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。
有机床方面的误差:机床母丝杆径向跳动及轴和窜动的影响,机床母丝杆有了径向跳动及轴向窜动,它们就会直接影响工艺系统运动链中工件与刀具的正确相对运动。其中以母丝杆的轴向窜动,影响很大。它相当于母丝杆本身的螺距作周期性的变化,它会直接给被加工精密丝杆螺距带来一项周期性的误差。
为了限制这项误差,在机床精度标准中规定:普通车床丝杆的轴向窜动量不得超过0.01MM;提的普通车床不得超过0.005MM;精密丝杆车床不得超过0.002MM。母丝杆的径向跳动,在性质上和轴向窜动一样,都是造成以母丝杆一整转为周期的周期性误差。所不同的只是径向跳动量并不直接影响母丝杆的实际螺距,而是通过母丝杆实际中径尺寸的变化以影响螺距的。
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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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