【正文】 理、加工精度不夠、主軸副裝配不良及間隙不均等。解決措施除對(duì)上述原因改進(jìn)外，在主軸選材和熱處理方面，應(yīng)提高硬度、熱硬性、熱強(qiáng)度以增強(qiáng)抗咬死能力。 帶內(nèi)錐孔或外圓錐度的主軸，工作時(shí)與配合件雖無(wú)滑動(dòng)，但裝卸頻繁。 性能要求 剛度 ； ； ； 高精度。與滾動(dòng)軸承與靜壓軸承配合的主軸宜采用滲碳淬火主軸或局部淬火主軸，大直徑滲碳淬火主軸應(yīng)選用含合金元素多的滲碳鋼， 有效滲碳硬化層深度取上限。與滑動(dòng)軸承配合的主軸，宜采用滲氮主軸，要求較低的也可以采用滲碳主軸或高碳合金鋼主軸。 表 1 主軸材料及熱處理技術(shù)要求及特點(diǎn) ]1[ 熱處理類別 材料牌號(hào) 熱處理技術(shù)要求 特點(diǎn) 滲碳 20Cr 15CrMo 20CrMo 15CrMn 1)正火或調(diào)質(zhì) 2）主軸端部工作面及軸承支撐部位滲碳層深度 — m，局部加熱 3)低溫時(shí)效 1）耐磨性好 2）承受沖擊性能好 3）對(duì)整體淬火件，去碳 層部位可機(jī)械加工 局部淬火（或整體淬火） 45 60 40Cr 40MnVB 1） 調(diào)質(zhì)或正火 2） 主軸端部工作面及軸承支撐部位局部淬火，硬度 48— 53HRC，感應(yīng)加熱淬火有效硬化層深度不小于 1mm 3） 低溫時(shí)效 1） 耐磨性好 2） 生產(chǎn)成本低 3） 能承受一定沖擊 65Mn GCr15 GCr15SiMn 1） 調(diào)質(zhì)火球化退火 2） 主軸端部工作面及軸承支撐部位局部淬火，硬度 58— 63HRC，感應(yīng)加熱淬火有效硬化層深度不小于 1mm 3） 低溫時(shí)效 1） 耐磨性好 2)精加工后表面粗糙度可達(dá)到 3)整體淬火主軸承受沖擊能力差 滲氮 38CrMoAlA 1） 調(diào)質(zhì)或正火 2） 滲碳層深度 — 3） 低溫時(shí)效 1） 耐磨性好 2） 抗膠合能力強(qiáng)，不宜“抱軸” 3） 精加工后表面粗糙 度 可 達(dá) 到 調(diào)質(zhì)（或正火） 45 40Cr 調(diào)質(zhì)或正火 1） 生產(chǎn)成本低 2）僅適用于部分重型機(jī)床或低速機(jī)床 遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)（論 文） 4 綜上比較， 38CrMoAlA鋼具有高耐磨性，抗膠合能力強(qiáng)，不宜“抱軸”， 精度高等優(yōu)點(diǎn)，所以 選 38CrMoAlA滲氮鋼作為精密磨床主軸材料。 圖 1. 38CrMoAlA鋼 C曲線 表 2 38CrMoAlA 鋼滲 化學(xué) 成分 ]3[ 材料 化學(xué)成分 (質(zhì)量分?jǐn)?shù) ） % 38CrMoAlA C:~ Si:~ Mn:~ Al:~ Cr:~ Mo:~ 38CrMoAlA 鋼 主軸 的 熱處理 工藝 設(shè) 計(jì) 遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)（論 文） 5 38CrMoAlA 鋼 的工藝流程 備料→鍛造 → 正 火 → 粗加工 → 調(diào)質(zhì) → 去應(yīng)力退火→ 滲 氮→ 半精磨 → 精加工 。鍛造是利用鍛壓機(jī)械對(duì)金屬坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形， 以 獲得具有一定機(jī)械性能、一定形狀和尺寸的鍛件的加工方法。 查閱《熱處理工藝規(guī)范數(shù)據(jù)手冊(cè)》可以找出 38CrMoAlA 鋼的鍛造工藝的加熱溫度、始鍛溫度 、 冷卻 方式，本設(shè)計(jì)具體的鍛造工藝 滲 數(shù)如表 2 所示 。 圖 2 38CrMoAlA鋼 主軸 零件圖 38CrMoAlA 鋼 的熱處理工藝設(shè) 計(jì) 1． 預(yù)備 熱 處理工序 正火 遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)（論 文） 6 一般均安排在毛坯生產(chǎn)之后，切削加工之前，或粗加工之后，半精加工之前。 正火工藝曲 線如圖 3所示。高溫回火是指在 500650℃ 之間進(jìn)行回火。調(diào)質(zhì)處理后得到 回火索氏體 。 溫度/℃ 3h 930～ 970℃ 空冷 0 時(shí)間 /h 遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)（論 文） 7 圖 4 38CrMoAlA鋼調(diào)質(zhì)處理工藝曲線 3. 38CrMoAlA鋼 的 去應(yīng)力退火 將冷變形后的金屬在低 于 再結(jié)晶溫度加熱，以消除內(nèi)應(yīng)力，但仍保留加工硬化效果的熱處理，稱為去應(yīng)力退火。熱鍛軋、鑄造、各種冷變形加工、切削或切割、焊接、熱處理甚至機(jī)器零部件的裝配， 在不改變組織狀態(tài)、保留冷作、熱作或表面硬化的條件下，將工件加熱到 Ac1以下某一溫度，保溫一定時(shí)間，然后緩慢冷卻，以消除內(nèi)應(yīng)力，減小變形及開(kāi)裂傾向的熱處理，統(tǒng)稱為去應(yīng)力退火。 920～ 940℃ 油冷 620 ～650℃ 空冷 0 時(shí)間 /h ～ 1h 溫度/℃ 遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)（論 文） 8 圖 5 38CrMoAlA 鋼去應(yīng)力退火工藝曲線 4． 38CrMoAlA 鋼 的滲 氮 常用的滲 氮 方法有： 離子 滲 氮、液體滲氮、固體滲氮和 氣體滲 氮 。 常用的是氣體滲氮和離子滲氮。 時(shí)間 /h 溫度/℃ 0 A1 550～ 650℃ 500℃ 空冷 2h 遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)（論 文） 9 圖 6 38CrMoAlA鋼滲氮工藝曲線 38CrMoAlA 鋼 主軸 的熱處理 工藝 理論基礎(chǔ)、原則 38CrMoAlA 鋼 的正火 工藝 理論基礎(chǔ) 、原則 1． 正火加熱溫度 通常 對(duì)于 低碳合金鋼 正火的加熱溫度 為 Ac3以上 50～ 100℃ ， 而對(duì)于 高 碳合金鋼的正火溫度通常為 Ac1以上 50～ 100℃ ， 保溫一定時(shí)間后取出噴霧冷卻這種冷卻方式稱為高溫正火。 鍛坯經(jīng)過(guò) 正火后，不僅改善了材料的組織和性能，還 可以改善鋼的切削加工性能 。 溫度/℃ 時(shí)間 /h 480～ 530℃ 20h 氨分解率 18％ ～ 25％ 氨分解率 30％ ～ 40％ 50h 2h 氨分解率 70％ 爐冷 0 180～ 200℃ 空冷 遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)（論 文） 10 圖 7 FeC合金 相 圖 2． 正火加熱保溫時(shí)間 保溫時(shí)間 ,這 個(gè)問(wèn)題比較復(fù)雜 ,一般由試驗(yàn)確定 ,但也有個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式 :t = αKD t— 保溫時(shí)間 (min) α— 加熱系數(shù) (min/mm) K— 工件加熱是的修正系數(shù) D— 工件的有效厚度 (mm) 工件有效厚度的計(jì)算原則是 ： 薄板工件的厚度即為其有效厚度 ； 長(zhǎng)的圓棒料直徑為其有效厚度 ； 正方體工件的邊長(zhǎng)為其有效厚度 ； 長(zhǎng)方體工件的高和寬小者為其有效厚度 ； 帶錐度的圓柱形工件的有效厚度是距小端 2L/3(L為工件的長(zhǎng)度 )處的直徑 ； 帶有通孔的工件 ,其壁厚為有效厚度 。 3． 正火的目的 正火的主要目的是消除 鍛造 缺陷 ， 消除 主軸 內(nèi)部過(guò)大的應(yīng)力 ,增加韌性 ,改善材料的切削性 ,并為 調(diào)制 淬火做好組織準(zhǔn)備。 調(diào)質(zhì)鋼有碳素調(diào)質(zhì)鋼和合金調(diào)質(zhì)鋼 兩 大類，不管是碳鋼還是合金鋼，其含碳量 控制比較嚴(yán)格。為使調(diào)質(zhì)件得到好的綜合性能