根据使用要求,丝杆材料选择应注意以下几个方面:
1、丝杆材料要有足够的强度。普通丝杆的抗拉强度应不低于60公斤力/平方毫米,以保证传递一定的动力。
2、丝杆材料的金相组织,要有较高和稳定性。这是保证丝杆加工精度,预防弯曲变形的关键。
3、丝杆材料要有良好的耐磨性。这是保证丝杆使用寿命的重要条件。
4、丝杆材料要有良好的加工性,适当的硬度与韧性,以保证切削过程中不会因粘刀或啃刀而影响加工精度与表面光洁度。
满足以上各条件的不淬火丝杆材料有:45#钢,易切削钢,T10(T10A)或T12(T12A)等碳素工具钢。其中,45#钢为普通丝杆的常用材料,T10(T10A),T12(T12A)等为精密丝杆的常用材料。
金相组织对丝杆内应力和变形的影响很大,金相组织不同,其比容也就不一样,如果在加工过程中,金相组织发生变化,比容也随之发生变化,这就会引起内应力和变形。所以,为了更有效的防止工件变形,精密丝杆就选用T10(T12)这类金相组织稳定性比较好的材料。
在降速传动中,离母丝杆较远的高速齿轮,其周期性转角误差对工件螺距的影响比较小;离母丝杆近的低速齿轮,其周期性转角误差对工件螺距的影响比较大;为了保证精度,精密丝杆在车床的后一对齿轮副,不仅速比要取得小,同时,其精度比较高。
保证工艺系统运动链的传动精度,首先是要缩短其动链。目前,的丝杆在车床,其变速箱都安置在机外,主轴和精密双头/单头丝杠内联系的传动挂轮,也由四只减少三只、二只,甚至还有用主轴和精密双头/单头丝杆直接连在一起的,提高传动精度是要提高运动链中各传动元件的制造及安装精度,对于精密螺纹加工机床讲,主轴到精密双头/单头丝杆之间的传动齿轮,要求保证在6级精度以上。
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随着滚造精密技术的发展,在精密机床及数控机床的进给机构中,采用滚造精密丝杆有更多的优点。例如S7450精密丝杆磨床工作台纵向进给运动和yks3非原数控插齿机工作台的横向进给运动,都采用了滚造静压精密丝杠副机构。这种机构的螺纹牙形和标准体型螺纹牙形相同;但为了提高其承载和封油的能力,牙形高度要比同规格标准螺纹牙形高1.5~2倍。
精密滚造静压丝杆的制造工艺较复杂,装配调整麻烦,还需要一套完整的液压系统。因此,目前这类丝杆还只用在直径较大的精密丝杆结构上。丝杆有淬火及不淬火两类。每类丝杆加工的工艺路线,又会因其精度高低,批量大小的不同而异。一般讲,7级以上的丝杆属于精密丝杆,7级以下的丝杆属于普通丝杆。机床中不淬火丝杆使用比较普遍。
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