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1、滚珠丝杠的选材及热处理工艺分析吴元徽(南京工业职业技术学院,江苏南京210046)摘要:从长期的生产实践出发,针对滚珠丝杠的服役条件,对材料的选用、制造加工工艺路线的编制、热处理工艺过程及质量检验的方法进行了详细的分析、探讨,对同类产品的热处理生产具有一定的参考价值。其中滚珠丝杠传动效率高,动作灵敏,进给均匀平稳,低速无爬行,定位精度与重复精度高,使用寿命长,广泛应用于数控机床与加工中心。关键词:滚珠丝杠;热处理工艺;质量检测中图分类号:TG3文献标志码:AAnalysisofBallScrewMaterialSelectionandHe
2、atTreatmentProcessWUYuanhui(NanjingInstituteofIndustryTechnology,Nanjing210046,China)Abstract:Accordingtolongtermproductionpracticeandballscrewserviceconditions,theauthorcarriesoutadetailedanalysisofmaterialselection,manufacturingprocessingrouteofthepreparation,heattreatmen
3、tprocessandqualitytestingmethods.Ithasacertainreferencevaluefortheheattreatmentontheproductionofsimilarproducts.Keywords:Ballscrew,Heattreatmentprocess,Qualitydetection丝杠是各类机床上的关键传动件,是将旋转运动2选材转变为直线运动或将直线运动转变为旋转运动的传动、定位功能部件。机床丝杠主要有梯形丝杠和滚珠根据前面所述工件的服役条件和性能要求,我丝杠2大类。其中滚珠丝杠传动效
4、率高,动作灵敏,们可以选择表面硬化钢(如20CrMo、20CrMnTi等)进给均匀平稳,低速无爬行,定位精度与重复精度高,进行表面渗碳淬火;也可以选用轴承钢(GCr15、使用寿命长,广泛应用于数控机床与加工中心。GCr15SiMn)或合金工具钢9Mn2V采用球化退火或调质处理作为预先热处理,然后在工作部位进行1服役条件和性能要求表面淬火,这样既可满足整体性能要求,又能保证工滚珠丝杠工作时常承受弯曲、扭转、疲劳、冲击,作部位高硬度、高强度和足够的耐磨性要求。同时在滑动与转动部位承受摩擦作用。丝杠的损坏采用前1种方案,虽然工作部位硬度、强度和耐形
5、式主要是磨损和疲劳,因此其性能要求整体必须磨性能够满足产品要求,但工件整体强度不如后1具有较好的综合力学性能(即一定的强度与韧性配种,特别是针对承载较大的大直径丝杠,采用后1种合)和高的尺寸稳定性,相关工作部位(滚道、轴径)方案可提高丝杠疲劳强度。但由于合金工具钢要求具备高硬度、高强度和足够的耐磨性。图1是9Mn2V过热敏感性大,工艺性能不如轴承钢,因此,一典型滚珠丝杠零件图。最好采用GCr15材料。图1滚珠丝杠零件图新技术新工艺!数字技术与机械加工工艺装备2009年第4期57在目测800~850%加热水冷淬火。然后用氧气-乙3合
6、理安排冷、热工序,编制加工工艺路线炔火枪仍用目测在300~400%加热15s先回1次火。由于采用GCr15钢表面淬火作为最终热处理最后将丝杠在300%低温烘箱中,进行(160∃工序,必须在淬火前作好原始组织准备。根据GB/20)%回火,保温8h,出炉空冷。T18254∀2002高碳铬轴承钢!和JB/T1225∀2001丝杠淬、回火过程控制要求:设备、感应器调整完高碳铬轴承钢滚动轴承零件热处理技术条件!规毕后,装夹工件,按工艺参数范围选择一定参数进行定,确定球退或调质作为材料预先热处理。试件淬火,检查试件的质量(淬硬层深度、金相组织、从加工过程冷
7、热工序的配合及尺寸、精度控制表面硬度)是否符合检测要求规定;试件淬火质量符方面考虑,必须在相应阶段进行去应力处理。因此,合检测要求后,按试件淬火实际工艺参数对批量工件我们可将滚珠丝杠加工工艺路线进行如下安排:进行淬火;对淬火后工件检查变形量,校直后进行回备料#球化退火#机加工(粗车)#调质处理#火;对回火后工件检查表面硬度、变形量,变形量不合去应力退火(高回)#工作面表面淬、回火#机加工格件进行校直后再次回火处理,直至变形量合格。(粗磨)#时效去应力处理#机加工(精磨)。2)质量检测要求滚道表面硬度:用洛氏硬度计检查,硬度为584热处理工艺分
8、析及质量检测~63HRC;4.1球化退火中心孔表面硬度:用60HRC锉刀检查,锉检硬可采用功率100kW左右的3m井式电阻炉进度应为40~50HRC。