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[资料] 丝杠加工工艺

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发表于 2011-6-11 11:39:15 | 显示全部楼层 |阅读模式

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丝杠加工工艺( a! t3 W( X5 Z8 |- u3 Z; y
来源:机械专家网     发布时间:2011-02-14 佳工机电网
5 \4 F" r; C* {3 L. n, L' l丝杠是一种精度很高的零件,它能精确地确定工作台坐标位置,将旋转运动转换成直线运动,面且还要传递一定的动力,所以在精度、强度及耐磨性等方面都有很高的要求。所以,丝杠的加工从毛坯到成品的每道工序都要周密考虑,以提高其加工精度。
9 \6 Z3 d( v; `- ^5 C2 U7 K1 z5 ?1、丝杠的分类
5 m' b; J/ Z4 A3 O: F7 w2 d1 G- a机床丝杠按其摩擦特性可分为三类:即滑动丝杠、滚动丝杠及静压丝杠。
) y8 o( S& p/ F5 @由于滑动丝杠结构简单,制造方便,所以在机床上应用比较广泛。$ S2 h( J+ O" S0 l. `% {
滑动丝杠的牙型多为梯形。这种牙型比三角形牙酬具有效果高,传动性能好,精度高,加工方便等优点。' _% d  m$ L) W4 o& |
滚动丝杠义分为滚珠丝杠和滚柱丝杠两大类。滚珠丝杠与滚柱丝杠相比而言,摩擦力小,传动效率高,精度也高,因而比较常用,但是其制造工艺比较复杂。
* d! w# s# L1 W静压丝杠有许多的优点,常被用于精密机床和数控机床的进给机构中。其螺纹牙形与标准梯形螺纹牙形相同。但牙形高于同规格标准螺纹1.5~2倍,目的在于获得良好油封及提高承载能力。但是调整比较麻烦,而且需要一套液压系统,工艺复杂,成本较高。4 h* [% b( m5 G: T, i
2、丝杠的结构特点及技术要求& Q. B9 _% L& d# L' c  d7 b+ @' t5 c
(1)丝杠结构的工艺特点% R( k0 T6 u. U) \1 H& C1 [
丝杠是细长柔性轴,它的长度L与直径D的比值很大,一般为20~50,刚性较差。结构形状复杂,有很高的螺纹表面要求,还有阶梯、沟槽等,所以,在加工过程中易出现变形。+ s* w- Q9 a; y& P8 {
(2)精度等级# N& n7 h. p0 {) F/ F: ?2 d6 X
在国家标准GB785-65中,对普通梯形螺纹精度是按中径公差划分的。共有五项基本参数:即外径D、内径D1、中径D2、螺距T及牙形半角α/2。由于丝杠要传递准确运动,因此,按JB2886-81规定,丝杠及螺距的精度,根据使用要求分为6个等级:4、5、6、7、8、9(精度依次降低)。4 B* E; A; L: {0 R7 Q2 n9 @# K
各级精度丝杠应用范围如下:4级为目前最高级,一般很少应用;5级用于精密仪器及机密机床,如坐标镗床、螺纹磨床等;6级用于精密仪器、精密机床和数控机床;7级用于精密螺纹车床、齿轮加工机床及数控机床;8级用于一般机床,如卧式车床、铣床;9级用于刨床、钻床及一般机床的进给机构。" n# V4 B1 Q, u& f9 j
一般所说的精密丝杠是指5、6、7级丝杠。精密丝杠有淬硬丝杠和不淬硬丝杠两种。前者的耐磨性较好,能较长时间保持加工精度,但加工工艺复杂,必须有高精度的螺纹磨床和专门的热处理设备,而后者只需要精密丝杠车床。
; S. i* o) r4 H  e. d3 x滚珠丝杠副和滚珠丝杠的精度等级也分为六个等级。
8 c( ^% v3 @1 t$ }(3)技术要求* u8 }+ W6 t2 H9 n4 ~
对于丝杠的技术要求可分为如下几项:
3 J) j9 j, J# ~3 _$ S% |①精度等级;! }2 S  m9 ]3 c( n: n2 B2 E0 t
②表面粗糙度;
8 N% n# w6 T; R③单个螺距允差和定长上的累积允差;
( D6 G! o2 J9 |9 F④中径圆度允差;6 ^. L  J  l5 e( f6 R# I# N& f; i
⑤外径相等性允差;& m9 t0 \1 `" w; U% Y
⑥外径圆跳动允差;
; a4 n- K) C: x  U% ]⑦牙形半角允差;' Q6 @9 U2 t  c/ D
⑧中、外、内径允差等项。
8 T2 v3 d* G7 e3、材料的选择3 w3 r7 V# q3 @+ J( f0 ]
丝杠材料的选择是保证丝杠质量的关键,一般要求是:3 N/ Z9 B: b: ^* g2 N
(1)具有优良的加工性能,磨削时不易产生裂纹,能得到良好的表面光洁度和较小的残余内应力,对刀具磨损作用较小。6 Q# J; j: q9 b3 D( e6 l9 t5 v6 M8 }
(2)抗拉极限强度一般不低于588MPA。% B) S; A/ l2 B! W/ X
(3)有良好的热处理工艺性,淬透性好,不易淬裂,组织均匀,热处理变形小,能获得较高的硬度,从而保证丝杠的耐磨性和尺寸的稳定性。/ n! l5 m$ ^) B' r' c4 ]
(4)材料硬度均匀,金相组织符合标准。常用的材料有:不淬硬丝杠常用T10A,T12A及45等;淬硬丝杠常选用9MN2V,CRWMN等。其中9MN2V有较好的工艺性和稳定性,但淬透性差,常用于直径≤50MM的精密丝杠;CRWMN钢的优点是热处理后变形小,适用于制作高精度零件,但其容易开裂,磨削工艺性差。) f- f/ d& g1 T5 M
丝杠的硬度越高越耐磨,但制造时不易磨削。
  K/ W0 s) _5 x+ l' T4、丝杠加工的典型工艺过程. o' j6 W+ C% o* s: L; x, U- G
在丝杠的加工为了获得较高的精度,加。下工艺过程应考虑以下几点:
* ?, s# j' X- [, O5 U& _(1)对外圆和螺纹可分多次加工,逐步减少切削量,从而逐步减少切削力和内应力,减少加工误差,提高加工精度。6 t* Q2 W( J+ F+ E: W" O
(2)每次粗加工外圆及粗加工螺纹后都要进行时效处理,以便消除内应力。丝杠的精度要求越高,时效处理的次数也越多。# ^6 z8 I2 w9 c) \
(3)每次时效处理后都要重新打中心孔或修磨中心孔,以修止时效处理时产生的变形;并除去氧化皮等,使加工有可靠而精确的定位基面。
2 w, y  B5 T0 h8 u(4)每次加工螺纹前,先加二L丝杠外圆(切削量很小),然后以丝杠外圆和两端中心孔作为定位基面加丁:螺纹,逐步提高螺纹加工精度。* l6 V( b6 K/ z# G
丝杠加工过程中校直和热处理工序,是保证丝杠精度,防止弯曲变形的关键工序。但是校直本身会产生内应力,这对精度要求较高的丝杠来说是不利的。因为内应力有逐渐消失的倾向,由于内应力的消失会引起丝杠的变形,这就影响了丝杠精度的保持。所以,对精度要求高、直径较大的精密丝杠,在加工过程中不较直,而是采用加大径向总余量和工序间余量的方法逐次切去弯曲变形,经多次时效处理和把工序划分的更细的方法来解决变形问题。
% K" v2 v! g2 O' G为避丝杠因自重引起弯曲变形,存放对应垂直放置,热处理时要在井式炉中进行。
, X5 v1 h& b: A( x8 J+ c一般不淬硬丝杠的螺纹经车削而成,而淬硬丝杠的螺纹在螺纹磨床上磨出螺纹。但对牙形半角大和大螺距、丝杠、螺纹的粗加工还是在淬硬前车削为好。+ u4 W9 ]2 a8 v7 E3 \  r
6、丝杠的热处理/ J7 v3 H1 X; O9 a% T
首先要求对毛坯进行热处理,由于精密级和一普通级两类丝杠用料不同,它们的热处理方式也就不同。毛坯的热处理要求:(1)消除毛坯制造产生的内应力;(2)控制硬度以适应机械加。工的切削性能,一般切削硬度控制在HBS140~248之间为宜。0 `+ v" p# U3 }+ d1 J& N0 E
通常含碳量在0.25%~0.5%的中碳钢用正火,含碳量0.5%~0.8%的亚共析钢或共析钢用退火。对于含碳量在0.8%~1.2%的过共析钢,由于其组织中存在粗片状珠光体及网状渗碳体,硬度比较高,要采取球化退火热处理(球化退火是将毛坯加热到750~780℃后,以40~40℃/时的速度冷却至500~550℃,然后在空气中自然冷却)。2 e+ ?1 e2 r, {: P
7、基面的选择) R5 P/ }& C4 T* W& j8 M$ m
由于热处理使丝杠产生变形,而义不允许有冷直法校直,必须用切削方法纠止。如果仍采用原来的中心孔就会使加工余量过大。另外,中心孔本身也会有变形,因此对于不淬硬丝杠采用切去原中心孔,重新打中心孔(最后一次修正中心孔工序除外)的方法。在重新打中心孔之前,找出丝杠径向圆跳动量为最大的圆跳动量的一半的两点,而后用中心支架支撑在这两点上并按外圆找正,切去原米的中心孔,重新打中心孔,这样就可使总加工余量减少很多。对于淬硬丝杠只能采用每次研磨中心孔的方法进行修正。- O/ E- w$ e4 g  f2 V, U
加工丝杠时,理论上是以中心孔为主要基面,外圆为辅助基面。实际上,在加工螺纹时,外圆本身的圆柱度和圆度,跟刀套与丝杠的配合精度,跟刀套与两顶尖连线的同轴度都成为影响螺纹加工精度的因素。因此工艺过程应为:在热处理后先加工外圆,再加工螺纹,以加工后的外圆定位。这样,终磨时外圆精度要求也相应地提高。$ t) M# c# l9 i5 O8 E& X+ v; d
文章关键词: 螺纹、热处理、机加工、零件、材料
! R) @$ I, t/ K% [  。
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3 r1 l$ y/ U1 o# t8 T; b/ }专家咨询:
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发表于 2012-5-30 12:48:34 | 显示全部楼层
我们也做丝杠,这个好东西,说的那么详细,大型丝杠有没有?
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