機(jī)床主軸是機(jī)床中主要的軸類零件。機(jī)床類型不同,主軸的工作條件也不一樣。根據(jù)主軸工作時(shí)所受載荷的大小和類型,大體上可以分為四類:
(1)輕載主軸。工作載荷小,沖擊載荷不大,軸頸部位磨損不嚴(yán)重,例如普通車床的主軸。這類軸一般用45鋼制造,經(jīng)調(diào)質(zhì)或正火處理,在要求耐磨的部位采用高頻表面淬火強(qiáng)化。
(2)中載主軸。中等載荷,磨損較嚴(yán)重,有一定的沖擊載荷,例如銑床主軸。一般用合金調(diào)質(zhì)鋼制造,如40Cr鋼,經(jīng)調(diào)質(zhì)處理,要求耐磨部位進(jìn)行表面淬火強(qiáng)化。
(3)重載主軸。工作載荷大,磨損及沖擊都較嚴(yán)重,例如工作載荷大的組合機(jī)床主軸。一般用20CrMnTi鋼制造,經(jīng)滲碳、淬火處理。
(4)高精度主軸。 有些機(jī)床主軸工作載荷并不大,但精度要求非常高,熱處理后變形應(yīng)極小。工作過程中磨損應(yīng)極輕微,例如精密鏜床的主軸。一般用38CrMoAlA專用氮化鋼制造,經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后,進(jìn)行氮化及尺寸穩(wěn)定化處理。過去,主軸幾乎全部都是用鋼制造的,輕載和中載主軸已經(jīng)可用球墨鑄鐵制造。
機(jī)床齒輪按工作條件殼分為三類:
(1)輕載齒輪。轉(zhuǎn)動(dòng)速度一般都不高,大多用45鋼制造,經(jīng)正火或調(diào)質(zhì)處理。
(2)中載齒輪。一般用45鋼制造,正火或調(diào)質(zhì)后,再進(jìn)行高頻表面淬火強(qiáng)化,以提高齒輪的承載能力及耐磨性。對(duì)大尺寸齒輪,則需用40Cr等合金調(diào)質(zhì)鋼制造。一般機(jī)床住傳動(dòng)系統(tǒng)及進(jìn)給系統(tǒng)中的齒輪,大部分屬于這一類。
(3)重載齒輪。對(duì)于某些工作載荷較大,特別是運(yùn)轉(zhuǎn)速度高又承受較大沖擊載荷的齒輪大多用20Cr、20CrMnTi等滲碳鋼制造。經(jīng)滲碳、淬火處理后使用。例如:變速箱中一些重要傳動(dòng)齒輪等。
1、發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)零件的選材 這兩部分包括的零件相當(dāng)多。其中,有大量的齒輪和各種軸,還有在高溫下工作的零件,如進(jìn)、排氣閥、活塞等。它們的用材都比較重要,一般都是根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)來選材。對(duì)于不同類型的汽車和不同的生產(chǎn)廠,發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)的選材是不相同的。應(yīng)該根據(jù)零件的具體工作條件及實(shí)際的失效方式,通過大量的計(jì)算和試驗(yàn)選出合適的材料。
2、減輕汽車自重的選材 隨著能源和原材料供應(yīng)的日趨短缺,人們對(duì)汽車節(jié)能降耗的要求越來越高。而減輕自重可提高汽車的重量利用系數(shù),減少材料消耗和燃油消耗,這在資源、能源的節(jié)約和經(jīng)濟(jì)價(jià)值方面具有非常重要的意義。減輕自重所選用的材料,比傳統(tǒng)的用材應(yīng)該更輕且能保證事業(yè)性能。比如,用鋁合金或鎂合金代替鑄鐵,重量可減輕至原來的1/3~1/4,但并不影響其使用性能;采用新型的雙相鋼板材代替普通的低碳鋼板材生產(chǎn)汽車的沖壓件,可以使用比較薄的板材,減輕自重,但一點(diǎn)不降低構(gòu)件的強(qiáng)度;在車身和某些不太重要的結(jié)構(gòu)件中,采用塑料或纖維增強(qiáng)復(fù)合材料代替鋼材,也可以降低自重,減少能耗。