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台湾建德平面磨床主轴的性能要求及材料的选择

发表时间:2017-09-15 15:20:00

作 者:协众机床

来源:www.dgxiezhongjx.com

机床主轴都在高速旋转,受到较大的弯曲、扭转、冲击等多种戴荷,故要求其有足够的刚性、强度、耐疲劳、磨损性及精度尺寸稳定性。但不同机床上的主轴,对以上要求的侧重也有不同。对高精度平面磨床而言,主轴是它的重要零件...

高精度平面磨床主轴性能要求

      所有的机床主轴都在高速旋转,受到较大的弯曲、扭转、冲击等多种戴荷,故要求其有足够的刚性、强度、耐疲劳、磨损性及精度尺寸稳定性。但不同机床上的主轴,对以上要求的侧重也有不同。对高精度平面磨床而言,主轴是它的重要零件,工作时,它传递电动机的扭矩,驱动平面磨床砂轮运转磨削工件。根据该磨床使用时的磨削进刀量,主轴承受不大的扭转应力,弯曲应力和一定的冲击戴荷,其主要的失效形式是因磨损和变形造成的精度丧失,另外在轴颈和拆装部分还受到摩擦作用,引起该处尺寸的变化。

      因此,高精度平面磨床主轴不仅要求较高的综合力学性能,高的硬度和耐磨性。而且还要具有良好的尺寸稳定性,以保证在长期使用中不发生尺寸变化,保持了磨床高精度。

台湾建德平面磨床

高精度平面磨床材料选择

      综合上述平面磨床主轴的工作环境和使用性能要求,台湾建德磨床选用材料主要有CCr15、CCr15SiMn、T10、T8、38CrMoAlA、20CrMnTi等。经过实践比较。以选用中碳合金钢为好,再配以调质高温回火等预处理。

      若选用20CrMnTi等含碳量偏低的钢种,直接淬火后必定硬度不足,必须进行表面渗碳冷硬处理,此时零件变形增加,又由于零件表面为富碳层,有一定脆性,造成校直、磨削过程中的碎裂。校直应力,磨削应力的增加,使平面磨床零件在使用过程中难以维持高精度。

      选用高含碳量材料,如T8、T10、CCr15、9Mn2V等,整体淬火后硬度虽能达到HRC≧59,但零件韧性下降,淬火应力造成的脆性增加,弯曲变形严重,平面磨床磨削时,极易在轴承档,锥体等重要部位产生裂纹而报废。若改用局部高中频淬硬处理,螺纹及线槽部位保护非常困难,一旦淬硬后局部高频退火工艺也难掌握,造成螺纹与键槽的开裂或变形。40Cr钢由于是低淬透性钢,无论整体淬火或局部高中频淬火,硬度都明显不足。不能满足零件使用中装拆时的耐磨要求。

台湾建德平面磨床主轴使用的中碳钢材料

      由于高精度平面磨床主轴突出的性能参求、是使用精度,耐磨性和尺寸稳定性、因此采用常用的高中频淬火,渗碳淬火等表面硬化处理难以满足要求,整体淬火更不合适,它会使平面磨床主轴心部塑韧性下降,开裂倾向大大增加,从而难以承受扭转弯曲和冲击。因此我们认为高精度平面磨床主轴、选用38CrM-oAlA氮化钢材料,进行离子氮化处理是理想方案。

      38CrMoAlA认为渗氮专用钢。钢中铝在渗氮过程中形成高硬度(HV1100~1200),高稳定性的,且具有高红硬性的氮化物。氮化物越稳定。在渗氮层中析出时越弥散,渗氮层的硬度,耐磨性越高。从而使平面磨床主轴获得高耐磨表面。铬主要是增加材料渗透性,预处理中提高平面磨床主轴强度,改善心部的性能。当氮化开始后,气氛中氮浓度很高时、与铬会形成一种高强度的氮化铬又提高了表面硬度。钼在钢中含量为0.15%~0.25%,它能防止长时间渗氮过程中引起的回火脆性,同时也会提高平面磨床主轴的淬透性。

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