數(shù)控加工中心屬于高精度設(shè)備，所以它的加工精度極其重要，工件能否達(dá)到加工要求就取決于數(shù)控加工中心本身的精度，而決定數(shù)控加工中心加工質(zhì)量的就是它的主軸。數(shù)控加工中心主軸是把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動及扭矩通過主軸端部的夾具傳遞給工件和刀具，要求有很高的強(qiáng)度及回轉(zhuǎn)精度，其結(jié)構(gòu)為空心階梯軸，外圓表面有花鍵、電鍵等功能槽及螺紋。所以，生產(chǎn)主軸的工藝以及加工方法，對整個數(shù)控加工中心加工來說都有著非常重要的作用。
數(shù)控加工中心主軸的加工工藝路線大致為，首先需要進(jìn)行圖紙分析，確定切削表面，然后進(jìn)行表面粗糙度分析，確定每個加工表面的加工精度，以確定切削加工方法。*后根據(jù)加工零件的毛坯、熱處理要求、批量生產(chǎn)大小以及加工條件來合理安排其他加工工序。
1 主軸毛坯選擇
毛坯的選擇要根據(jù)制造零件的用途以及生產(chǎn)類型來確定。主軸零件要求材料具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、韌性和耐磨性。這些性質(zhì)是通過熱處理方法實現(xiàn)的。因此要求材料具有良好的淬火硬度，同時保持材料內(nèi)在的韌性。低碳合金鋼的韌性優(yōu)于中碳鋼，故常用于重載、高速的工作環(huán)境中。氮化鋼具有淬火變形小的特點，因此精密主軸常使用此種材料作為毛坯件。
毛坯主要包括兩類形式：棒料和鍛件。棒料主要用于單件小批量生產(chǎn)零件，外圓尺寸變化不大或光軸零件也常使用棒料毛坯。由于鍛造過程中的金屬纖維化提高了材料的機(jī)械性能，因此提高了材料的抗拉、抗彎及抗扭強(qiáng)度，所以多數(shù)主軸毛坯采用鍛件。
2 主軸材料熱處理
合理選擇加工材料且合理安排熱處理工序?qū)τ诒Ｕ现鬏S力學(xué)性能極其切削加工性能具有重要作用。一般數(shù)控加工中心的主軸用45鋼。數(shù)控加工中心主軸熱處理工序主要包括：（1）毛坯熱處理，數(shù)控加工中心主軸毛坯熱處理主要目的是消除毛坯的鍛造應(yīng)力，使材料的金相組織*加均勻，利于之后的切削加工工序。
?。?）預(yù)備熱處理，在進(jìn)行粗加工和精加工之前，需要進(jìn)行材料的調(diào)質(zhì)熱處理，以便獲得均勻細(xì)密的回火索氏體組織，提高力學(xué)性能。（3）*終熱處理，在半精加工之后，精加工之前常加入*終熱處理步驟，精度要求較高的主軸，在淬火回火后還要進(jìn)行定性處理，定性處理的目的是消除加工的內(nèi)應(yīng)力，提高主軸的尺寸穩(wěn)定性，使它能長期保持精度。定性處理是在精加工之后進(jìn)行的，如低溫人工時效或水冷處理。
3 加工工序劃分
3.1 粗加工階段
粗加工階段包括毛坯處理、粗加工等步驟。毛坯的處理包括毛坯備料、毛坯鍛造和正火三個工序。粗加工包括銑端面、鉆中心孔及粗加工外圓等工序。粗加工階段的主要目的是用*大的切削用量切除毛坯大部分的切削余量，將毛坯加工到接近工件的*終形狀和尺寸，留下少量的加工余量。
3.2 半精加工階段
半精加工階段包括半精加工前熱處理和半精加工兩方面。半精加工前熱處理是對主軸進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，使其達(dá)到220～240 HBS。半精加工包括車定位錐孔、半精車外圓端面及鉆深孔等工序。半精加工階段的主要目的是為精加工階段做基面準(zhǔn)備，為了滿足后面的淬火要求，需將半精加工表面的切削余量至少為2 mm。對于精度要求不高的端面可以在這個階段加工到圖樣規(guī)定的要求。
3.3 精加工階段
精加工階段包括精加工前熱處理、精加工前的準(zhǔn)備加工和精加工等步驟。精加工前熱處理主要是進(jìn)行局部高頻淬火處理。然后進(jìn)行粗磨定位錐面、粗磨外圓、銑鍵槽和花鍵槽等工序。*后進(jìn)行精加工，粗磨外圓、外錐面以及內(nèi)錐孔，保證重要表面的加工精度。這一階段的主要目的是將各個表面加工到圖紙所規(guī)定的加工要求。因此粗加工、半精加工以及精加工均是以熱處理作為加工階段劃分的邊界。
4 加工順序需注意事項
在進(jìn)行軸類零件加工時，前一工序需為后一工序準(zhǔn)備好定位基準(zhǔn)。粗加工和精加工工序的定位基準(zhǔn)選擇以后，加工的順序也就大致確定了。在機(jī)械加工工序過程中加入必要的熱處理工序，使得數(shù)控加工中心主軸加工工藝路線可基本確定為：毛坯制造—正火—車端面鉆中心孔—粗車處理—調(diào)質(zhì)處理—半精加工表面淬火處理—粗、精磨外圓錐面—磨錐孔。在進(jìn)行加工工序確定時，需注意以下幾個問題。
第一，進(jìn)行外圓加工順序的安排時，應(yīng)先加工大直徑外圓，再加工小直徑外圓，以免降低主軸剛度。
第二，基準(zhǔn)*好統(tǒng)一，加工過程*好統(tǒng)一選擇頂尖作為定位基準(zhǔn)，避免使用錐堵，因此將深孔加工工序安排在*后，另一方面由于深孔加工為粗加工工序，需要將大量金屬切除，容易造成主軸變形，因此深孔加工*好在粗車外圓之后進(jìn)行。
第三，花鍵槽和鍵槽*好安排在精車之后，粗磨之前。如果在精車之前加工鍵槽，就會使得車削加工不連續(xù)，易于損壞刀具。另一方面鍵槽的表面精度很難控制，為了避免在加工過程中主軸主要表面受到損壞，因此將鍵槽加工工序放在主要表面加工之前進(jìn)行。
第四，由于主軸的螺紋與主軸軸頸有同軸度要求，且半精加工階段易產(chǎn)生應(yīng)力及熱處理變形等影響，另一方面為了避免在加工螺紋過程中損傷已經(jīng)精加工的主要表面，因此將螺紋加工放在淬火處理之后的精加工階段進(jìn)行。
第五，由于數(shù)控加工中心主軸的加工要求很高，因此在加工過程中需要進(jìn)行多次檢驗工序。各個檢驗工序需設(shè)置在各個加工階段的前后以及重要加工工序的前后進(jìn)行，精確度要求較高的零件可以安排探傷工序。
主軸是數(shù)控加工中心的核心部件，其加工質(zhì)量的好壞直接影響著數(shù)控加工中心的工作效果及工作效率，因此在加工過程中需要根據(jù)數(shù)控加工中心的工作條件和工藝要求，制定合理有效的加工工藝和熱處理方案。近幾年來數(shù)控加工飛速發(fā)展，在數(shù)控加工中心主軸的加工過程中可以借助數(shù)控加工等設(shè)備，利用數(shù)控生產(chǎn)能夠有效提高生產(chǎn)效率及零件加工精度，在機(jī)械工裝方面可以自制加緊套和錐度套等，以進(jìn)一步滿足加工要求。
