用陶瓷刀具粗加工淬硬滚珠丝杠滚道

由于受设备的限制,国内厂家一般是在调质的丝杠毛坯上粗车螺纹滚道,中频淬火后再进行螺纹磨削;另一种方法是在淬硬的丝杠毛坯上磨出螺纹滚道。前一种方法存在热处理问题,而后一种效率低。我厂在多年生产实践中,利用陶瓷刀具在车床上加工淬硬的滚珠丝杠螺纹滚道,取得了显著的技术经济效益。滚珠丝杠属于细长轴类零件,一般长径比 L/d>25,刚性差。由于丝杠自重和旋转离心力、切削力的作用,容易弯曲变形和产生高频振动,导致刀刃崩裂。     

滚珠丝杠中频淬火

滚珠丝杠一般采用 GCr15钢。硬度要求为 Rc58—62。我们以前采用井式炉整体淬火,弯曲变形大,校直时容易断裂,废品率高达10%左右。从1975年起,采用中频感应加热淬火。由于心部未淬火,所以丝杠淬火后产生的弯曲变形容易校直。同时采用合理的支承,可以进一步减少丝杠在淬火时弯曲变形,其变形量比整体淬火可减少一半。以直径φ90毫米,螺距12毫米,全长4米的滚珠丝杠为侧,中频淬火后全长振摆为0.5～0.7毫米。滚珠丝杠中频淬火采用10%Na_2 Co_3水溶液垂直丝杠轴线喷冷,硬化层较均匀无裂纹。中频淬火与整体淬火工艺相比较,生产效率提高五倍,耗电量降低五倍,成品率由90%提高到98%证明它是一种效率高,质量稳定的工艺。本文列举了滚珠丝杠中频淬火的工艺实验结果,及各种规格滚珠丝杠中频淬火的电参数与工艺规范,以及质量检查标准。     

数控丝杠滚道中频淬火机床

目前,滚珠丝杠的淬火普遍采用中频表面淬火,即首先把所有将要加工滚珠螺纹的表面淬硬,然后再依靠螺纹磨床磨削来完成以后的粗、精加工。这样做的原因是为了防止因淬火变形而导致粗、精加工两道工序间螺纹累积误差超差,但却增加了加工成本。以一根长3000mm,螺距为6mm的滚珠丝杠为例,每磨一刀就需4.5h,按三道工序,每道工序分两个工步,共需27h。     

轴类零件中频淬火参数的快速确定

轴类零件中最具代表性的是滚珠丝杠,它的螺纹滚道部分热处理一般采用中频淬火,其质量决定了滚珠丝杠在实际使用过程中的服役质量。在实际生产中曾发生过有几批滚珠丝杠在热处理中频淬火后,不小心掉在地上,丝杠断成几截,经过淬硬层深度检测,丝杠已被完全淬透,因此造成零件报废。为吸取造成质量事故的教训,我们调整了中频淬火的参数,结果其淬硬层深度又太浅,仍然没有达到     

滚珠丝杠的热处理工艺

大家知道,滚珠丝杠副属于精密传动部件,由于具有传动效率高、寿命长、进线均匀平稳、低速无爬行、定位精度和重复精度高等一系列优点,所以不仅广泛应用于数控机床上,而且在普通机床和其他机械上也已逐渐推广应用。 滚珠丝杠副的上述诸多优点除了它的优良结构保证外,还同丝杠的严格选材、加工和热处理等有着密切关系。本文结合我厂的经验,主要谈谈滚珠丝杠副丝杠的热处理。 我厂对不同要求的滚珠丝杠采用整体加热淬火,气体渗碳淬火,中频感应加热淬火,离子氮化,沉淀硬化处理等多种热处理工艺。但主要为中频感应加热淬火,它比整体加热淬火具有…     

滚珠丝杠中频淬火

滚珠丝杠一般采用钢材是GCr15,硬度要求达Rc58～62。我厂以前采用井式炉整体淬火,弯曲变形大,校直时容易断裂,废品率高达10%左右。从1975年起,我们采取中频或感应加热淬火,淬火后弯曲变形小;由于心部未淬火,也容易校直,目前废品率为1%左右,产品质量与生产效率都有较大提高。 一、中频电源与淬火机床 1.中频发电机组 我厂采用功率为100千瓦的中频立式发电。机组,频率2500赫。它由变频机、启动器、发电机控制柜、外控制柜、电客器、淬火变压器等六部分组成。变频机、电容器、淬火变压器均需水冷却、室外建有18立方米循环水池。 2.中频淬火机…     

滚珠丝杠成形精车刀的磨削原理

我厂在滚珠丝杠的试制中,遇到的一个难题是滚珠丝杠的牙形公差为±0.025mm,很不好掌握。在无滾珠丝杠专门磨削设备的情况下,利用成形精车刀精车滚珠丝杠的圆弧面,然后对滚珠丝杠螺纹部分进行氮化处理,可以获得高硬度的滚珠丝杠。用这种方法加工的滚珠丝杠,滚道表面光洁度可达▽6～▽7,滚道圆弧半径的误差也可以控制在±0.025mm之内。现将成形精车刀的磨削原理及车刀刃口椭圆弧公式的推导简要介绍如下。     

加工丝杠滚道的数控中频淬火机床

目前 ,滚珠丝杠的淬火工序是 ,首先把要加工的滚道螺纹表面淬硬 ,然后再用螺纹磨床磨削来完成粗、精加工。这样做的目的是为了防止因淬火变形而导致粗、精加工两道工序间螺纹累积误差的超差 ,但效率很低。以一根长３０００ｍｍ ,螺距为５ｍｍ的滚珠丝杠为例 ,每磨削一刀就需要４ ５ｈ ,按３道工序 ,每道工序以２个工步计 ,共需２７ｈ。为提高生产效率 ,降低成本 ,我们以２道粗精车削工序代替粗、预磨削 ,每根滚珠丝杠可节约１８ｈ ,再加上车削和磨削的工时费用悬殊 ,每根丝杠的加工成本可以降低６０ % ,经济效益十分明显。为了实施新工艺 ,…     

滚珠丝杠副滚珠在滚道中接触角的选择和测量

滚珠丝杠副,主要是通过滚珠(钢球)将丝杠的旋转运动变成螺母的直线运动。在运动过程中,滚珠在滚道中所处的位置对丝杠副的性能影响很大,该位置是用滚珠接触角来表示的。所谓滚珠接触角就是在螺纹滚道的法向截面内,过滚珠与滚道接触点所作的公法线与丝杠轴线的垂线间的夹角(如图1所示)。一、螺纹滚道形状与接触角的选择 1.螺纹滚道形状图1所示是四种螺纹滚道法向截面形状。从加工来看,直角形和梯形滚道最为简单,但是滚道与滚珠相接触的工作表面曲率相差很大,所以,丝杠副在轴向载荷作用下,会产生很高的接触应力,这就限制了它的应用范围。这两种滚道只是在承受外载不大和刚度要求不高时才可以应用。目前应用最广的是单圆弧和双圆弧滚道。双圆弧滚道由三级圆弧组成。在一定范围内,这种结构型式     

日本NSK公司滚珠丝杠用材与热处理工艺的剖析

为了了解日本NSK公司滚珠丝杠的工艺水平,我们曾对该公司生产的滚珠丝杠副的用材及其热处理工艺进行了分析: 一、滚珠螺母用材及其热处理 该公司滚珠螺母的材料的化学成分为C=0.485%,Si=0.24%,Mn=0.67%,其成分相当于美国钢种AISI 1050,相当于我国的 60钢。 通过金相分析,证明其是采用高频感应加热内孔”淬火,但淬火效果不好,只是齿尖淬硬,46”角与齿底均未淬硬。淬硬层深度约 0.80 mm,其淬透层剖视如图1、所示。其淬硬层组织是针状马氏作,硬度为HRc55。心部组织是片状珠光休十铁素体,晶粒度为3～4级,魏氏组织为2～3级。 二、滚珠丝杠用…     

滚珠丝杠加工的新工艺 ——“轧—淬—磨”

我厂自60年代开发研制滚珠丝杠副以来已有多年的生产历史,这种产品广泛应用于机床、航空、电子仪表及医疗等领域,滚珠丝杠是其主要零件。如何提高滚珠丝杠的生产效率,进行新材料、新工艺和新技术的应用,一直是技术人员探索的课题。 国内厂家加工滚珠丝杠螺纹滚道通常采用“车—淬—粗磨—精磨”的方法,我厂于九十年代开展了“轧—淬—磨”工艺的研究和应用,取得了一定的成绩。 轧制滚珠丝杠属于无切屑加工范畴,材料利用率高、螺纹滚道尺寸、截形一致性好,生产周期短,但精度不高。能否将传统的“车—淬—磨”与后来的“轧—淬—磨”生产工艺结合起来,互相取长补短呢?经过一年多的摸索试验,证明了采用“轧—淬—磨”新工艺进行滚珠丝杠的螺纹滚道加工是成功的。     

数控丝杠滚道中频淬火机床

目前,滚珠丝杠的制造工艺是,首先把所有将要加工的螺纹滚道表面淬硬,然后再依靠螺纹磨床磨削来完成以后的粗、精加工。这样做是为了防止因淬火变形而导致粗、精加工两道工序间螺纹累积误差超差,但效率极为低下,因而增加了加工成本。以一根长3000ｍｍ、螺距为5ｍｍ的滚珠丝杠为例,每磨削一刀就需要45ｈ,按三道工序、每道工序两个工步计,共需27ｈ。为了提高生产效率,降低生产成本,我们将滚珠丝杠的加工工艺作了改进。以两道粗精车削工序代替了粗、精磨削两道工序,每根滚珠丝杠按上例计算可节约18ｈ,再加上车削和磨削的工时费用悬殊,每根丝杠的…     

滚珠丝杠副螺纹滚道截形参数的探讨

我单位在制造滚珠丝杠副中,曾发现在装配予紧后或在使用了一段时间后重新予紧时,滚珠在循环中不流畅的现象,经分析其原因除部分因制造质量不高外,大部是分由于螺纹滚道截形的一些参数规定得不够合理所造成的。 滚珠丝杠副的螺纹滚道截形,我国目前主要采用的有双圆弧型和单圆弧型两种。采用单圆弧型时,螺纹滚道的曲率半径R大多取为1.04 r0(滚珠半径),而采用双圆弧型时,则R大多取为1.04～1.11r0。R与r0的比值对滚珠丝杠副的承菌能力影响很大.生一 1.04时比R_.、。-,,_._、_.、.._t,兰一1.11时承载能力可提高46%之多。除此之外,由于滚珠丝杠…     

淬硬丝杠热处理质量达到国际标准

升降丝杠是平面磨床中进给和调整机构中的主要零件。它的热处理质量直接影响磨床的精确定位、微量进给精度以及丝杠寿命。M7120A平面磨床丝杠结构图见图1,材料为40Cr,整体调质,螺纹部份表面淬硬HRC48-55。过去该丝杠经中频淬火、热校直、回火,并经磨削螺纹后测定齿部硬度发现淬硬深度只有齿高2.1mm(包括磨削余量0.3mm)的1/3左右。而机械工业部颁发的JB/GQ 1065-85丝杠的热处理标准中规定齿面及齿底都应有淬硬层。这在国际标准(ISO)中也有同     

空心滚珠丝杠离子氮化

空心滚珠丝杠是飞机机翼上的一个零件,是保证飞机上升下降安全着落的关键零件。 空心滚珠丝杠和滚珠螺母所用材料是38CrMo AlA,螺纹规格为GQ 4.5 x 8全长有908mm和 1048mm两种,(螺纹部分长分别为 813mm和 963mm。)。其离子氮化后的技术要求;氯化层深度≥0.40 mm,表面硬度≥Hv740,氮化层离表面 0.1mm处硬度≥ Hv 740,丝杠在氮化后径向跳动允差≤0.10 mm。我厂采用离子氮化工艺,达到了上述要求,具体情况介绍如下; 一、丝杠的预先热处理 1.调质 在下料之后进行调质,调质的目的是保证丝杠心部具有一定强度与刚性。丝杠料坯调质后硬度要求 HB…     

降低淬火加热温度减少齿轮变形

我厂有一种齿轮为φ245mm,高30mm,材料为45钢,要求齿表面淬火,硬度HRG45～50,采用GP100-C_2型高频设备一次加热淬火,按照在高频感应加热淬火时的要求,必须选用较高的温度,一般选择880～900℃。但齿顶硬度达到HRC57～58,经检查齿向、端跳和内孔均超差而不合格。     

齿圈中频淬火导磁体的改进

我厂生产的8t液压汽车起重机的回转齿圈(见图1)材料为50Mn,技术要求滚道表面淬火55～60HRC,硬化层深3～5mm。滚道表面采用中频淬火。 齿圈滚道采用改进前的硅钢片导磁体(见图2)驱流中频淬火,导磁体容易发热,在淬火过程中经常产生松动、后退或者烧坏现象,减弱了导磁体的驱流作用。齿圈淬火后滚道根部经常出现3～5mm的不连续软带(见图1),从而增加了齿圈的淬火返修率,影响了生产,且齿圈的多次淬火还容     

空心滚珠丝杠的加工特点

论述了近年来对空心滚珠丝杠的加工特点,并针对空心滚珠丝杠加工的技术难点,结合解决内孔加工及内孔与丝杠滚道的同轴度、淬火变形控制和冷、热加工余量的匹配及螺纹的磨削进行了分析。通过实践重点介绍了磨削前期的准备工作及磨削要求,从而保证了产品的加工质量,满足了精密数控机床对传动元件的高要求。     

小螺距螺纹工具的磨削法

我厂在制造螺距0.5公厘及0.5公厘以下的丝锥和螺纹样柱时,由于螺距很小,所磨螺纹尖底平面一般需达到0.02公厘左右的要求,由于底径的限制,用500粒度以上的专用砂轮,有时还达不到要求,如用500粒度以下砂轮磨削螺纹,其尖端极易磨损,必须经常进行修正。在砂轮磨损后就不能保证图纸规定的螺纹内经,达不到质量要求。 由于以上情况,我厂根据苏联专家克留契柯夫同志的建议,设计出两种磨削小螺距螺纹的工具,一种是“磨过齿螺纹工具”一种是“专用凸轮工具”。运用这两种工具及一般砂轮(较粗粒度)在没有车削过的工件上面直接磨出螺纹齿形,结果解决了以…     

微型滚珠丝杠副的设计与制造

通常滚珠丝杠副的名义直径小于16mm以下时,称为微型滚珠丝杠副。当丝杠名义直径小于10mm时,则制造更加困难,关键是螺母的内孔小,滚道无法进行磨削。在滚珠循环结构设计上,采用螺旋槽式自体内循环和导管式外循环两种结构,我们都进行了研制,比较了他们的制造工艺和产品优劣。螺旋槽式结构紧凑,回珠孔加工精度要求高,孔中心对螺母滚道中心位置度误差不大于0.03mm。当孔位与滚道接触平滑,总装时,仍发现滚珠运动不畅,产品总体性能不好。插管式外循环结构,除导管不易制造外,螺母制造大体与螺旋槽式相同(见图1)。