一种精密滚珠丝杠制造方法技术

一种精密滚珠丝杠制造方法，涉及机械技术领域中的传动技术，采用３８ＣｒＭｏＡｌ为材料，经下料、校直、车外圆、调质、修研中心孔、磨外圆、螺纹磨削丝杠螺纹、铣键槽或方身、钳工工艺、去应力、研中心孔、辉光离子氮化、脉冲电化学复合光整加工、倒两端不完整牙１／４圈、螺纹磨削倒角螺纹及顶端４５°处理步骤。本发明专利技术能提供一种高硬度、高耐磨、低粗糙度、低噪音、长疲劳寿命的精密滚珠丝杠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械
中的传动技术，特别是一种制造精密滚珠丝杠的技术领 域。
技术介绍
滚珠丝杠副由滚珠丝杠、滚轴螺母和滚珠组成，是一种可将旋转运动转变为直线 运动，或者将直线运动转变为旋转运动的部件。滚珠丝杠副具有传动效率高、工作寿命长、 运动平稳、同步无爬行、无反向侧隙、摩擦特性优良、对环境适应性强等优点，是各类数控机 床以及机电产品的关键传动副和定位元件，已广泛应用于各个传动领域，是国家列为重点 振兴的“特定基础件产品”。目前国内制造滚珠丝杠的厂家，工艺路线多少都有些差别，产品质量也存在不少 问题。一般的制造工艺步骤为下料(材料绝大多数为GCrl5)、校直、车外圆、中频淬火、回 火、修研中心孔、磨外圆、螺纹磨磨削丝杠螺纹、铣键槽或方身、钳工工艺、去应力、半精密螺 纹磨磨削丝杠螺纹、再去应力、研磨中心孔、精密外圆磨、精密螺纹磨磨削丝杠螺纹、倒两端 不完整牙1/4圈、螺纹磨削倒角螺纹及顶端45°处理。以上工艺技术的缺陷1、中频淬火后，丝杠易弯曲，热处理变形较大；且回火时间短，易造成丝杠硬度不 均勻，应力不易去除，去应力处理时间长，易留残余应力；2、磨削螺纹时，因为螺纹硬度高、磨削量大，造成磨削时间长、消耗材料多，易产生 弯曲变形，同时由于磨削量大，温度高，易产生磨削裂纹和烧伤，造成产品报废；3、精密磨削的螺纹滚道，因为机床本身的精度和加工调试水平，容易产生滚道波 纹，表面质量差；4、丝杠硬度低(一般为HRC60左右)、耐磨性差、疲劳寿命短、噪音水平高(一般 74db左右)；5、由于磨削后表面较粗糙，丝杠粗装配后要进行长时间跑和；6、工序繁杂、加工周期长；7、由于磨削工作量大，磨削时产生大量油雾，对环境造成污染，对工人健康造成损害。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高硬度、高耐磨、低粗糙度、低噪音、长疲劳寿命的精密 滚珠丝杠制造方法。本专利技术采用38CrMoAl为材料，包括下料、校直、车外圆、调质、修研中心孔、磨外 圆、螺纹磨磨削丝杠螺纹、铣键槽或方身、钳工工艺、去应力、研中心孔、辉光离子氮化、脉冲 电化学复合光整加工、倒两端不完整牙1/4圈、螺纹磨削倒角螺纹及顶端45°处理步骤。本专利技术以现有的下料、校直、车外圆、热处理、修研中心孔、磨外圆、铣键槽或方身、螺纹粗磨、倒两端不完整牙1/4圈、螺纹磨削倒角螺纹及顶端45°处理工艺步骤为基础，选 用38CrMoAl为丝杠材料，在粗磨螺纹达到精度要求后对丝杠整体进行辉光离子氮化处理， 辉光离子氮化后的丝杠不再进行去应力、半精磨、精磨工艺，而是应用脉冲电化学复合光整 技术进行光整加工。本专利技术的优点体现在1、使用38CrMoAl，有利于辉光离子氮化的进行；2、丝杠调质、粗磨后进行辉光离子氮化，可使丝杠硬度达到HRC70，远超过一般丝 杠的硬度，从而使丝杠的耐磨性大大增加，并且控制好辉光离子氮化的工艺参数，可使丝杠 不改变精度，也不需要再进行去应力处理；3、采用脉冲电化学复合光整技术对丝杠进行光整加工，可使丝杠表面粗糙度粗磨 后一步降低至RaO. 1 u m以下，最低可达到RaO. 02 u m,从而加工出超光滑的表面；4、由于丝杠硬度高、表面粗糙度低，可使丝杠的疲劳寿命较普通丝杠增加3-5倍， 使用噪声降低6-8分贝；5、丝杠粗磨、渗氮(硬度达HRC70)后直接进行光整，不需进行精磨、研磨和抛光， 大幅度节省了机械加工的时间，使生产效率大大提高；6、脉冲电化学复合光整加工的效率与丝杠表面硬度无关，对于HRC70硬度的表面 也能很快完成光整加工；7、光整加工过程中不产生磨削力和磨削热，不产生附加应力，丝杠的精度高，表面 也不产生磨削烧伤和裂纹；8、光整后的丝杠调整装配后可直接提供给用户，不需要进行长时间跑和，生产周 期大大缩短；9、由于减少了半精磨、精磨的工序，车间里由于磨削加工所生产的油雾大幅减少， 对环境的污染也大幅减少，是一种绿色制造方法。另，所述脉冲电化学复合光整加工时脉冲频率为4-7KHZ ；脉冲电流峰值为 150-300A ；工作比为20-40% ；工具压力为8-15N。所述辉光离子氮化处理时，将清洗过的丝杠装炉，在阴极底盘上沿圆周按内、中、 外三层均勻摆放丝杠，然后经抽真空、打弧、升温、保温，待温度降到200°C时，充气开炉，取 出加工的工件。所述抽真空时，在25min内使炉内压力低于50Pa。所述打弧时，将电源脉宽调为15-20 ii s，电源的接通率约为18%，电压由点燃电 压渐增至800-850V，炉内压力为40-120Pa，打弧时间在1. 5h以内，打弧结束后，控制温度达 100 士 2°C。所述升温是打弧结束后，脉冲电源的脉宽渐调至90 ys，电源的接通率约为 75%，逐渐增大电压和电流加热，加热速度小于3°C /min，28(TC开始通NH3，控制NH3的流量 为 0. 35L/min。所述保温是当温度升到500-520°C后，以0. 7-1. 2L/min的流量通入NH3，保温3h， 保温气压约600Pa。附图说明图1为本专利技术采用的脉冲电化学复合光整技术中所使用脉冲电流波形图。 具体实施例方式以下结合实例对本专利技术做进一步说明选用38CrMoAl为丝杠材料，基于脉冲电化学复合光整技术的精密滚珠丝杠的制 造工艺步骤为下料、校直、车外圆、调质、修研中心孔、磨外圆、螺纹磨磨削丝杠螺纹、铣键槽或方 身、钳工工艺、去应力、研中心孔、辉光离子氮化、脉冲电化学复合光整加工、倒两端不完整 牙1/4圈、螺纹磨削倒角螺纹，最后进行顶端45°处理。其中，脉冲电化学复合光整技术在本专利技术工艺中的应用是本专利技术所独有的，具体 工艺参数如下1、所使用脉冲电流波形如图1 :2、脉冲频率为4-7KHz ；3、脉冲电流峰值为150-300A ；4、工作比为 20-40% ；5、工具压力为8_1別。另，辉光离子氮化处理的具体工艺过程将清洗过的丝杠装炉，在阴极底盘上沿圆周按内、中、外三层均勻摆放50根左右 丝杠，随炉装试样4块。具体工艺过程及参数如下1、抽真空25min内使炉内压力低于50Pa。2、打弧将电源脉宽调为15-20 ii s，电源的接通率约为18%，电压由点燃电压渐增 至800-850V，炉内压力为40-120Pa，打弧时间在1. 5h以内，打弧结束后，温度达100°C左右。3、升温打弧结束后，脉冲电源的脉宽渐调至90 ii s，电源的接通率约为75%， 逐渐增大电压和电流加热，加热速度小于3°C /min, 280°C开始通NH3，控制NH3的流量为 0.35L/min。4、保温当温度升到500-520°C后，以0. 7-1. 2L/min的流量通入NH3，保温3h，保温 气压约600Pa，5、停机，冷却3h，待温度降到200°C时，充气开炉，取出加工的工件。权利要求，其特征在于采用38CrMoAl为材料，包括下料、校直、车外圆、调质、修研中心孔、磨外圆、螺纹磨磨削丝杠螺纹、铣键槽或方身、钳工工艺、去应力、研中心孔、辉光离子氮化、脉冲电化学复合光整加工、倒两端不完整牙1/4圈、螺纹磨削倒角螺纹及顶端45°处理步骤。2.根据权利要求1所述精密滚珠丝杠制造方法，其特征在于所述脉冲电化学复合光 整加工时脉冲频率为4-7KHz ；脉冲电流峰值为150-300A 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精密滚珠丝杠制造方法，其特征在于采用３８ＣｒＭｏＡｌ为材料，包括下料、校直、车外圆、调质、修研中心孔、磨外圆、螺纹磨磨削丝杠螺纹、铣键槽或方身、钳工工艺、去应力、研中心孔、辉光离子氮化、脉冲电化学复合光整加工、倒两端不完整牙１／４圈、螺纹磨削倒角螺纹及顶端４５°处理步骤。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：左健民，王辉，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]