CN114193094A - 一种超高精主轴的加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明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905‑955℃,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HRC42‑47;在600‑630℃高温回火3小时后,硬度HRC25‑30;在去应力中,以50℃/h升温到575‑625℃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。本发明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。
Description
技术领域
本发明涉及外圆磨床技术领域,具体涉及一种超高精主轴的加工工艺。
背景技术
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。
发明内容
本发明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。
本发明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HRC42-47;在600-630℃高温回火3小时后,硬度HRC25-30;
在S7中,以50℃/h升温到575-625℃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。
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。
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。
S9和S12中,将工件加热到135-185℃,保温12-18h;S15中,将工件加热到135-185℃,保温24-28h。
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。
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。
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。
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。
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。
本发明的有益效果是:
本发明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
图1为本发明的主轴结构示意图。
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
实施例1:
参见图1,本发明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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
S9:低温时效,将工件加热到160℃,保温16h。
S10:氮化处理,氮化D0.5-950,氮化层深0.5mm。38CrMoAlA为渗氮专用钢,钢中铝在渗氮过程中形成高硬度,高稳定性的,且具有高红硬性的氮化物,氮化结束工件尺寸会变大0.004-0.005mm。
S11:修中心孔,中心孔的大小一般选择φ3.15B型中心孔为宜,中心孔接触面好,且大头硬,接触面不宜太宽,以提高工件中心孔与顶尖的接触精度。
S12:低温时效,将工件加热到160℃,保温16h。
S13:螺纹档磨削,将氮化后的主轴,先用80#白刚玉砂轮磨削螺纹档的外圆,X方向进给速度F5、F1、F0.5mm/min三档速度做切入磨,磨削深度1mm,光洁度可达Ra0.4。
S14:车螺纹,将磨削后的主轴两端车螺纹。
S15:低温时效:将工件加热到160℃,保温16h。
S16:半精磨,用80#白刚玉砂轮对端面档进行半精磨,半精磨X方向进给速度F1、F0.5、F0.2mm/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0.02mm,光洁度可达Ra0.1。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,半精磨X方向进给速度F1、F0.5、F0.2mm/min三档速度做切入磨,磨削深度0.02mm,光洁度可达Ra0.1,然后对锥档进行半精磨,半精磨X方向进给速度F1-0.2mm/min,磨削深度0.02mm,光洁度可达Ra0.1。
S17:倒角磨削,修整成型砂轮,对螺纹档的两端进行磨削形成倒角。
S18:精磨,使用120#铬刚玉砂轮对主轴轴颈档、第一密封轴档、第二密封轴档进行精磨,轴颈档和第一密封轴档、第二密封轴档直径相同,铬刚玉韧性好,硬度高,磨削质量好。第一次精磨X方向进给量0.005mm,进给速度0.5mm/min,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削2次,第二次精磨X方向进给量0.003mm,进给速度0.5mm/min,Z方向震荡速度F1000mm/min,来回震荡磨削2次,第三次精磨X方向进给量0.002mm,进给速度0.5mm/min,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削2次,无进给光磨X方向进给保持,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削4次,磨削总深度0.01mm,光洁度可达Ra0.06;然后对锥档进行精磨,第一次精磨X方向进给量0.005mm,进给速度0.5mm/min,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削2次,第二次精磨X方向进给量0.003mm,进给速度0.5mm/min,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削2次,第三次精磨X方向进给量0.002mm,进给速度0.5mm/min,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削2次,无进给光磨X方向进给保持,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削4次,磨削总深度0.01mm,光洁度可达Ra0.06。
S19:超精磨,用1000#石墨砂轮对轴颈档进行超精磨削,使轴颈档达到镜面效果。石墨砂轮磨削是一种新工艺,又是超精研磨的一种新技能,用于磨削余量很小或尺寸已到位的超精磨,达到镜面效果。第一次超精磨X方向进给量0.002mm,进给速度0.5mm/min,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削2次,第二次精磨X方向进给量0.001mm,进给速度0.5mm/min,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削2次,第三次精磨X方向进给量0.001mm,进给速度0.5mm/min,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削2次,无进给光磨X方向进给保持,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削4次,磨削总深度0.004mm,磨削直至光洁度达Ra0.0125。
S20:检验。
S21:打标、上防锈油、包装入库。
实施例2:
参见图1,本发明涉及一种超高精主轴的加工工艺,
包括以下步骤:
S1:备料;采用合金结构钢作为毛坯件,锻前粗车去除氧化皮。
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。
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。
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905-925℃,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600℃高温回火3小时后,硬度HRC25-30。
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。
S7:去应力;以50℃/h升温到575℃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。
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0.02mm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0.02mm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0.02mm磨削余量待加工。
S9:低温时效,将工件加热到135℃,保温12h。
S10:氮化处理,氮化D0.5-950,氮化层深0.5mm。38CrMoAlA为渗氮专用钢,钢中铝在渗氮过程中形成高硬度,高稳定性的,且具有高红硬性的氮化物。
S11:修中心孔,中心孔的大小一般选择φ3.15B型中心孔为宜,中心孔接触面好,且大头硬,接触面不宜太宽,以提高工件中心孔与顶尖的接触精度。
S12:低温时效,将工件加热到135℃,保温12h。
S13:螺纹档磨削,将氮化后的主轴,先用80#白刚玉砂轮磨削螺纹档的外圆,X方向进给速度F5、F1、F0.5mm/min三档速度做切入磨,磨削深度1mm,光洁度可达Ra0.4。
S14:车螺纹,将磨削后的主轴两端车M36×3螺纹。
S15:低温时效:将工件加热到135℃,保温24h。
S16:半精磨,用80#白刚玉砂轮对端面档进行半精磨,半精磨X方向进给速度F1、F0.5、F0.2mm/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0.015-0.02mm,光洁度可达Ra0.1。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,半精磨X方向进给速度F1、F0.5、F0.2mm/min三档速度做切入磨,磨削深度0.015-0.02mm,光洁度可达Ra0.1,然后对锥档进行半精磨,半精磨X方向进给速度F1.5-0.5mm/min,磨削深度0.015-0.02mm,光洁度可达Ra0.1。
S17:倒角磨削,修整成型砂轮,对螺纹档的端面进行磨削形成倒角。
S18:精磨,使用120#铬刚玉砂轮对主轴轴颈档、第一密封轴档、第二密封轴档进行精磨,轴颈档和第一密封轴档、第二密封轴档直径相同,铬刚玉韧性好,硬度高,磨削质量好。第一次精磨X方向进给量0.005mm,进给速度0.5mm/min,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削2次,第二次精磨X方向进给量0.003mm,进给速度0.5mm/min,Z方向震荡速度F1000mm/min,来回震荡磨削2次,第三次精磨X方向进给量0.002mm,进给速度0.5mm/min,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削2次,无进给光磨X方向进给保持,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削4次,磨削总深度0.01mm,光洁度可达Ra0.06;然后对锥档进行精磨,第一次精磨X方向进给量0.005mm,进给速度0.5mm/min,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削2次,第二次精磨X方向进给量0.003mm,进给速度0.5mm/min,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削2次,第三次精磨X方向进给量0.002mm,进给速度0.5mm/min,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削2次,无进给光磨X方向进给保持,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削4次,磨削总深度0.01mm,光洁度可达Ra0.06。
S19:超精磨,用1000#石墨砂轮对轴颈档进行超精磨削,使轴颈档达到镜面效果。石墨砂轮磨削是一种新工艺,又是超精研磨的一种新技能,用于磨削余量很小或尺寸已到位的超精磨,达到镜面效果。第一次超精磨X方向进给量0.002mm,进给速度0.5mm/min,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削2次,第二次精磨X方向进给量0.001mm,进给速度0.5mm/min,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削2次,第三次精磨X方向进给量0.001mm,进给速度0.5mm/min,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削2次,无进给光磨X方向进给保持,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削4次,磨削总深度0.004mm,磨削直至光洁度达Ra0.0125。
S20:检验。
S21:打标、上防锈油、包装入库
实施例3:
参见图1,本发明涉及一种超高精主轴的加工工艺,
包括以下步骤:
S1:备料;采用合金结构钢作为毛坯件,锻前粗车去除氧化皮。
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。
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。
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935-955℃,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630℃高温回火3小时后,硬度HRC25-30。
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。
S7:去应力;以50℃/h升温到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。
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0.02mm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0.02mm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0.02mm磨削余量待加工。
S9:低温时效,将工件加热到185℃,保温18h。本步骤完成后,硬度稳定,适合后续氮化处理。
S10:氮化处理,氮化D0.5-950,氮化层深0.5mm。38CrMoAlA为渗氮专用钢,钢中铝在渗氮过程中形成高硬度,高稳定性的,且具有高红硬性的氮化物。
S11:修中心孔,中心孔的大小一般选择φ3.15B型中心孔为宜,中心孔接触面好,且大头硬,接触面不宜太宽,以提高工件中心孔与顶尖的接触精度。
S12:低温时效,将工件加热到185℃,保温18h。
S13:螺纹档磨削,将氮化后的主轴,先用80#白刚玉砂轮磨削螺纹档的外圆,X方向进给速度F5、F1、F0.5mm/min三档速度做切入磨,磨削深度1mm,光洁度可达Ra0.4。
S14:车螺纹,将磨削后的主轴两端车M36×3螺纹。
S15:低温时效:将工件加热到185℃,保温28h。需要指出的是,由于螺纹档位于最外圆且精度要求相对较低,所以这里S13、S14完成后再进行低温时效,去除S13、S14中产生的应力。
S16:半精磨,用80#白刚玉砂轮对端面档进行半精磨,半精磨X方向进给速度F1、F0.5、F0.2mm/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0.015-0.02mm,光洁度可达Ra0.1。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,半精磨X方向进给速度F1、F0.5、F0.2mm/min三档速度做切入磨,磨削深度0.015-0.02mm,光洁度可达Ra0.1,然后对锥档进行半精磨,半精磨X方向进给速度F1.5-0.5mm/min,磨削深度0.015-0.02mm,光洁度可达Ra0.1。
S17:倒角磨削,修整成型砂轮,对螺纹档的端面进行磨削形成倒角。
S18:精磨,使用120#铬刚玉砂轮对主轴轴颈档、第一密封轴档、第二密封轴档进行精磨,轴颈档和第一密封轴档、第二密封轴档直径相同,铬刚玉韧性好,硬度高,磨削质量好。第一次精磨X方向进给量0.005mm,进给速度0.5mm/min,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削2次,第二次精磨X方向进给量0.003mm,进给速度0.5mm/min,Z方向震荡速度F1000mm/min,来回震荡磨削2次,第三次精磨X方向进给量0.002mm,进给速度0.5mm/min,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削2次,无进给光磨X方向进给保持,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削4次,磨削总深度0.01mm,光洁度可达Ra0.06;然后对锥档进行精磨,第一次精磨X方向进给量0.005mm,进给速度0.5mm/min,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削2次,第二次精磨X方向进给量0.003mm,进给速度0.5mm/min,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削2次,第三次精磨X方向进给量0.002mm,进给速度0.5mm/min,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削2次,无进给光磨X方向进给保持,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削4次,磨削总深度0.01mm,光洁度可达Ra0.06。
S19:超精磨,用1000#石墨砂轮对轴颈档进行超精磨削,使轴颈档达到镜面效果。石墨砂轮磨削是一种新工艺,又是超精研磨的一种新技能,用于磨削余量很小或尺寸已到位的超精磨,达到镜面效果。第一次超精磨X方向进给量0.002mm,进给速度0.5mm/min,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削2次,第二次精磨X方向进给量0.001mm,进给速度0.5mm/min,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削2次,第三次精磨X方向进给量0.001mm,进给速度0.5mm/min,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削2次,无进给光磨X方向进给保持,Z方向进给速度F1000mm/min,来回震荡磨削4次,磨削总深度0.004mm,磨削直至光洁度达Ra0.0125。
S20:检验。
S21:打标、上防锈油、包装入库
对比例1:
省去S3,其余步骤与实施例1相同。
对比例2:
省去S5,其余步骤与实施例1相同。
对比例3:
省去S7、S9、S12和S15,其余步骤与实施例1相同。
对比例4:
省去S16,其余步骤与实施例1相同。
对比例5:
省去S8,其余步骤与实施例1相同。
对按照实施例1-3、对比例1-5生产出来的主轴进行磨削测试,测试结果如下:
从上表可知,实施例1-3满足加工要求。
对按照实施例1-3、对比例1-5生产出来的主轴进行跳动测试,双顶针顶紧主轴中心孔,转动主轴,架千分表,表头分别置于主轴端部、中间部位和尾部,查看主轴的跳动状态,测试结果如下:
名称 | 端部跳动 | 中间跳动 | 尾部跳动 |
实施例1 | 0.001 | 0.001 | 0.001 |
实施例2 | 0.001 | 0.001 | 0.001 |
实施例3 | 0.001 | 0.001 | 0.001 |
对比例1 | 0.001 | 0.001 | 0.001 |
对比例2 | 0.001 | 0.001 | 0.001 |
对比例3 | 0.03 | 0.035 | 0.03 |
对比例4 | 0.002 | 0.002 | 0.002 |
对比例5 | 0.05 | 0.07 | 0.05 |
从上表可知,实施例1-3硬度满足要求,粗糙度达标,主轴变形小。
对比例1-5,硬度达不到要求,渗层深度深浅不一,侧面反映出主轴存在变形量大。
除上述实施例外,本发明还包括有其他实施方式,凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案,均应落入本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (7)
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HRC42-47;在600-630℃高温回火3小时后,硬度HRC25-30;
在S7中,以50℃/h升温到575-625℃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135-185℃,保温12-18h;S15中,将工件加热到135-185℃,保温24-28h。
3.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: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。
4.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: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。
5.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: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。
6.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: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。
7.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:S19中,对轴颈档的超精磨分三次有进给量精磨和一次无进给光磨,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。
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