丝杠加工工艺的研究

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1、丝杆是门系统中梢度要求较高的零件，依靠丝杆将旋转运动转换成直线运动，要准确、可靠的实现开关门动作，确定门的位置，对其在精度、强度、耐磨性及抗腐蚀性等方面都有很高的要求。因此从材料选择、热处理、加工方法、刀具及加工工艺等方面都要进行详细的研究。5.1.1丝杠结构.材料及加工要求分析丝杠加工过程中难点之一是，丝杠为细长柔性轴结构、它的长径比（长度L与直径d的比（L/d））很大，一般在100左右，刚性较差，在切削力作用下容易产生弯曲变形,导致加工精度降低，产品质量差：难点之二是丝杠螺旋槽牙型复杂，加工因难，轴向及法向牙型如下图5.1.1所示.图a轴向牙型图b法向

2、牙型图5.1.1丝杠螺旋轨道牙型对丝杠的技术要求如下：1）外径圆跳动允许公差；2）我血/牙侧粗糙度；3）表面/牙侧硬度:4）外径相等性允许公差；5）传递精度竽级：单个螺距允许公差或导程允许公差；6）牙型允许公差；7）内径允许公差；中径圆度误差。对丝杠材料的要求:1）具有良好的加工性能，能得到良好的加工表面的较小的残余应力，对刀具磨损较小；2）抗拉强度（Rm）不低于588MPa；3）有良好的热处理工艺性，淬透性好，不易断裂，组织均匀，热处理变形小，能获得较高的磧度，从而保证丝杠的耐磨性和尺寸的稳定性；4）材料破度均匀，金相组织符合标准。常用的不淬硬的丝杠材料

3、有12Crl3,淬硬丝杠材料有20Crl3>45.40Cr»5.1.2丝杠材料基穂性能试鲨研究丝杠材料选择40Cr,40Cr材料是目前机械制造业中经常选用的钢号之一，对其进行调质处理后，能够获得良好的强度、韧性、塑性以及耐磨性，良好的淬透性和切削加工性，并且价格便宜。为了研究40Cr材料表面及热处理后的性能，对其基础力学、物理性能进行试验研究，试验以表面硫碳氮共渗后的40Cr材料为研究对加，结果如1)〜6)所示:1)拉伸试验试验标准：GBfT228.1-2010图a拉伸前试样图b拉伸后试样图5.1.2拉伸试样试验结果如表5丄1所示：表5丄】拉伸试验结果测试

4、项目抗拉强度Rm(MPa)屈服强度RpoXMPa)断后伸长率A标距=5d(%)结果85967413.5表5.1.1结果表明表面处理后材料的抗拉强度、屈服强度满足要求。2)硬度试验试验标准：GB/T4340.1-20094丄亠‘711161•1•4./Ir89201；:*!•…・•・Ai•»•a56789301rU图5丄3硬度测试试样测试部位在距端面5mm的圆周表面上。试验结果如表5」.2所示:表5.1.2硬度试验结果项目结果HV0.1737717719736662表5丄2结果表面表面处理后，材料表面便度很高，满足要求。3）冲击试验试验标准：GB/T229-

5、2007图5.1.4冲击测试试样试验结果如表5.1.3所示:表5丄3冲击试验结果测试项目测试条件样品吸收功（J）试样：夏比U型冲口上2.4夏比冲击尺寸：55x10*10温度：室温中2.5下2.54）硬化层深度测试试验标准：GB/T4340」・2009,GB/711354-2005,试样选择冲击试样测试由试样外表面至圆心处，试验结果如下所示:表5丄4梗化层深度测试结果深度（mm）试样上酸度（HVO.iymm试样中硬度（HVO.iymm试样下硕度（HVO.iymm0.055134794840.1435464-4400.23213073300.329227229

6、70.42842572770.52792592640.62702512870.72492452660.82492552660.92702682621.02572572701.12642492661.22872532771.32532592471.42592722621.5245259277潅层深度/mm0.190.20.2图c试样下测试结果、■IV图形结果如下:图a试样上测试结果图b试样中测试结果图5.1.5硬化层深度测试结果5）硬化层脆性测试试验标准：GB/T11354-2005,试样选择冲击试样试验结果如图5丄6所示:图a试样上测试结果图C试样下测试结

7、果图5.1.6硬化层脆性测试结果（100X）根据标准判断材料的脆性级别均为1级。6）金相组织试验试验标准：GBfT13299-1991,试样选择冲击试样试验结果如图5・1・7所示：图a试样上的结果图b试样中的结果图c试样下的结果图5-1-7金相组织测试结果三个试样组织均为珠光体+铁素体，未观察到游离的渗碳体，未观察到带状组织，评定级别为0级，未观察到魏氏组织，评定级别为0级。综合以上要索，40Cr材料满足丝杠对材料强度、硬度、热处理工艺性、淬透性以及加工性能等要求，硫碳氮共渗后农面硬度得到了很大的提高，韧性降低，脆性高，切削性能好•5.2工艺流程的确定螺纹

8、的加工方法可以分为切削加工等切屑加工和滚轧、挤压等无切网加工。对于