大型鍛造廠對45#鋼主軸加工工藝過程分析

45鋼是常用的工業(yè)用鋼材之一，具有較高的強(qiáng)度和良好的韌性，在各種機(jī)械部件和結(jié)構(gòu)中得到廣泛的應(yīng)用。然而，為了保證45#鋼材料的性能和使用壽命，熱處理過程不可或缺。本文將以45#鋼主軸為題，介紹45#鋼主軸的加工工藝過程。

加工階段的劃分

主軸加工過程中的各加工工序和熱處理工序均會不同程度地產(chǎn)生加工誤差和應(yīng)力，因此要劃分加工階段。主軸鍛件加工基本上劃分為下列三個階段。

（1）、粗加工階段

1）毛坯處理毛坯備料、鍛造和正火。

2）粗加工鋸去多余部分，銑端面、鉆中心孔和荒車外圓等。

（2）、半精加工階段

1）半精加工前熱處理對于45鋼一般采用調(diào)質(zhì)處理以達(dá)到220～240HBS。

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。

（3）、精加工階段

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定位錐面、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)外錐面以保證主軸最重要表面的精度。

加工順序的安排和工序的確定

具有空心和內(nèi)錐特點(diǎn)的軸類零件，在考慮支承軸頸、一般軸頸和內(nèi)錐等主要表面的加工順序時，可有以下幾種方案。

①外表面粗加工→鉆深孔→外表面精加工→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→外表面精加工；

③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。

針對CA6140車床主軸的加工順序來說，可作這樣的分析比較：

第一方案：在錐孔粗加工時，由于要用已精加工過的外圓表面作精基準(zhǔn)面，會破壞外圓表面的精度和粗糙度，所以此方案不宜采用。

第二方案：在精加工外圓表面時，還要再插上錐堵，這樣會破壞錐孔精度。另外，在加工錐孔時不可避免地會有加工誤差（錐孔的磨削條件比外圓磨削條件差人加上錐堵本身的誤差等就會造成外圓表面和內(nèi)錐面的不同軸，故此方案也不宜采用。

第三方案：在錐孔精加工時，雖然也要用已精加工過的外圓表面作為精基準(zhǔn)面；但由于錐面精加工的加工余量已很小，磨削力不大；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；加上這一方案的加工順序，可以采用外圓表面和錐孔互為基準(zhǔn)，交替使用，能逐步提高同軸度。

經(jīng)過這一比較可知，象CA6140主軸這類的軸鍛件加工順序，以第三方案為佳。

通過方案的分析比較也可看出，軸類零件各表面先后加工順序，在很大程度上與定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換有關(guān)。當(dāng)零件加工用的粗、精基準(zhǔn)選定后，加工順序就大致可以確定了。因?yàn)楦麟A段開始總是先加工定位基準(zhǔn)面，即先行工序必須為后面的工序準(zhǔn)備好所用的定位基準(zhǔn)。例如CA6140主軸工藝過程，一開始就銑端面打中心孔。這是為粗車和半精車外圓準(zhǔn)備定位基準(zhǔn)；半精車外圓又為深孔加工準(zhǔn)備了定位基準(zhǔn)；半精車外圓也為前后的錐孔加工準(zhǔn)備了定位基準(zhǔn)。反過來，前后錐孔裝上錐堵后的頂尖孔，又為此后的半精加工和精加工外圓準(zhǔn)備了定位基準(zhǔn)；而最后磨錐孔的定位基準(zhǔn)則又是上工序磨好的軸頸表面。

工序的確定要按加工順序進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)掌握兩個原則：

1）工序中的定位基準(zhǔn)面要安排在該工序之前加工。例如，深孔加工所以安排在外圓表面粗車之后，是為了要有較精確的軸頸作為定位基準(zhǔn)面，以保證深孔加工時壁厚均勻。

2）對各表面的加工要粗、精分開，先粗后精，多次加工，以逐步提高其精度和粗糙度。主要表面的精加工應(yīng)安排在最后。為了改善金屬組織和加工性能而安排的熱處理工序，如退火、正火等，一般應(yīng)安排在機(jī)械加工之前。

為了提高鍛件的機(jī)械性能和消除內(nèi)應(yīng)力而安排的熱處理工序，如調(diào)質(zhì)、時效處理等，一般應(yīng)安排在粗加工之后，精加工之前。