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时间:2015年11月14日来源:广东捷弘数控智能科技有限公司

CNC加工材料热处理

CNC加工中心主轴材料的选择及热处理

主轴材料的选择主要根据刚度、载荷情况、耐磨性、热处理变形大小等因素确定。 CNC加工中心主轴的刚度大小与材料的弹性模量 E有关，钢的 E 值较大，所以主轴材料首先考虑钢材。而且钢的弹性模量E的数值与钢的种类和热处理方式无关。因此在选择钢材时应首先选用价格便宜的中碳钢。只有在高载荷和大冲击或者减少材料变形以及需要高强度耐磨性时，才考虑选择合金钢。

当CNC加工中心主轴轴承采用滚动轴承时，轴颈可以不淬硬，但为了提高接触刚度，防止敲碰损伤轴颈的配合表面，不少 45 钢主轴轴颈仍进行高频淬火。当采用滑动轴承时，为减少磨损，轴颈表面必须有很高的硬度。因此通常在轴颈处进行高频淬火；对大直径主轴也可用火焰淬火来提高其表面硬度；对手较大冲击的主轴，可用 15 或 20 钢，并在轴颈表面渗碳、淬火及回火。主轴材料常采用的有 45 钢、GCr15等，需经渗氮和感应加热淬火。

CNC加工中心主轴结构设计
初选主轴直径

（1）主轴直径。主轴直径越大，其刚度越高，但使得轴承和轴上其他零件的尺寸相应增大。轴承的直径越大，同等级精度轴承的公差值也越大，要保证主轴的旋转精度就越困难。

（2）主轴内孔直径。主轴的内孔直径用于通过刀具夹紧装置固定刀具、传动气动或液压卡盘等。主轴孔径越大，主轴部件的相对重量也越轻。主轴的孔径大小主要受主轴刚度的制约。

CNC加工中心主轴悬伸量 a的确定，主轴悬伸量 a 是指主轴前支承径向支反力的作用点到主轴前端面之间的距离，见图3。它对主轴组件刚度影响较大。根据分析和实验，缩短悬伸量可以显着提高主轴组件的刚度和抗振性。因此，设计时在满足结构要求的前提下，尽量缩短悬伸量a。

主轴最佳跨距L的选择，主轴的支承跨距L。主轴前支承点至主轴后支承点之间的距离称为跨距L。主轴组件的支承跨距对主轴本身刚度和对支承刚度有着很大的影响。

CNC加工中心主轴跨距图，浅谈CNC加工中心机械主轴的构造设计及其进步，跨距L对综合刚度 K的影响不是单向的。如L较大，则主轴变形较大；如 L较小，则轴承的变形对主轴前端的位移影响较大。所以， L有一个最佳值， L太大或太小，都会降低综合刚度。主轴的支承跨距存在着最佳跨距 L0，可使主轴组件前端位移最小。主轴组件由于受结构限制以及保证主轴组件的重心落在两支承之间，实际的支承可大于最佳的支承跨距。

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