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CNC加工材料熱處理

時間:2015年11月14日來源:廣東捷弘數控智能科技有限公司

CNC加工材料熱處理

CNC加工中心主軸材料的選擇及熱處理

主軸材料的選擇主要根據剛度、載荷情況、耐磨性、熱處理變形大小等因素確定。 CNC加工中心主軸的剛度大小與材料的彈性模量 E有關，鋼的 E 值較大，所以主軸材料首先考慮鋼材。而且鋼的彈性模量E的數值與鋼的種類和熱處理方式無關。因此在選擇鋼材時應首先選用價格便宜的中碳鋼。只有在高載荷和大沖擊或者減少材料變形以及需要高強度耐磨性時，才考慮選擇合金鋼。

當CNC加工中心主軸軸承采用滾動軸承時，軸頸可以不淬硬，但為了提高接觸剛度，防止敲碰損傷軸頸的配合表面，不少 45 鋼主軸軸頸仍進行高頻淬火。當采用滑動軸承時，為減少磨損，軸頸表面必須有很高的硬度。因此通常在軸頸處進行高頻淬火；對大直徑主軸也可用火焰淬火來提高其表面硬度；對手較大沖擊的主軸，可用 15 或 20 鋼，并在軸頸表面滲碳、淬火及回火。主軸材料常采用的有 45 鋼、GCr15等，需經滲氮和感應加熱淬火。

CNC加工中心主軸結構設計
初選主軸直徑

（1）主軸直徑。主軸直徑越大，其剛度越高，但使得軸承和軸上其他零件的尺寸相應增大。軸承的直徑越大，同等級精度軸承的公差值也越大，要保證主軸的旋轉精度就越困難。

（2）主軸內孔直徑。主軸的內孔直徑用于通過刀具夾緊裝置固定刀具、傳動氣動或液壓卡盤等。主軸孔徑越大，主軸部件的相對重量也越輕。主軸的孔徑大小主要受主軸剛度的制約。

CNC加工中心主軸懸伸量 a的確定，主軸懸伸量 a 是指主軸前支承徑向支反力的作用點到主軸前端面之間的距離，見圖3。它對主軸組件剛度影響較大。根據分析和實驗，縮短懸伸量可以顯著提高主軸組件的剛度和抗振性。因此，設計時在滿足結構要求的前提下，盡量縮短懸伸量a。

主軸最佳跨距L的選擇，主軸的支承跨距L。主軸前支承點至主軸后支承點之間的距離稱為跨距L。主軸組件的支承跨距對主軸本身剛度和對支承剛度有著很大的影響。

CNC加工中心主軸跨距圖，淺談CNC加工中心機械主軸的構造設計及其進步，跨距L對綜合剛度 K的影響不是單向的。如L較大，則主軸變形較大；如 L較小，則軸承的變形對主軸前端的位移影響較大。所以， L有一個最佳值， L太大或太小，都會降低綜合剛度。主軸的支承跨距存在著最佳跨距 L0，可使主軸組件前端位移最小。主軸組件由于受結構限制以及保證主軸組件的重心落在兩支承之間，實際的支承可大于最佳的支承跨距。

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