如何训练磨坐标镗床主轴技能？

一、工艺准备

1.分析图样

图1-24所示为坐标镗床主轴，材料为38CrMoAlA，热处理渗氮深度0.5mm，硬度75HRC。主要技术要求分析如下：

1）φ45mm外圆的圆柱度公差为0.002mm，同轴度公差为φ0.003mm。

2）φ50mm外圆的圆柱度公差为0.001mm，同轴度公差为φ0.002mm。

3）3∶20圆锥的径向圆跳动为0.002mm，心轴300mm处公差为0.004mm。

4）φ50mm、φ45mm 3处均与轴承内孔单配间隙0.001～0.004mm。

5）台阶面的径向圆跳动为0.001mm。

2.磨削工艺

坐标镗床主轴的磨削工艺分析见表1-15。工件毛坯为锻件，经热处理退火、调质、人工时效。由车削完成主轴的粗加工，磨削完成主轴的精加工。工艺过程中还包括铣削工艺和钳工工艺。材料38CrMoAlA较易产生磨削裂纹，为此在加工前工件材料作金相分析，合格的工件才能投入加工，加工过程中还作磁性探伤。磨削过程中，注意防止产生磨削裂纹。

φ50mm、φ45mm3处与轴承内孔单配间隙为0.001～0.004mm，以满足装配精度要求。

3∶20圆锥的径向圆跳动要求是主轴的最主要精度要求，为了获得高的装配精度，主轴3∶20圆锥留有余量，待装配成主轴部件后，再精磨3∶20锥面，由于

磨削时主轴以滚动轴承滚道为基准旋转，故使主轴部件最终达到极高的回转精度。

图1-24 坐标镗床主轴

表1-15 坐标镗床主轴的磨削工艺分析表

（续）

3.工件的定位夹紧

外圆精磨在工件两端装中心孔堵头，工件用两顶尖装夹。中心孔堵头装在3∶20圆锥和φ34^+0.016₀mm处。

内圆磨削工件用专用中心架和卡盘装夹，基准为φ45mm、φ50mm的中心。

4.选择砂轮

外圆砂轮特性：AF60K、WAF80L。

内圆砂轮特性：WAF46K。

螺纹磨削砂轮特性：WAF100L。

5.选择设备

外圆磨削用M1320E、M1432D，内圆磨削用M1432D，螺纹磨削用S7520K。

二、工件磨削步骤及注意事项(www.xing528.com)

1）粗磨各外圆，留余量0.8mm。

2）半精磨各外圆，留余量0.15mm。

3）磨3∶20内圆锥，留余量0.25mm。磨φ34^+0.016₀mm至φ33.8mm，装中心孔堵头。

工件用专用中心架和卡盘装夹，定位基准为φ50mm、φ45mm的中心。

4）工件装中心孔堵头，用两顶尖装夹，半精磨φ50mm、φ45mm、φ58^0.01_0.02 mm、φ65^-0.060_-0.105Ⓔmm外圆，留余量0.08mm，3外螺纹处磨去渗氮层，半精磨台阶面。

5）磨3∶20内圆锥，留余量0.05mm，磨φ36^+0.016₀mm、φ34^+0.016₀mm至尺寸。工件用专用中心架和卡盘装夹，定位基准为φ50mm、φ45mm的中心。

6）磨φ46mm外圆至尺寸，磨三外螺纹大径至尺寸，精磨φ50mm、φ45mm、φ58^+0.01_+0.02Ⓔmm、φ65^-0.060_-0.105Ⓔmm外圆，留余量0.04mm，精磨台阶至精度要求。

7）在螺纹磨床上磨外螺纹到M45×1.5-4h、M48×1.5-4h、M64×4-4h至尺寸。

8）精磨φ45mm、φ50mm三处外圆，单配轴承间隙0.001～0.004mm。

9）主轴装配成部件以后，磨主轴的3∶20内圆锥至尺寸，符合装配图样技术要求。

注意事项：

1）合理选择磨削用量，磨削时充分冷却工件，防止产生磨削裂纹。

2）磨削余量逐步减少，精磨时磨削余量不能多。

3）内圆磨削的工艺基准是φ50mm、φ45mm的中心，注意工艺基准的圆度公差应小于0.001mm。

4）内圆磨削时，使工件中心与砂轮主轴的等距度在0.01mm内，以防止产生圆锥双曲线误差，圆锥用涂色法检验，接触面积大于85%。

5）中心孔堵头与工件的接触连接要稳固，不能松动。

6）磨台阶面时采用火花观察法，注意满足台阶面的位置精度要求。

7）主轴装配成部件以后，将主轴套筒使用中心架固定在机床上磨3∶20圆锥，拨杆直接带动主轴旋转，由于磨削时主轴以滚动轴承滚道为基准旋转，使主轴部件达到高的回转精度。终磨3∶20圆锥的余量很少，注意找正机床工作台。

三、精度检验及误差分析

1.φ50mm、φ45mm三处外圆的配磨

配磨时使用内径指示表测量滚动轴承的内径尺寸，磨削控制主轴颈尺寸，使用杠杆卡规测量φ50mm、φ45mm三处外圆直径尺寸，配磨间隙0.001～0.004mm。

2.检验3∶20内圆锥的位置精度

图样要求3∶20内圆锥的径向圆跳动公差为0.002mm，心轴300mm处公差为0.004mm。使用专用检验夹具检验。

影响加工精度的因素分析如下：

1）定位基准的圆度误差的影响。φ50mm、φ45mm的圆度误差使基准的中心位置发生变化，从而引起3∶20内圆锥的径向圆跳动。

2）定位基准的同轴度误差的影响。φ50mm、φ45mm的同轴度误差也使基准的中心位置发生变化，影响3∶20内圆锥的径向圆跳动。

3）定位误差的影响。工件在专用中心架和卡盘上装夹会产生基准位移误差，头架主轴的回转误差对加工精度也有一定的影响，但数值不大。

4）3∶20内圆锥自身形状误差的影响。主要是圆锥的圆度误差对径向圆跳动有较大的影响；圆锥的锥度误差影响心轴的检测读数值。