1 主轴毛坯

      毛坯形式有棒料和锻件两种。前者适于单件小批量生产，尤其适用于光滑轴和外圆直径相差不大的阶梯轴，对于直径较大的阶梯轴则往往采用锻件。锻件还可获得较高的抗拉、抗弯和抗扭强度。单件小批量生产一般采用自由锻，批量生产则采用模锻件，大批量生产时若采用带有贯穿孔的无缝钢管毛坯，能大大节省材料和机械加工量。

      2 主轴的材料和热处理

      45 钢是普通机床主轴的常用材料，淬透性比合金钢差，淬火后变形较大，加工后尺寸稳定性也较差，要求较高的主轴则采用合金钢材料为宜。

      3 加工阶段的划分

      主轴加工过程中的各加工工序和热处理工序均会不同程度地产生加工误差和应力。为了保证加工质量，稳定加工精度，CA6140 车床主轴加工基本上划分为下列三个阶段。

      ( 1) 粗加工阶段。毛坯处理: 毛坯备料、锻造和正火( 工序1 ～ 3) 。粗加工: 铣端面、钻中心孔和粗车外圆等( 工序4、5) 。这一阶段的主要目的是: 用大的切削用量切除大部分余量，把毛坯加工到接近工件的最终形状和尺寸，只留下少量的加工余量。通过这阶段还可以及时发现锻件裂纹等缺陷，采取相应措施。

      ( 2) 半精加工阶段。半精加工前热处理: 对于45钢一般采用调质处理，达到220 ～ 240HBS( 工序6) 。

      半精加工: 车工艺锥面( 定位锥孔) 、半精车外圆端面和钻深孔等( 工序7 ～ 12) 。这个阶段的主要目的是为精加工做好准备，尤其为精加工做基面准备。对于一些要求不高的表面，如大端端面各孔，在这个阶段加工到图样规定的要求。

      ( 3) 精加工阶段。精加工前热处理: 局部高频淬火( 工序13) 。精加工前各种加工: 粗磨定位锥面、粗磨外圆、铣键槽和花键槽，以及车螺纹等( 工序14 ～19) 。精加工: 精磨外圆和两处1: 12 外锥面及莫氏6号内锥孔，从而保证主轴最重要表面的精度( 工序20～ 23) 。这一阶段的目的是把各表面都加工到图样规定的要求。粗加工、半精加工、精加工阶段的划分大体以热处理为界。

      可见，整个主轴加工的工艺过程就是以主要表面 ( 支承轴颈、锥孔) 的粗加工、半精加工和精加工为主，适当插人其他表面的加工工序而组成的。这就说明，加工阶段的划分起主导作用的是工件的精度要求。对于一般精度的机床主轴，精磨是最终机械加工工序。对精密机床的主轴，还要增加光整加工阶段，以求获得更高的尺寸精度和更低的表面粗糙度。

      4 CA6140 车床主轴主要加工表面加工工序

      CA6140 车床主轴主要加工表面是Φ75h5、Φ80h5、Φ90g5、Φ105h5 轴颈，两支承轴颈及锥孔。它们加工的尺寸精度在IT5 ～ IT6 之间，表面粗糙度Ra 为0． 4 ～ 0． 8mm。

      主轴加工工艺过程可划分为三个加工阶段，即粗加工阶段( 包括铣端面、加工顶尖孔、粗车外圆等) ; 半精加工阶段( 半精车外圆，钻通孔，车锥面、锥孔，钻大骰端面各孔，精车外圆等) ; 精加工阶段( 包括精铣键槽，粗、精磨外圆、锥面、锥孔等) 。

      在机械加工工序中间尚需插入必要的热处理工序，这就决定了主轴加工各主要表面总是循着以下的顺序进行，即粗车→调质( 预备热处理) →半精车→精车→淬火－ 回火( 最终热处理) →粗磨→精磨。综上所述，主轴主要表面的加工顺序安排如下:外圆表面粗加工( 以顶尖孔定位) →外圆表面半精加工( 以顶尖孔定位) →钻通孔( 以半精加工过的外圆表面定位) →锥孔粗加工( 以半精加工过的外圆表面定位，加工后配锥堵) →外圆表面精加工( 以锥堵顶尖孔定位) →锥孔精加工( 以精加工外圆面定位) 。

      当主要表面加工顺序确定后，就要合理地插入非主要表面加工工序。对主轴来说非主要表面指的是螺孔、键槽、螺纹等。这些表面加工一般不易出现废品，所以尽量安排在后面工序进行，主要表面加工一旦出了废品，非主要表面就不需加工了，这样可以避免浪费工时。但这些表面也不能放在主要表面精加工后，以防在加工非主要表面过程中损伤已精加工过的主要表面。

      对凡是需要在淬硬表面上加工的螺孔、键槽等，都应安排在淬火前加工。非淬硬表面上螺孔、键槽等一般在外圆精车之后，精磨之前进行加工。主轴螺纹，因它与主轴支承轴颈之间有一定的同轴度要求，所以螺纹安排在以非淬火－ 回火为最终热处理工序之后的精加工阶段进行，这样半精加工后残余应力所引起的变形和热处理后的变形，就不会影响螺纹的加工精度。

      5 CA6140 车床主轴加工定位基准的选择

      主轴加工中，为了保证各主要表面的相互位置精度，选择定位基准时，应遵循基准重合、基准统一和互为基准等重要原则，并能在一次装夹中尽可能加工出较多的表面。由于主轴外圆表面的设计基准是主轴轴心线，根据基准重合的原则考虑应选择主轴两端的顶尖孔作为精基准面。用顶尖孔定位，还能在一次装夹中将许多外圆表面及其端面加工出来，有利于保证加工面间的位置精度。所以主轴在粗车之前应先加工顶尖孔。

      为了保证支承轴颈与主轴内锥面的同轴度要求，宜按互为基准的原则选择基准面。如车小端1: 20 锥孔和大端莫氏6 号内锥孔时，以与前支承轴颈相邻而又是用同一基准加工出来的外圆柱面为定位基准面 ( 因支承轴颈系外锥面不便装夹) ; 在精车各外圆( 包括两个支承轴颈) 时，以前、后锥孔内所配锥堵的顶尖孔为定位基面; 在粗磨莫氏6 号内锥孔时，又以两圆柱面为定位基准面; 粗、精磨两个支承轴颈的1: 12 锥面时，再次用锥堵顶尖孔定位; 最后精磨莫氏6 号锥孔时，直接以精磨后的前支承轴颈和另一圆柱面定位。定位基准每转换一次，都使主轴的加工精度提高一步。