机床主轴的工作条件、常见失效形式与性能要求

(1)机床主轴的工作条件 机床主轴是切削机床的重要零件，在传递动力时承受着多种形式的载荷，在工作中作高速旋转运动。其主要作用是支承传动零件并传递动力（扭矩），其工作条件如下。

1传递扭矩，承受交变扭转载荷，往往还受有交变弯曲应力。有时，还承受拉压轴向载荷作用。

2轴颈处及花键等滑动表面处，承受着较大的摩擦和磨损。

3主轴大多还承受一定的过载或冲击载荷的作用。

(2)机床主轴常见的失效形式

1磨损失效 由于轴相对运动的表面如轴颈处过度磨损或润滑不良等而导致磨损失效。例如带内锥孔或外锥度的主轴，工作时和配合件虽无相对滑动，但频繁装拆，易于使锥面拉毛磨损；特别是主轴与滑动轴承相配的轴颈，由于润滑不良、轴承材料选择不当、结构设计不合理、加工精度不够、装配不良、间隙不均或嵌入杂质微粒等都可能发生咬死（即抱轴)，使2轴颈工作面咬伤，这是机床主轴正常情况下常见的失效形式。

2变形或腐蚀失效 个别情况下发生过量弯曲或扭转变形（弹性的和塑性的）失效，或可能发生振动或腐蚀失效的现象。

（3）机床主轴的主要性能要求 机床切削加工时，主轴高速旋转，受到弯曲、扭转、冲击等多种载荷的作用。根据工作条件和失效形式分析，可以对轴用材料提出如下主要性能要求：

1高的疲劳强度，防止轴疲劳断裂；

2良好的综合力学性能，即强度与塑、韧性有良好的配合，以防止过载和冲击断裂；

3高的硬度、热硬性、热强度和良好耐磨性，以增强抗咬死能力，防止轴颈、花键等局部承受摩擦的部位过度磨损或咬死

(1)工件名称 数控机床外圆超音频感应加热设备淬火滚珠丝杠，材料为GCr15钢。

(2)热处理技术条件 硬度58～63HRC，淬硬层要求厚度均匀，无软带，螺纹底部硬化层深度≥Imm。

(3)加工工艺流程<简单：主要结合热处理前后部分）下料一正火一热校直一球化退火一粗机械加工一去应力退火一精机械加工一超音频感应加热设备进行表面淬火十低温回火一粗磨半精加工一低温时效一精磨。

超音频感应加热设备 设备为160kW、15KHz的中频发电机。卧式淬火机，带淬火托架，尾部一个，中间两个。工艺为输出功率40kW，电压400V，电流120A，coss6=0.95。感应器内径<>80mm，高20mm，感应器移动速度100mm/min。使用态的显微组织应为细针状回火马氏体十均匀分布的碳化物。圆超音频感应加热表面淬火后，淬硬层深度应为5.5～6.Omm，硬度应≥56HRC，径圆跳动≤0.7lriITio大部分工件的径向圆跳动≤0.7mrn，可以不用校直；若超差应趁热校直。

工作表面（滚道）和加工表面（中心孔）的淬火、回火感应加热表面淬以对滚珠丝杠的滚道工作表面进行快速加热、冷却，在工作表面形成一定厚度的高硬度、耐磨性的淬硬层，而在丝杠心部仍保持原有组织、性能，使其在表面具有高硬度的同时，部仍有一定韧性，因此能很好地满足丝杠的性能要求。