如何训练高精度空心轴？

一、工艺准备

1.分析图样

图1-25所示为高精度空心轴，材料为45钢，热处理调质250HBW。主要技术要求分析如下：

-0.005

1）外圆φ45^-0.005_-0.01mm的表面粗糙度值为Ra0.1μm，为低表面粗糙度值要求。

2）φ35⁰_-0.01mm、φ40⁰_-0.01mm、φ47^+0.027_+0.010mm内孔对外圆的同轴度公差为φ0.004mm。

3）台阶面的垂直度公差为0.003mm。表面粗糙度值为Ra0.8μm。

4）距离尺寸分别为21^+0.20₀mm、（133±0.01）mm、13^+0.3_+0.1mm、（98±0.05）mm、（11±0.01）mm。

2.磨削工艺

高精度空心轴的磨削工艺分析见表1-16。工件毛坯为热轧圆钢，经热处理调质后，由车削作粗加工，相关的各尺寸留磨削余量，由磨削作精加工至图样要

求。零件的主要技术问题是φ35⁰_-0.01mm、φ40⁰_-0.01mm、φ47^+0.027_+0.010mm内孔对外圆的同轴度公差要求。磨削时要设法减小定位误差。图样中的（98±0.05）mm尺寸较难测量，故改换测量基准，并以尺寸（133±0.01）mm、（11±0.01）mm、（98±0.05）mm和新的测量尺寸组成的尺寸链及计算求得新尺寸为（24±0.01）mm，工艺保证（98±0.05）mm尺寸。

图1-25 高精度空心轴

表1-16 高精度空心轴的磨削工艺分析表

3.工件的定位夹紧

外圆磨削时工件用两顶尖装夹。由于工艺基准为60°锥角，故接触面积较大，要使用大头顶尖。内圆磨削时工件用中心架和单动卡盘装夹。操作时要使中心架支承中心与头架主轴中心等距。工艺基准φ45^-0.005_-0.010mm的圆度，工艺要求小于0.002mm，以满足内圆的同轴度公差要求。

4.选择砂轮

外圆磨削砂轮特性：AF60K、WAF80K、WAF100L。

内圆磨削砂轮特性：PAF60K。

5.选择设备

选择万能外圆磨床M1432D，精密外圆磨床MM1332。(www.xing528.com)

二、工件磨削步骤及注意事项

1）粗磨φ80⁰_-0.02mm、φ70^-0.010_-0.023mm、φ45^-0.005_-0.010mm，留精磨余量0.1mm。

2）研磨中心孔。

3）精磨φ80⁰_-0.02mm、φ70^-0.010_-0.023mm至尺寸。

4）磨两端面至尺寸21^+0.20₀mm。

5）精磨φ45^-0.005_-0.014mm，留余量0.03mm。

6）在精密外圆磨床上精密磨削φ45^-0.005_-0.010mm至尺寸。工艺要求圆度小于0.002mm。

7）内圆磨削φ35⁰_-0.010mm至尺寸。工件用卡盘和中心架装夹，找正外圆在0.002mm以内，磨削φ35⁰_-0.010mm。

8）磨两端面至尺寸（11±0.01）mm。

9）调头找正外圆同轴度误差在0.002mm内，磨φ40⁰_-0.010mm、φ47^+0.027_+0.010mm至尺寸。

10）磨左端面至尺寸（133±0.01）mm。

11）磨两端面分别至13^+0.3_+0.1mm、（24±0.01）mm。其中（24±0.01）mm为（98±0.05）mm的工艺尺寸。垂直度误差小于0.003mm。

注意事项：

1）外圆磨削的工艺基准接触面大，注意中心孔的研磨及磨削时润滑中心孔，防止磨损中心孔。

2）工件用两顶尖装夹时，尾座顶紧力大小要适当。

3）精密磨削时，如发现工艺基准60°圆锥变形，需再研磨工艺基准心孔。

4）工件用中心架和单动卡盘装夹时，使中心架支承中心与头架主轴中心等高度误差在0.01mm以内。

5）调头磨削内孔时，使卡爪调整误差方向一致，以减小工件的同轴度误差。

三、精度检验及误差分析

同轴度的精度检验是：把工件外圆放在V形块上，用指示表测量内孔，指示表的偏摆量即为同轴度误差。

影响同轴度误差的因素有两项：一是φ45^-0.005_-0.010mm外圆的圆度误差；另一因素是单动卡盘的找正误差以及头架主轴的径向圆跳动误差。因此，工艺上要提高φ45^-0.005_-0.010mm的圆度公差精度，同时要使调头磨两端孔时的调整误差方向一致，定向找正，以减小误差，满足加工精度要求。