批量:45號鋼;毛坯:模鍛件
(1)材料:在單件小批生產(chǎn)中,軸類零件的毛坯往往使用熱軋棒料。
對于直徑差較大的階梯軸,為了節(jié)約材料和減少機械加工的勞動量,則往往采用鍛件。單件小批生產(chǎn)的階梯軸一般采用自由鍛,在大批大量生產(chǎn)時則采用模鍛。
(2)熱處理
45鋼,在調(diào)質(zhì)處理(235hbs)之后,再經(jīng)局部高頻淬火,可以使局部硬度達到hrc62~65,再經(jīng)過適當(dāng)?shù)幕鼗鹛幚?,可以降到需要的硬度(例?ca6140主軸規(guī)定為 hrc52)。
9mn2v,這是一種含碳0.9%左右的錳釩合金工具鋼,淬透性、機械強度和硬度均比45鋼為優(yōu)。經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚碇?,適用于高精度機床主軸的尺寸精度穩(wěn)定性的要求。例如,萬能外圓磨床m1432a頭架和砂輪主軸就采用這種材料。
38crmoal,這是一種中碳合金氮化鋼,由于氮化溫度比一般淬火溫度為低540—550℃,變形更小,硬度也很高(hrc>65,中心硬度hrc>28)并有優(yōu)良的耐疲勞性能,故高精度半自動外圓磨床mbg1432的頭架軸和砂輪軸均采用這種鋼材。
此外,對于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件,多選用40cr等合金結(jié)構(gòu)鋼,這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和高頻淬火后,具有較高的綜合機械性能,能滿足使用要求。軸類零件加工認準(zhǔn)鈦浩機械,有的軸件也選用滾珠軸承鋼如 gcr15和彈簧鋼如 66mn等材料.這些鋼材經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面淬火后,具有極高的耐磨性和耐疲勞性能。當(dāng)要求在高速和重載條件下工作的軸類零件,可選用18crmnti、20mn2b等低碳含金鋼,這些鋼料經(jīng)滲碳淬火后具有較高的表面硬度、沖擊韌性和心部強度,但熱處理所引起的變形比38crmoal為大。
凡要求局部高頻淬火的主軸,要在前道工序中安排調(diào)質(zhì)處理(有的鋼材則用正火), 當(dāng)毛坯余量較大時(如鍛件),調(diào)質(zhì)放在粗車之后、半精車之前,以便因粗車產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力得以在調(diào)質(zhì)時消除;當(dāng)毛坯余量較小時(如棒料),調(diào)質(zhì)可放在粗車(相當(dāng)于鍛件的半精車)之前進行。高頻淬火處理一般放在半精車之后,由于主軸只需要局部淬硬,故精度有一定要求而不需淬硬部分的加工,如車螺紋、銑鍵槽等工序,均安排在局部淬火和粗磨之后。對于精度較高的主軸在局部淬火及粗磨之后還需低溫時效處理,從而使主軸的金相組織和應(yīng)力狀態(tài)保持穩(wěn)定。