淬硬长丝杠的磨削工艺分析拖拉机

淬硬长丝杠的磨削工艺分析

淬硬长丝杠的磨削工艺分析 2011年12月03日 来源： 1 问题的提出在非标设备和夹具中，长丝杠得以广泛应用，为了提高丝杠的使用寿命，广泛采用淬硬丝杠，这种丝杠以磨为主，精度靠螺纹磨床磨削来保证。在螺纹磨床上加工螺纹，是目前螺纹加工中获取高精度、低表面粗糙度最常用的切削方法，随着高精度淬硬螺纹零件的广泛应用，磨削加工螺纹的优越性得到充分体现。在现实生产中，为了获得较高精度和表面质量的丝杠，有必要对其磨削工艺进行深入探讨。现以生产实践中碰到的丝杠为例进行详尽分析。2 丝杠材料的选择及热处理丝杠材料直接影响加工工艺及热处理后工件的机械性能。因此高精度长丝杠的制造中一个很重要的问题就是合理选择材料，通常可从合金工具钢、合金结构钢、碳素工具钢中选择。根据图l所示零件的技术要求，综合热处理工艺性和机加工工艺性，选择65Mn，此材料可获得较高硬度55～60HRC，丝杠具备高强度、高耐磨性。65Mn材料的丝杠采用的热处理工艺为淬火、回火、冰冷处理、回火。丝杠在粗磨(粗车)后须进行高温时效，半精磨(精车)后应采取低温时效，以消除机加工过程中产生的应力，提高丝杠的稳定性。丝杠在热处理过程中应注意避免产生弯曲变形，尽量不采用校直工序，必要时也只能采用热校直。因为在常温下校直的丝杠，虽然短时间内看起来已校直，但第2天或者一经磨削加工又会产生弯曲变形。3 磨前工艺准备3.1 基准的控制丝杠的工艺基准是两端的中心孔，中心孔一般应采用B型中心孔，它可以防止端面碰伤而影响中心孔的精度，同时中心孔的硬度应达到6O～65HRC，中心孔的精度是保证丝杠精度的关键，在粗磨、精磨工序前即淬火、时效后必须安排中心孔修研工序。中心孔与顶尖的接触面积在粗磨时要求为75% ，精磨时要求达到80%以上。这里选用的修研方法是在机床上用六棱硬质合金顶尖刮研，它的刃带有微量切削作用和挤光作用，能修正中心孔的几何形状误差，且效率高，工具寿命长，粗糙度可达Ra0.8µm。研磨时对丝杠的轴向压力不可过大，以免丝杠变形。3.2 机床的调整除了按说明书进行机床的正确调整，精确选用及正确搭配挂轮、进行机床润滑外，应把机床前后顶尖重新修磨，提高60°锥面的直线性、角度的正确性和表面粗糙度，并严格控制其径向跳动，从而保证机床前后顶尖与丝杠中心孔之间的良好接触率，以达到提高丝杠磨削精度的目的。3.3 砂轮的选择磨削淬硬钢丝杠时，一般以用白刚玉磨料、陶瓷结合剂的砂轮为宜。因为它硬而脆，在磨削过程中不易磨钝，磨钝后的磨粒也容易破碎形成新的锋利刃口，有良好的切削性；它的发热量小，磨削力小，可减少丝杠变形及产生烧伤、裂纹等现象；砂轮外形的精度保持的时间较长。为了获得较低的粗糙度值，可选细粒度、硬度低一些的砂轮。4 磨削方法及磨削用量的选择4.1 磨削方法精密丝杠的磨削有顺磨和逆磨2种。顺磨有利于冷却液的充分浇注，可减少磨削区域丝杠的热变形，缺点是切削性能差；逆磨不利于冷却液的充分浇注，丝杠易变形，但切削性能佳。通过工艺试验发现，应避免从头架开始的逆磨方法，因为此方法由于热变形会导致丝杠向尾架方向伸长，造成螺纹牙形右侧加大磨削用量，而左侧却逐渐减小，不仅难以达到磨削精度，而且容易产生单面烧焦和磨削裂纹。因此采用从头架开始的顺磨方法，不仅冷却性能好，丝杠不易产生热变形，而且砂轮进给方向使丝杠受拉应力，能有效地减少丝杠的径向跳动和振动，有利于获得较高的精度和粗糙度。4.2 磨削用量的选择正确地选择磨削用量可以提高丝杠的精度和提高表面质量，减少波纹、烧伤等表面缺陷。磨削用量的选择应充分考虑工件的材料和热处理硬度、表面粗糙度、使用砂轮的粒度和硬度、粗精磨等因素。螺纹磨削中常用砂轮的线速度通常为30～35m/s，螺距小、精度高时可选用较高的线速度。因本丝杠的硬度高，砂轮速度应适当降低。粗磨时，为提高生产率，可用较大的工件转速和切削深度，精磨时，为了获得高精度和表面质量，应采用较小的工件转速和切削深度。工件转速可选1～10r/min，切削深度可选0.01～O.03mm。5 结论综上所述，制造高精度的淬硬长丝杠，关键取决于材料的合理选择，制造过程中冷热工序的合理编排以保持其尺寸的稳定性，磨削过程中有关因素的选择和控制。通过生产实践证明，按以上磨削工艺进行生产的产品是符合设计要求的，质量是稳定的。(end)

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