滚珠丝杠的加工工艺及加工滚珠丝杠的刀具材料
滚珠丝杠的加工工艺
滚珠丝杠的加工工艺滚珠丝杠是工具机和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。
由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。
滚珠丝杠的特点：1、摩擦损失小、传动效率高，2、精度高，3、高速进给和微进给可能，4、轴向刚度高，5、不能自锁、具有传动的可逆性。
丝杆分为磨削滚珠丝杠和冷轧滚珠丝杠，以下只介绍磨削滚珠丝杠的加工工艺。
磨削滚珠丝杠的加工工艺路线：毛坯下料—球化退火—粗车外圆，螺纹—半精车外圆，螺纹—铣键槽—热处理淬火—粗磨外圆，螺纹—精磨外圆，螺纹—检验入库。
下面就详细的介绍一下加工磨削滚珠丝杠的工艺路线。
（1）毛坯下料：就是根据工件所需的尺寸从整批材料上截取下与工件尺寸相符的材料的操作过程。
（2）球化退火：使钢中碳化物球化而进行的退火，得到在铁素体基体上均匀分布的球状或颗粒状碳化物的组织。
球化退火的目的在于降低硬度，改善切削加工性能，并未后续热处理作组织准备。
（3）粗车外圆，螺纹：可选择普通车床和数控车床进行加工，大批量生产选择数控车床较经济，车螺纹选择直进法，所谓的直进法就是在加工过程中对刀具的Z轴（轴向方向）不进行改变，分次进给（直径方向），来完成螺纹的切削，此方法简单易操作，车出来的螺纹牙型准确。
一般粗车之后留有2-3mm，（4）半精车外圆，螺纹：使磨削滚珠丝杠的尺寸更接近图纸尺寸，并且精度的得到提高，一般半精车之后留有0.3mm的余量，为了后来的磨削加工，提高磨削滚珠丝杠的精度。
（5）热处理淬火：中频淬火，通过淬火使滚珠丝杠表面得到较高的硬度，提高滚珠丝杠的耐磨性和使用寿命，滚珠丝杠常采用的材料为40CrMo钢和GCr15钢，就如GCr15钢淬透性好，可满足中频淬火硬化层要求，其中频淬火的关键问题是解决淬火变形。
（6）粗磨外圆，螺纹：采用中心式外圆磨削，工件用两顶尖装夹，磨削时按其两中心孔所构成的中心轴线旋转，使外圆达到较高的精度要求。
滚珠丝杠材料
滚珠丝杠材料
滚珠丝杠是一种常用的传动装置，广泛应用于机床、工业机械等领域。
而滚珠
丝杠的性能和使用寿命，很大程度上取决于其所采用的材料。
本文将就滚珠丝杠材料的选择和特性进行介绍。
首先，滚珠丝杠的材料应具有较高的硬度和强度，以确保其在高速运动时不易
变形或磨损。
常见的滚珠丝杠材料包括碳素钢、合金钢和不锈钢等。
碳素钢具有良好的强度和硬度，适用于一般工业机械的传动系统；合金钢在碳素钢的基础上添加了合金元素，提高了其耐磨性和抗腐蚀性，适用于高负荷、高速度和恶劣环境下的工作条件；不锈钢则具有优良的耐腐蚀性能，适用于对环境要求较高的场合。
其次，滚珠丝杠的材料还应具有良好的表面质量和加工性能。
表面质量的好坏
直接影响到滚珠丝杠的传动效率和使用寿命，而材料的加工性能则决定了其加工难度和成本。
因此，在选择滚珠丝杠材料时，需要综合考虑其表面光洁度、硬度均匀性和加工难度等因素。
同时，还需要注意材料的热处理性能，以确保其在加工过程中不易产生变形或裂纹。
最后，滚珠丝杠的材料选择还应考虑到其成本和可供性。
不同材料的价格和供
货情况可能会有较大差异，因此需要根据实际情况进行综合考量。
在一般情况下，碳素钢是一种性价比较高的选择，而在对耐磨性和抗腐蚀性要求较高的场合，则需要考虑合金钢或不锈钢。
综上所述，滚珠丝杠材料的选择应综合考虑其硬度、强度、耐磨性、抗腐蚀性、加工性能、成本和可供性等因素。
只有在充分了解和考量这些因素的基础上，才能选择到最适合的滚珠丝杠材料，从而确保其在实际应用中能够发挥最佳的传动效果和使用寿命。
滚珠丝杠的工作原理及应用
滚珠丝杠的工作原理及应用1. 滚珠丝杠的工作原理滚珠丝杠是一种将旋转运动转化为直线运动的装置，其工作原理基于滚珠与螺纹槽之间的相互运动。
滚珠丝杠由螺纹、滚珠组件、螺母和外部支撑系统等组成。
1.1 螺纹滚珠丝杠上的螺纹是指其外部表面上的连续凸起体，常用的有三角螺纹和矩形螺纹两种形式。
螺纹的作用是将输入的旋转运动转化为滚珠和螺纹槽之间的相对运动。
1.2 滚珠组件滚珠组件由滚珠和保持器组成。
滚珠在滚珠丝杠的螺纹槽中滚动，从而带动螺纹槽与螺纹进行相对运动。
保持器的作用是定位和保持滚珠的位置，使其能够在螺纹槽中滚动。
1.3 螺母螺母是滚珠丝杠的动力传递部分，其内部具有螺纹槽与滚珠相匹配。
当螺母旋转时，滚珠与螺纹槽之间的摩擦力会带动滚珠沿螺纹槽转动，从而实现螺纹的移动。
1.4 外部支撑系统滚珠丝杠通常会安装在外部支撑系统中，以提供额外的支撑和刚度。
外部支撑系统包括支撑轴、支撑轴承和支撑座等。
2. 滚珠丝杠的应用滚珠丝杠广泛应用于各种机械设备中，其高精度和高刚度的特点使其具备了广泛的应用前景。
以下列举了滚珠丝杠的几个主要应用领域。
2.1 数控机床滚珠丝杠对于数控机床的高精度定位和快速移动起着关键的作用。
它能够提供精确的直线运动，并能够承受高速运动的要求，从而确保数控机床的加工精度和效率。
2.2 机器人滚珠丝杠在机器人领域中被广泛应用。
它能够提供机器人的关节运动，并能够实现高精度和高速度的控制。
滚珠丝杠的可靠性和耐久性使其成为机器人关节传动装置的首选。
2.3 医疗设备滚珠丝杠在医疗设备中扮演着重要的角色。
例如，在手术机器人中，滚珠丝杠被用于实现精密的手术工具运动和定位。
2.4 自动化设备滚珠丝杠广泛应用于各种自动化设备中，如自动化生产线、输送系统等。
它能够提供精确的直线运动，实现自动化设备的高效运转。
3. 总结滚珠丝杠是一种将旋转运动转化为直线运动的装置，通过滚珠与螺纹槽之间的相互运动实现。
它具有高精度、高刚度和高速度的特点，因此在各种机械设备中得到广泛应用，包括数控机床、机器人、医疗设备和自动化设备等。
thk_滚珠丝杠全部选择过程
滚珠丝杠的外部设备 .................. A-801 支撑单元 EK、BK、FK、EF、BF和FF型 ..... A-802 ɾ结构与特长 ........................ A-802 ɾ种类 ............................. A-804 ɾ支撑单元的种类以及适用丝杠轴外径 ..... A-805 ɾ轴承型号和特性值 ................... A-806 ɾ安装例............................ A-807 ɾ安装步骤 .......................... A-808 ɾ推荐轴端形状的种类 ................. A-810 螺母座 MC型 ......................... A-812 ɾ结构与特长 ........................ A-812 ɾ种类 ............................. A-812 锁紧螺母RN型 ........................ A-813 ɾ结构与特长 ........................ A-813 ɾ种类 ............................. A-813
加工滚珠丝杠用PCBN刀具的研制
为 主切削刃 ， 要求 其 对 称性 好 。旋 风铣 刀 是 断续 切
削 ， 削状况恶 劣 ， 求 刀 具 使 用 寿命 大 于 ５ ０ｌ， 切 要 ０ Ｂ ．
修磨次 数大 于 ２ Ｏ次 ， 由于刀 具形 状 复 杂 ， 加工 难 度 大 ， 造刀具 时一般 需 要采 用 光 学 曲线 磨 床或 进 口 制 自动化磨 床 （ 国浮 尔 默公 司的 ＱＷＤ７ ５磨 床 ） 德 ５ 进
随着 我国机械 工 业 的 飞速 发展 ， 机床 零 配件 的
需求 也越来 越多 ， 另外新 型机床 的不断研 发 ， 相应 的 非标 零配件产 品 也应运 而生 ， 些 都给 机 床零 部 件 这 制造业 提 出了更 高 的要求 ， 来 的加 工 工 艺 已经 不 原 能满 足现代 化生产 的需 要 ， 因此 需要 摸 索 出更 加 高 速、 高效 的生产 工 艺 以满 足 机 床工 业 的需 求 。我 国 早在 ２ Ｏ世纪 ５ Ｏ年代 末期就 开始研 制用 于数控机 床 的滚珠 丝杠 副 ， 十年 来 ， 珠丝 杠 因 具有 高 效 、 几 滚 高 精度 、 高刚性 等特点 ， 已成 为 目前机 械传 动与定位 的 首选部 件 。但 目前滚珠 丝杠 的制造工 艺 主要还是 把 将要加 工 的螺 纹滚道 表 面 淬硬 ， 后 依 靠螺 纹 磨 床 然 来完成 粗 、 精加 工 ， 这样 做是 为了 防止 因淬火 变形 而 导致 的粗 、 精加 工两道工 序 间的螺纹 累积误差 超差 ， 不仅效 率较低 ， 而且 投 资大 、 境 污 染严 重 ， 了 提 环 为
摘 要 ： 据滚珠 丝杠 新 的加 工工 艺所采 用的 Ｐ Ｂ 旋 风铣 刀的要 求 ， 计 改造 了一套 专用设 备 ， 根 ＣＮ 设 能 够有效 地解 决此铣 刀的加 工难 题 ， 并对不 同的 电参 数加 工 的 刀具进 行表 面分 析 ， 确定 了刀具 的加 工 工 艺 ； 通过 Ｐ Ｂ Ｃ Ｎ铣 刀 的切 削试 验 ， 刀片都 能达到使 用要 求 ， Ｃ Ｎ含 量为 ４ ％的刀 片相对 寿命 较 高。 ２种 但 Ｂ Ｏ
滚珠丝杠材料
滚珠丝杠材料
滚珠丝杠是一种常用的转动与直运动转换装置，广泛应用于机械设备中。
滚珠丝杠的材料选择是影响其性能和使用寿命的重要因素之一。
滚珠丝杠一般采用的材料有以下几种：
1. 铬钢：滚珠丝杠的内外滚道通常采用铬钢制造，这是因为铬钢具有高硬度、高强度和较好的磨损性能。
铬钢的硬度可以达到HRC60-65，滚珠与滚道之间的接触面可以保持良好的强度
和硬度，从而减少磨损，提高滚珠丝杠的使用寿命。
2. 不锈钢：对于一些特殊环境和特定的需求，滚珠丝杠还可采用不锈钢材料制造。
不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，适用于湿润、腐蚀性较强的环境中使用。
不锈钢滚珠丝杠对于某些行业，如食品加工、医疗设备等有着重要的应用价值。
3. 钛合金：钛合金是一种轻量、高强度、耐腐蚀的金属材料，适用于需要降低重量和提高耐腐蚀性能的场合。
钛合金滚珠丝杠丝杆可以减轻机械设备的重量，提高运行效率，同时能够在强酸、强碱等腐蚀环境中保持较好的稳定性，延长使用寿命。
4. 面硬化材料：为了进一步提高滚珠丝杠的使用寿命，滚道表面可以采用一些特殊的硬化材料进行处理，如渗碳淬火、高频淬火等技术。
这些表面硬化材料能够提高滚珠与滚道之间的硬度和耐磨性，减少磨损，从而延长滚珠丝杠的使用寿命。
综上所述，滚珠丝杠的材料选择需要根据实际的使用环境和要
求来确定，常用的材料包括铬钢、不锈钢、钛合金等。
为了提高滚珠丝杠的使用寿命，还可以采用一些特殊的硬化材料进行处理。
不同材料的滚珠丝杠在不同的应用场合中具有各自的优势，需要根据具体情况进行选择。
机械制造设计说明书
机械制造设计说明书一、引言机械制造是一门涵盖众多领域和技术的综合性学科，其设计过程需要综合考虑功能、性能、可靠性、安全性以及经济性等多方面因素。
本设计说明书旨在详细阐述一款机械产品的设计过程，包括设计目标、设计方案、结构设计、材料选择、制造工艺等方面的内容。
二、设计目标本次机械制造设计的目标是开发一款新型的自动化生产设备，用于提高某特定产品的生产效率和质量。
具体要求包括：1、设备能够实现连续、稳定的生产运行，生产节拍达到每小时____件。
2、保证产品的加工精度在±＿___毫米范围内。
3、具备较高的自动化程度，减少人工干预，降低劳动强度。
4、设备易于维护和保养，使用寿命不低于____年。
三、设计方案为了实现上述设计目标，经过多轮方案论证和比较，最终确定了以下设计方案：1、总体结构采用框架式结构，由机身、工作台、输送装置、加工单元等部分组成。
2、动力系统选用____电机，通过____传动方式将动力传递至各个执行机构。
3、控制系统采用基于____的自动化控制系统，实现设备的自动化运行和监控。
四、结构设计1、机身设计机身采用优质钢材焊接而成，具有足够的强度和刚度，以保证设备在运行过程中的稳定性。
同时，在机身内部设置了加强筋，进一步提高了机身的结构强度。
2、工作台设计工作台采用高精度平面导轨，确保工件在加工过程中的定位精度和运动平稳性。
工作台上设置了多个定位夹具，以适应不同规格产品的加工需求。
3、输送装置设计输送装置采用链条传动方式，链条上安装了特制的夹具，用于抓取和输送工件。
输送速度可根据生产需求进行调节，实现了工件的连续输送。
4、加工单元设计加工单元由刀具、主轴、进给机构等组成。
刀具选用高性能硬质合金刀具，主轴采用高精度滚珠丝杠驱动，进给精度达到____微米。
五、材料选择1、机身材料机身选用 Q235 钢材，具有良好的焊接性能和机械性能。
2、工作台材料工作台选用 HT250 铸铁，经过淬火处理后，表面硬度达到HRC____，具有良好的耐磨性和抗冲击性。
丝杠机械加工工艺设计说明书
第 1 章 零件的分析
1. 1.1 零件的作用
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。
1.2 零件的结构简介 1.2.1 丝杠的分类
2.3 制订工艺路线
材料 精度等级 工艺过程 9Mn2V 6级 工序内容 1.锻造 2.球化退火 3.车端面打中心孔 4.粗车外圆 5.高温时效 5.牢外圆打中心孔 7.半精车外圆 8.粗磨外圆 9.淬火(t=800℃)，中温回 火(t=260℃) 14.研磨两顶尖孔 11.粗磨外圆 12.粗磨出螺纹槽 13.人工时效(t=260℃) 双顶尖孔 双顶尖孔 外圆表面 双顶尖孔 双顶尖孔 外圆表面 双顶尖孔 定位基准
2.1 确定毛坯材料
丝杠材料的选择是保证丝杠质量的关键，一般要求是： (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。 (2) 抗拉极限强度一般不低于 588MPa。 (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。 (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。 丝杠的硬度越高越耐磨，但制造时不易磨削。 丝杠材料要有足够的强度， 以保证传递一定的动力；应具有良好的热处理工 艺性(淬透性好、热处理变形小、不易产生裂纹)，并能获得较高的硬度、良好的 耐磨性。丝杠螺母材料一般采用 GCrl5、CrWMn、9CrSi、9Mn2V，热处理硬度 为 60~62HRC。整体淬火在热处理和磨削过程中变形较大，工艺性差，应尽可能
滚珠丝杠的同轴度
滚珠丝杠的同轴度滚珠丝杠的同轴度是指滚珠丝杠在运动过程中转动轴和导轨轴之间的偏心度。
同轴度对于滚珠丝杠的性能和精度具有重要影响，因此是滚珠丝杠技术中一个重要的指标。
在滚珠丝杠系统中，同轴度是指螺母通过滚珠与螺杆齿距,轴杆轴承支撑度,轴杆尺寸，导轨的齿距等各个部件之间的位置精度。
同轴度的好坏直接影响了滚珠丝杠的运动平稳性和定位精度。
滚珠丝杠的同轴度包括径向同轴度和端面同轴度两个方面。
径向同轴度是指滚珠丝杠螺杆轴线和轴承座轴线之间的偏心度。
端面同轴度是指滚珠丝杠螺杆与导轨轴线之间的垂直度。
在滚珠丝杠的制造过程中，需要采取一系列的措施来提高滚珠丝杠的同轴度。
首先，需要使用优质的材料，并且在加工过程中严格控制尺寸偏差。
其次，需要使用高精度的加工设备和工艺来确保螺杆的几何形状和表面质量。
再次，需要使用精密的检测和校准设备来检验和调整滚珠丝杠的同轴度。
对于径向同轴度的控制，需要注意以下几个因素。
首先，需要保证滚珠丝杠的轴杆和支撑座之间的刚性和紧固度，以减小轴承的摆动。
其次，需要优化滚珠丝杠的导轨结构和导轨的加工工艺，以提高导轨的位置精度。
同时，在安装滚珠丝杠的过程中，需要保证轴杆和导轨之间的对中度，减小偏心度。
对于端面同轴度的控制，需要注意端面形状和表面质量。
滚珠丝杠的螺杆和导轨的端面应该保持平整和垂直，以确保垂直度的精度。
在加工过程中，需要采用合适的刀具和切削参数，保证端面的光洁度和平整度。
滚珠丝杠的同轴度对于滚珠丝杠的性能和精度具有重要影响。
同轴度越好，滚珠丝杠的运动平稳性越高，定位精度越高。
因此，在使用滚珠丝杠时，需要注意滚珠丝杠的同轴度指标，并在选择和安装滚珠丝杠时尽量选择同轴度高的产品。
除了滚珠丝杠的制造工艺和设备的进一步改进外，还需要在使用过程中定期检查和维护滚珠丝杠的同轴度。
定期检查可以通过测量滚珠丝杠的偏心度和调整螺杆、轴杆和导轨之间的紧固度来实现。
维护可以通过清洁滚珠丝杠的螺杆和导轨，保持其表面的光洁度和平整度，以及定期更换滚珠丝杠的润滑油来实现。
精车淬硬钢的特点及刀具的选择
精车淬硬钢的特点及刀具的选择一、淬硬钢加工特点淬火钢是指金属经过淬火后，组织为马氏体，硬度大于HRC50的钢。
它在难切削材料中占有相当的比重。
加工淬火钢的传统方法是磨削。
但为了提高加工效率，解决工件形状复杂而不能磨削和淬火后产生形状和位置误差的问题，往往就需要采用车削、铣削、镗削、钻削和铰削等切削加工方法。
淬火钢在切削时有以下特点：(1)硬度高、强度高，几乎没有塑性：这是淬火钢的主要切削特点。
当淬火钢的硬度达到HRC50～60时，其强度可达σb=2100～2600MPa，按照被加工材料加工性分级规定，淬火钢的硬度和强度均为9a级，属于最难切削的材料。
(2)切削力大、切削温度高：要从高硬度和高强度的工件上切下切屑，其单位切削力可达4500MPa。
为了改善切削条件，增大散热面积，刀具选择较小的主偏角和副偏角。
这时会引起振动，要求要有较好的工艺系统刚性。
(3)不易产生积屑瘤：淬火钢的硬度高、脆性大，切削时不易产生积屑瘤，被加工表面可以获得较低的表面粗糙度。
(4)刀刃易崩碎、磨损：由于淬火钢的脆性大，切削时切屑与刀刃接触短，切削力和切削热集中在刀具刃口附近，易使刀刃崩碎和磨损。
(5)导热系数低：一般淬火钢的导热系数为7.12W/(m•K)，约为45号钢的1/7。
材料的切削加工性等级是9a级，属于很难切削的材料。
由于淬火钢的导热系数低，切削热很难通过切屑带走，切削温度很高，加快了刀具磨损。
二、精车淬硬钢的刀具材料目前，可用于淬硬钢高速加工的刀具材料有硬质合金刀具、涂层硬质合金、陶瓷刀具、立方氮化硼刀具等。
（1）硬质合金刀具：硬质合金刀片的硬度在89-94HRA，相当于71-76HRC，对于HRC40以上的淬硬钢加工时硬质合金刀片容易烧刀造成磨损块且加工效率低，所以适合HRC45以下硬度工件的精车，相对来讲需低速车削(如果是单件偶尔性精车生产，也可用合适牌号的普通硬质合金刀具进行加工)。
（2）涂层硬质合金刀具：就是在硬质合金刀片的表面上涂覆耐磨的TiC或TiN、HfN、Al2O3等薄层，形成表面涂层硬质合金。
滚珠丝杠工作原理
滚珠丝杠工作原理滚珠丝杠是一种将转动运动转化为线性运动的装置。
它由一个螺纹滚珠和两个滚珠循环轨迹构成。
滚珠丝杠工作原理如下：1.结构组成：滚珠丝杠主要由丝杠、螺帽、滚珠和保持结构等几个部分组成。
丝杠是一个具有螺旋凸起的金属杆，其表面具有螺纹。
螺帽是一个容纳滚珠的零件，具有与丝杠螺纹相对应的内螺纹。
滚珠则为连接丝杠和螺帽的零件，其作用是在螺纹与滚珠之间传递力量。
保持结构是用来保持滚珠在循环轨迹中运动的零件。
2.工作原理：滚珠丝杠的工作原理基于两个基本概念：摩擦与滚动。
滚珠丝杠的丝杠上的螺纹是相互平行的圆周凸起线，而螺帽上的内螺纹是一系列的圆周凹槽。
当丝杠转动时，滚珠以一定的角速度在螺纹槽中滚动，从而实现线性运动。
具体来说，当丝杠向前转动时，滚珠被带动向前滚动，使螺帽在丝杠上产生线性位移。
相反，当丝杠向后转动时，滚珠在反向滚动，使螺帽在丝杠上逆向线性位移。
这种滚动过程中，滚珠与螺纹槽之间产生了滚动摩擦力，将转动动能转化为线性动能，从而实现力的传递和位置的变化。
3.优势与应用：滚珠丝杠相比于传统的螺旋丝杠具有许多优势。
首先，滚珠丝杠由于采用滚动摩擦，较传统的螺旋丝杠摩擦损失小，因此具有较高的效率。
其次，滚珠丝杠具有较高的刚性和精度，能够承受较大的负载，并且能够在高速和高精度的工况下工作。
此外，滚珠丝杠还具有较低的回程误差，能够保持较好的重复定位精度。
滚珠丝杠广泛应用于机床、自动化设备、航空航天、印刷机械、电子设备等领域。
例如，在机床上，滚珠丝杠可以用于控制工件台的进给和定位，提高加工精度和生产效率。
在自动化装置中，滚珠丝杠可用于机器人的运动控制，实现精确的定位和复杂的动作。
总之，滚珠丝杠通过将转动运动转化为线性运动，实现了力的传递和位置的变化。
其通过滚动摩擦方式，具有较高的效率、刚性和精度，广泛应用于各个领域，提高了生产效率和加工质量。
大型、重载、精密滚珠丝杠副设计及硬旋铣加工装备关键技术(续)
工 ，存在加工效率低 、成本高、污染大等缺陷 。高速切 削淬 硬钢时 ，要求 比切削率高 ，因此切削温度也很高 ， 导致 刀具容易发生塑性变形 。根据工件材料与 刀具材料
合理 匹配 的原则 ，高速硬切 削要 求刀具材料应有较高的
用于螺纹 硬旋铣 。大型螺 纹高速硬 铣削 不仅是高 速切 削，还是干式重载切 削，都需要通过理论分析和大量切 削试验进行切削机理和工艺基础的研究 。 丝杠的旋 风铣 削是一种 渐进式 切 向断续 切 削 ，现 代旋风铣削技术通过采用先进的刀片材料 、精密 刀具和 刀盘制造技 术可 以实现丝杠的精密硬铣削 ，采用Ｐ Ｎ ＣＢ
作为一 种先进 的机械 加工 方法 ，硬旋铣 必须解 决 从原材料到产 品性能的一系列性能评价与控制的基础性 问题 。主要研 究旋铣 前坯料 的性能调 控 、硬旋铣切 削 性 、硬加工 中细观力学行为评价 、组织性能演变以及对 产品的疲劳性能影响规律等 方面 的基础问题。
滚珠 丝杠 （０～６ ＨＲＣ）采用的 淬硬钢是典 型的 ６ ４ 高硬度 、高 强度 的结 构材料 ，采用旋 铣方 式进行精 加
大 载 精 滚 丝 副 计 型 重 密 珠 杠 设 及 硬 铣 工 备 键 术 （） 旋 加 装 关 技 续
南京理工大学 （ 江苏 ２０ ９ ） 冯虎田 １０ ４
四 大型螺纹高效、精密数控旋风铣削 加工装备关键技术
１大型螺纹绿色高效切 削机理 ．
围绕加 工机理 与特性研 究 ，拟 解决 的关键科 学 问 题 包括 ：大型精密螺纹绿 色高效硬旋铣切 屑形成和表面 形貌的形成机理、大 型螺纹高速硬铣削过程 动力学特性 与模型、大型螺纹高速硬铣 削工艺基础研究。高速旋风 硬铣削是解决这类螺纹 的高效加工的有效途径 ，但其切
滚珠丝杠钢珠尺寸明细【一览表】
用于滚珠丝杆的钢珠的材料国内的材料是GCR15跟440C的，硬度是HR58°-62°，进口钢珠的材料是SUJ2，硬度是60°UP，钢珠的大小是有要求的，具体的要根据丝杆的外径跟导程来决定的，比如说导程是05的丝杆用的是3.175径是20导程是10的丝杆用的是6.350，外径是25导程是10的丝杆用的3.969的钢珠，钢珠的公差国产的是2μ一档，进口的是2.5μ一档，也有1μ一档的，具体的要看生产厂家的标准。
常用的循环方式有两种：外循环和内循环。
滚珠在循环过程中有时与丝杠脱离接触的称为外循环；始终与丝杠保持接触的称为内循环。
滚珠每一个循环闭路称为列，每个滚珠循环闭路内所含导程数称为圈数。
内循环滚珠丝杠副的每个螺母有2列、3列、4列、5列等几种，每列只有一圈；外循环每列有1.5圈、2.5圈和3.5圈等几种。
1）外循环：外循环是滚珠在循环过程结束后通过螺母外表面的螺旋槽或插管返回丝杠螺母间重新进入循环。
外循环滚珠丝杠螺母副按滚珠循环时的返回方式主要有端盖式、插管式和螺旋槽式。
常用外循环方式端盖式；插管式；螺旋槽式。
端盖式，在螺母上加工一纵向孔，作为滚珠的回程通道，螺母两端的盖板上开有滚珠的回程口，滚珠由此进入回程管，形成循环。
插管式，它用弯管作为返回管道，这种结构工艺性好，但是由于管道突出螺母体外，径向尺寸较大。
螺旋槽式，它是在螺母外圆上铣出螺旋槽，槽的两端钻出通孔并与螺纹滚道相切，形成返回通道，这种结构比插管式结构径向尺寸小，但制造较复杂。
外循环滚珠丝杠外循环结构和制造工艺简单，使用广泛。
其缺点是滚道接缝处很难做得平滑，影响滚珠滚道的平稳性。
2）内循环：内循环均采用反向器实现滚珠循环，反向器有两种类型。
圆柱凸键反向器，它的圆柱部分嵌入螺母内，端部开有反向槽2。
反向槽靠圆柱外圆面及其上端的圆键1定位，以保证对准螺纹滚道方向。
扁圆镶块反向器，反向器为一般圆头平键镶块，镶块嵌入螺母的切槽中，其端部开有反向槽3，用镶块的外轮廓定位。
滚珠丝杠 生产工艺
滚珠丝杠生产工艺滚珠丝杠是一种常用于机械传动的装置，具有高效、精确和稳定的特点。
它在工业生产中广泛应用于各种机械设备，如数控机床、自动化生产线和机器人等。
本文将介绍滚珠丝杠的生产工艺，包括材料选择、加工工艺和质量控制等方面。
滚珠丝杠的生产过程始于材料的选择。
常见的滚珠丝杠材料有碳钢、合金钢和不锈钢等。
根据不同的应用需求，选择合适的材料可以提高滚珠丝杠的强度和耐磨性。
在材料选择的基础上，进行下一步的加工工艺。
滚珠丝杠的加工工艺主要包括车削、磨削和热处理等环节。
首先是车削工艺，通过车床将滚珠丝杠的外径和螺纹进行加工，确保其尺寸精度和表面质量。
接下来是磨削工艺，利用磨床对滚珠丝杠进行精密加工，提高其表面光洁度和尺寸精度。
最后是热处理工艺，通过控制加热和冷却过程，改善滚珠丝杠的组织结构和力学性能。
在滚珠丝杠的生产过程中，质量控制是非常重要的环节。
通过严格的质量控制措施，可以确保滚珠丝杠的性能和可靠性。
常见的质量控制手段包括尺寸检测、表面质量检验和力学性能测试等。
尺寸检测可以通过测量工具和设备进行，确保滚珠丝杠的尺寸符合要求。
表面质量检验可以通过目视检查和光学仪器进行，检测滚珠丝杠表面是否存在缺陷和磨损。
力学性能测试可以通过拉伸试验和硬度测试等方法进行，评估滚珠丝杠的强度和硬度等性能指标。
除了生产工艺，滚珠丝杠的应用也是非常广泛的。
它可以用于实现精确的位置控制和运动传递，广泛应用于各种机械设备中。
例如，在数控机床中，滚珠丝杠可以实现工件的精确定位和加工运动控制，提高加工精度和效率。
在自动化生产线中，滚珠丝杠可以用于输送和定位装置，实现自动化生产过程的高效运行。
在机器人领域，滚珠丝杠可以用于机械臂的运动控制，实现精确的姿态调整和工作空间扩展。
滚珠丝杠的生产工艺是一个复杂而关键的过程。
通过合理的材料选择、精密的加工工艺和严格的质量控制，可以生产出高质量的滚珠丝杠产品。
滚珠丝杠的广泛应用促进了机械传动技术的发展，推动了工业自动化和智能制造的进步。
丝杆工艺标准规范
“丝杆”零件的加工工艺规程目录一、零件的分析 (1)1.1零件的作用 (1)1.2零件的工艺分析 (1)二、工艺规程设计 (2)2.1确定毛坯的制造形式 (2)2.2基面的选择 (2)2.3制定工艺路线 (2)2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (4)2.5确定切削用量及基本工时 (5)参考文献 (7)一、零件的分析1.1零件的作用丝杆：由细长的金属棒制造，表面光洁度很高，是用来将旋转运动转化为直线运动；或将直线运动转化为旋转运动的执行元件，并具有传动效率高，定位准确等特点。
滑动丝杠螺母材料的选用原则可以基于温度条件，运行PV（压力-速度）值，抗磨寿命要求，使用环境，以及成本等因素，例如，可供选用的材料特性包括：从-50℃到+150℃的温度允许范围，高达60,000psi-fpm的可用PV值，可提供5千万英寸累计工作行程的反向间隙消除能力，免维护运行，以及可用于污染和恶劣环境等1.2零件的工艺分析图1-1 proe导出的丝杆零件图1、丝杆的分类机床丝杆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。
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。
滑动丝杠的牙型多为梯形。
这种牙型比三角形牙型具有效果高，传动性能好，精度高，加工方便等优点。
滚动丝杠可分为滚珠丝杠和滚珠丝杠两大类。
滚珠丝杠和滚珠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。
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。
其纹牙与规范梯形螺纹牙型相同。
但牙型高于同规格规范螺纹1.5-2倍，目的在于获得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，成本高。
2、丝杆的结构特点及技术要求丝杆是细而长的柔性轴，它的长径比往往很大，一般都在20-50左右，刚度很差。
加上其结构形状比较复杂，有要求很高的螺纹表面，又有阶梯及沟槽，因此，在加工过程中，很容易产生变形。
丝杆热处理
丝杠的热处理介绍一、工作条件以及材料与热处理要求1.条件: ≤级精度,受力不大,如各类机床传动丝杠要求: 45、45Mn2 一般丝杠可用正火,≥HB170;受力较大的丝杠,调质,HB250;方头,轴颈局部淬硬HRC422.条件: ≥7级精度,受力不大,轴颈方头等处均不需淬硬,如车床走刀丝杠要求: 45Mn易切削钢和45 热轧后σb=600-750N/mm^2,除应力后HB170-207, 金相组织:片状珠光体+铁素体3.条件: 7-8级精度,受力较大,如各类大型镗床、立车、龙门铣和刨床等的走刀和传动丝杠要求: 40Cr、42MnVB、(65Mn)调质HB220-250,σb≥850N/mm^2;方头、轴颈局部淬硬HRC42,金相组织：均匀索氏体4.条件: 8级精度,中等负荷,要求耐磨,如平面磨床,砂轮架升降丝杠与滚动螺线啮合要求: 40Cr、42MnVB 调质HB250,中频表淬HRC54,, 调质后基体组织:均匀索氏体+细状珠光体5.条件: ≥6级精度,要求具有一定耐磨性,尺寸稳定性,较高强度和较好的切削加工性,如丝杠车床,齿轮机床、坐标镗床等的丝杠要求: T10、T10A、T12、T12A球化退火,HB163-193,球化等级3-5级,网状碳化物≤3级,调质HB201-229,金相组织;细粒状珠光体6.条件: ≥6级精度,要求抗腐蚀、较高的抗疲劳性和尺寸稳定性.如样板镗床或其他特种机床精密丝杠.要求: 38CrMoAlA 调质HB280,渗氮HV850,调质后基体组织,均匀的索氏体,渗氮前表面应无脱碳层7.条件: ≥6级精度,要求耐耐磨、尺寸稳定,但负荷不大,如螺纹磨床、齿轮磨床等高精度传动丝杠(硬丝杠)要求: 9Mn2V(直径≤60mm)、CrWMn(直径＞60mm),球化退火后,球状珠光体1.5-4级,网状碳化物≤3级,硬度≤HB227,淬火硬度HRC56+0.5,金相组织,回火马氏体无残余奥氏体存在8.条件: ≥6级精度,受点负荷的,如螺纹或齿轮磨床、各类数控机床的滚珠丝杠要求: GCr15(直径≤70mm0)、GCr15SiMn(直径＞80mm)球化退火后,球状珠光体1.5-4级,网状碳化物≤3级,HRC60-62,金相组织;回火马氏体二、备注:1.丝杠的选材与处理;(1)丝杠的主要损坏形式,一般丝杠(≤7级精度)为弯曲及磨损;≥6级精度丝杠为磨损及精度丧失或螺距尺寸变化(2)丝杠材料应具有足够的力学性能,优良的加工性能,不易产生磨裂,能得到低的表面粗糙度和低的加工残余内应力,热处理后具有较高硬度,最少淬火变形和残余奥氏体常用于不要求整体热处理至高硬度的材料,有45、40Mn、40Cr、T10、T10A、T12A、T12等.淬硬丝杠材料, 有GCr15、9Mn2V、CrWMn、GCr15、SiMn、38CrMOAlA等(3)热处理:一般丝杠:正火(45钢)或退火(40Cr),除应力处理和低温时效,调质和轴颈、方头高频淬火与回火精密不淬硬丝杠: 除应力处理，低温时效,球化退火,调质球化,如遇原始组织不良等,还需先经900℃(T10、T10A)-950℃(T12、T12A)正火处理后再球化退火,或直接调质球化精密淬硬丝杠: 退火或高温正火后退火,除应力处理,淬火和低温时效2.考虑热加工工艺性,丝杠结构设计注意事项:(1)结构尽可能简单,避免各中沟槽、突变的台阶、锐角等,尤其是氮化丝杠更应避免一切棱角(2)丝杠一端应留空刀槽.凸起台阶或吊装螺钉孔,便于冷热加工中吊挂用(3)不应有较大的凸阶,以免除局部镦粗的锻造工序.3.滚珠丝杠副的材料与热处理:(1)材料选用;滚珠丝杠;L≤2m、Φ40-80mm变形小、耐磨性高的6-8级丝杠用CrWMn整体淬火。
滚珠丝杠加工工艺(一)
滚珠丝杠加工工艺(一)滚珠丝杠加工工艺详解简介•滚珠丝杠是一种常用于工业机械设备传动系统的重要零件•正确的加工工艺能够保证滚珠丝杠的性能和使用寿命加工前的准备工作1.材料选择2.设计滚珠丝杠的齿型和结构3.完善加工工艺流程加工工艺流程1.原材料切割–使用合适的设备进行切割，如锯床、电火花切割机等2.材料热处理–通过加热和冷却控制材料的组织结构和硬度3.材料粗加工–采用车床、镗床等设备对材料进行粗加工4.材料精加工–使用数控加工设备，如铣床、磨床等，对材料进行精细加工5.淬火处理–控制加热温度和冷却速度，提高滚珠丝杠的硬度和耐磨性6.表面处理–采用镀锌、硬质氮化等工艺，提高滚珠丝杠的防腐性和表面硬度7.装配测试–将滚珠、内外套等组装在一起，进行测试以确保加工质量加工注意事项•加工设备的选择要与滚珠丝杠的规格相适应，确保精度和质量•加工过程中要注意保护环境和员工的安全•加工前要对加工设备进行调试和维护，确保正常运行结语通过合理的滚珠丝杠加工工艺，可以获得高品质的滚珠丝杠产品。
在加工过程中，需要严格控制每个环节的质量，并保证操作员的专业技能和设备的正常运行。
只有如此，才能生产出性能优良、使用寿命长的滚珠丝杠，为工业机械设备的运行提供稳定的支持。
以上内容仅供参考，具体加工工艺仍需根据实际情况确定滚珠丝杠加工工艺详解（续）加工前的准备工作在进行滚珠丝杠的加工前，需要做以下准备工作：1.材料选择：根据滚珠丝杠的使用要求和环境条件，选择合适的材料，如铝合金、不锈钢等。
2.设计滚珠丝杠的齿型和结构：根据滚珠丝杠的使用需求，设计出适合的齿型和结构，以确保其传动效率和稳定性。
3.完善加工工艺流程：制定详细的加工流程，包括每个步骤的设备、工具、工序和工艺参数等，确保加工过程的顺利进行。
加工工艺流程下面是滚珠丝杠的加工工艺流程：1.原材料切割：根据滚珠丝杠的长度要求，使用合适的设备进行切割，如锯床、电火花切割机等。
2.材料热处理：通过加热和冷却控制材料的组织结构和硬度，以提高滚珠丝杠的强度和耐磨性。
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滚珠丝杠的加工工艺及加工滚珠丝杠的刀具材料
滚珠丝杠是工具机和精密机械上最常使用的传动元件，其主要作用是将旋
转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、
可逆性和高效率的特点。
由于具有小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种
机械精密机床和工业设备。
一、滚珠丝杠的特点及材料的选择
1、滚珠丝杠的特点：（1）摩擦损失小，传动效率高；（2）精度高；（3）轴向刚度高；（4）不能自锁、具有传动的可逆性。
2、滚珠丝杠材料的选择是保证滚珠丝杠质量的关键，一般要求是：
（1）好的加工性能，磨削时不容易产生裂纹，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；
（2）抗拉极限强度一般不低于588mpa；
（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。
常用的中
国牌号有40CrM0或GCr15等，热处理后的硬度一般在HRC60以上；
（4）材料硬度均匀，金相组织符合标准。
二、滚珠丝杠的机械加工工艺
滚珠丝杠一般属于批量生产，在要求质量，精度的同时需保证效率，但滚
珠丝杠的机械加工工艺为：锻造—退火—切削加工（粗车，半精车外圆、螺纹）—热处理—磨削加工（粗磨，半精磨，精磨外圆、螺纹）—检验。
中间有几次
失效处理。
滚珠丝杠经过热处理后的硬度一般在HRC60以上，常采用磨削方式加工外圆、螺纹来保证其尺寸要求和精度要求。
但磨削效率太低；再一个加工难题就
是断续车削去除滚珠丝杠两头螺纹，在硬车轴承座时余量大硬度高，需先退火
之后再进行加工，以上两种难题对机械制造商来说造成了效率低下。
随着切削技术的不断发展，人们研制出可“以车代磨”的刀具材料—立方
氮化硼刀具，传统的立方氮化硼刀具在粗车加工滚珠丝杠滚道时和滚珠丝杠之
间具有一定的压应力，并且立方氮化硼刀具的主副偏角均切削，造成刀具容易
崩口，碎裂。
直到华菱超硬研制出非金属粘合剂立方氮化硼刀具BN-S20牌号（如下图），使粗车滚珠丝杠刀具容易崩口，碎裂的问题得到解决。
华菱超硬研制的非金属粘合剂立方氮化硼刀具BN-S20牌号加工滚珠丝杠的优势：（1）硬度高，耐磨性和耐热性好；（2）抗冲击性强，避免了刀具崩口，
碎裂的问题；（3）高速切削效率高；（4）干式切削减少环境污染；（5）刀具寿命长，一般是传统立方氮化硼刀具的1.5-2倍。
下面就简单介绍一下华菱超硬立方氮化硼刀具BN-S20牌号加工滚珠丝杠案例。
三、华菱超硬立方氮化硼刀具BN-S20牌号加工滚珠丝杠的案例
（1）BN-S20牌号加工滚珠丝杠案例（如下图）：
加工零件：滚珠丝杠
加工材料：中国牌号42CrMo或GCr15；
硬度：HRC60-62;
加工工序：淬火后精车；
加工刀具：BN-S20 SNGN090404
BN-S20 CNGN120708（轧制丝杠专用）
切削参数：ap=4.5mm，Fr=0.1mm/r，Vc=90m/min。
加工方式：干式切削
加工效果：与陶瓷刀具相比（如下图）：在切削速度高于陶瓷刀具38%，
吃刀深度高于陶瓷刀具8倍的基础上，华菱超硬立方氮化硼刀具BN-S20牌号正常磨损，而陶瓷刀具最终碎裂。
（2）华菱超硬立方氮化硼刀具BN-S20牌号车削轧制滚珠丝杠轴承座两端案例：
加工零件：滚珠丝杠轴承座
硬度：HRC60以上
加工工序：粗车轴承座两端
刀具牌号：BN-S20 CNGN120708（如下图）
切削参数：ap=8mm，Fr=0.1mm/r，Vc=70-120m/min（根据机床刚性调整）。
加工方式：干式切削。
加工效果：刀具成本降低(每根滚珠丝杠的加工成本在0.5元左右)，并且
节约了退火工艺和加工时间。
延伸阅读：华菱提供如下难加工材料和高效率加工方面的刀具产品及解决
方案：
1，高硬度铸铁/铸钢的加工,如:高铬铸铁、白口铸铁、镍硬铸铁等高硬度
合金铸铁，高锰钢等耐热耐磨钢的粗加工和精加工【可拉荒粗车有夹砂、气孔
的铸件毛坯】
2，热处理后的高硬度工件加工,如:淬硬轴承钢、渗碳钢、氮化钢、工具钢、模具钢热后硬切削，可断续切削【刀片的韧性和耐磨性能优异；单边背吃刀量
ap可达7.5mm，可加工HRC45-HRC79之间的高硬度钢件】
3，其他难切削材料类：高温合金、粉末冶金，难熔合金及碳化钨，镍基，钴基合金的加工以及热喷涂喷焊件的硬面加工【可订做非标，来图来样加工】4，普通灰口铸铁、珠光体球墨铸铁的高速切削【刀具寿命是合金刀具寿命的10-20倍】。