8h，缓慢冷却20℃/h，以防止产生新的残余应力，到150℃后出炉；在S18中，对主轴轴颈档、第一密封轴档、第二密封轴档和锥档进行精磨；在S19中，对轴颈档进行超精磨削，轴颈档达到镜面效果。
[0005]S4中，各轴档在直径方向上均留2mm的加工余量，轴向留1mm的加工余量。
[0006]S6中，各轴档直径方向上均留0.5mm的加工余量，轴向留0.2mm的加工余量；螺纹档直径方向留1mm加工余量，端面档4留0.5mm加工余量。
[0007]S9和S12中，将工件加热到135
‑
185℃，保温12
‑
18h；S15中，将工件加热到135
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185℃，保温24
‑
28h。
[0008]S8和S16中，采用80#白刚玉砂轮磨削；S18中，采用120#铬刚玉砂轮磨削；S19中，采用1000#石墨砂轮磨削。
[0009]在S8中，先对端面档进行粗磨，然后对其轴颈档、第一密封轴档、中心轴档、第二密
封轴档和定位轴档尺寸进行粗磨，再对锥档进行粗磨。
[0010]S16中，先对端面档进行半精磨，然后对轴颈档、第一密封轴档、中心轴档、第二密封轴档和定位轴档尺寸进行半精磨，然后对锥档进行半精磨。
[0011]S18中，对轴颈档、第一密封轴档、第二密封轴档和锥档的精磨分三次有进给量精磨和依次无进给光磨，三次有进给精磨的X方向进给量依次递减，每次来回振荡磨削至少2次，无进给光磨X方向进给保持，来回震荡磨削至少4次；磨削总深度0.005
‑
0.01mm，光洁度可达Ra0.06。
[0012]S19中，对轴颈档的超精磨分三次有进给量精磨和依次无进给光磨，三次有进给精磨的X方向进给量依次递减，每次来回振荡磨削至少2次，无进给光磨X方向进给保持，来回震荡磨削至少4次；磨削总深度0.002
‑
0.005mm，磨削直至光洁度达Ra0.0125。
[0013]本专利技术的有益效果是：本专利技术将主轴应力变形量控制在0.001mm
‑
0.002mm，硬度不低于HV950，轴颈档光洁度可达Ra0.0125，实现镜面效果，减少轴颈档与其上的轴瓦之间的摩擦，延长动压轴承的寿命，从而延长主轴的寿命。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的主轴结构示意图。
[0015]其中：中心轴档1；轴颈档2；定位轴档3；端面档4；第一密封轴档5；第二密封轴档6；锥档7；螺纹档8。
具体实施方式
[0016]实施例1：参见图1，本专利技术涉及一种超高精主轴的加工工艺，包括以下步骤：S1：备料；采用合金钢38CrMoAlA作为毛坯件，锻前粗车去除氧化皮。
[0017]S2：锻造；对S1的毛坯件进行加热锻造，通过锻造能消除金属在冶炼中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构。
[0018]S3：正火；消除锻造时的应力，硬度HRC15
‑
18，细化晶体，均匀组织，为最终热处理做好组织准备。
[0019]S4：粗车；毛坯件根据尺寸进行粗车，得到大致的主轴形状，主轴分为中心轴档1、轴颈档2、定位轴档3、端面档4、第一密封轴档5、第二密封轴档6、锥档7和螺纹档8，直径方向上均留2mm的加工余量，轴向留1mm的加工余量；S5：调质；加热温度为920
‑
935℃，保温3小时；采用油冷，在油中冷却能淬硬，而且工件的变形、开裂倾向小，淬火硬度HRC42
‑
47；在615℃高温回火3小时后，硬度HRC25
‑
30。
[0020]S6：精车；毛坯件根据尺寸进行精车，各轴档直径方向上均留0.5mm的加工余量，轴向留0.2mm的加工余量；螺纹档8直径方向留1mm加工余量，端面档4留0.5mm加工余量。
[0021]S7：去应力；以50℃/h升温到600℃保温8h，缓慢冷却20℃/h，以防止产生新的残余应力，到150℃后出炉。
[0022]S8：粗磨；将主轴采用外圆磨床常用的60度顶尖装夹工件的方法，用80#白刚玉砂
轮先对端面档4进行粗磨，白刚玉硬度高，耐磨性好，磨削效率高，粗磨X方向进给速度F5、F1、F0.5mm/min快速定位，Z方向以F1、F0.8、F0.5mm/min的速度进行磨削，磨削深度0.465mm，光洁度可达Ra0.4，留有0.03mm磨削余量待精加工；然后对其轴颈档、第一密封轴档、中心轴档、第二密封轴档和定位轴档尺寸进行粗磨，粗磨X方向进给速度F5、F1、F0.5mm/min三档速度做切入磨，磨削总深度0.465mm，光洁度达Ra0.4，留有0.03mm磨削余量待加工；再对锥档进行粗磨，粗磨X方向进给速度F5、F1、F0.5mm/min三档速度做切入磨，磨削深度0.465mm，光洁度可达Ra0.4，留有0.03mm磨削余量待加工。
[0023]S9：低温时效，将工件加热到160℃，保温16h。
[0024本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高精主轴的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：S1：备料；S2：锻造；S3：正火；S4：粗车；S5：调质；S6：精车；S7：去应力；S8：粗磨；S9：低温时效；S10：氮化处理；S11：修中心孔；S12：低温时效；S13：螺纹档磨削；S14：车螺纹；S15：低温时效；S16：半精磨；S17：倒角磨削；S18：精磨；S19：超精磨；在S4中，毛坯件根据尺寸进行粗车，得到大致的主轴形状，主轴分为中心轴档、轴颈档、定位轴档、端面档、第一密封轴档、第二密封轴档、锥档和螺纹档；在S5中，加热温度为905
‑
955℃，保温3h；采用油冷，在油中冷却能淬硬，而且工件的变形、开裂倾向小，淬火硬度HRC42
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47；在600
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630℃高温回火3小时后，硬度HRC25
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30；在S7中，以50℃/h升温到575
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625℃保温8h，缓慢冷却20℃/h，以防止产生新的残余应力，到150℃后出炉；在S18中，对主轴轴颈档、第一密封轴档、第二密封轴档和锥档进行精磨；在S19中，对轴颈档进行超精磨削，轴颈档达到镜面效果。2.根据权利要求1所述的一种超高精主轴的加工工艺，其特征在于：S9和S12中，将工件加热到135
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185℃，保温12
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18h；S15中，将工件加热到135
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185℃，保温2...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐永斌，唐明，何沁玲，
申请(专利权)人：江苏特贝尔精密机械科技有限公司，
类型：发明
国别省市：