滚珠丝杠关键制造工艺优化及精度控制方法研究
发布时间：2021-03-28 00:01
滚珠丝杠副作为数控机床的关键零部件,是精密机械定位与传动的重要功能部件,具有定位精度高、传动效率高、使用寿命长等一系列优点,其制造水平的高低直接影响着数控机床的发展水平,因此提高滚珠丝杠副的制造水平具有重大而深远的意义。滚珠丝杠副的加工制作中,滚珠丝杠关键工序的加工技术制约着整个生产加工效率的提高和精度的提升。本文从滚珠丝杠的生产加工实际出发,对影响滚珠丝杠最终性能指标的淬火热处理及误差补偿技术两个重要方面进行了深入研究。本文主要研究工作如下:首先从滚珠丝杠的失效分析找出了存在的关键问题,对热处理工艺及设备进行了优化研究,然后根据典型的丝杠加工工艺,研究了螺距误差的产生和补偿技术,并对优化前后的工艺效果进行了对比分析。最后,将工艺优化后加工的产品与国内外同行业先进的产品进行了对比研究,考核了所提工艺方法的先进性。表面感应加热淬火热处理质量的高低直接影响丝杠滚道的耐磨性及滚珠丝杠副的疲劳寿命。本文基于大量数据分析传统感应加热淬火热处理工艺在滚珠丝杠的制造过程中存在的弊端及对产品质量的影响。提出从感应器的结构改进和工艺参数优化两个方面进行深入研究,摸索实验数据,实现工艺参数的精准控制。提高...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１滚珠丝杠副结构示意图??
第〗章绪论??滚珠循环的方式、轴向间隙调整的预紧方法等三个方面。其基本机构如图１－１所??７Ｊ＼?〇??滚珠螵母??图１－１滚珠丝杠副结构示意图??１．２．２滚珠丝杠加工工艺筒介??滚珠丝杠属于细长轴类零件，根据滚珠丝杠副安装母机的不同，结构特征也??不尽相同，但包含的主要结构要素，如图１－２所示，大致有螺纹部分、轴径、支??撑轴径、三角螺纹、卡槽、方头、内六方等，特征多，结构复杂。加工工序较多，??除了复杂的冷加工部分外，再加前期的预热处理，螺纹滚道部分淬火处理，中期??的时效处理等热处理工序，所以一件滚珠丝杠的制作大约需要２０多道工序才能??完成。就是近年来随着设备更新及工艺改革不断推进，现在的高效加工工艺仍然??需要１０多道工序才能完成滚珠丝杠的加工。可以说，滚珠丝杠的制造过程是一??个复杂的、细致的过程
图２－１钢的回火马氏体组织（Ｘ?５００）??按照相关滚珠丝杠淬硬层深度规范，滚珠丝杠表面感应淬火的有效淬硬层??（单面）为其所用钢球的半径加１ｍｍ，极限硬度值为５８ＨＲＣ，如图２－２所示。??图２－２螺纹滚道淬硬层??一直以来滚珠丝杠热处理感应加热淬火工序对淬硬层硬度、深度，硬度梯度??分布等方面没有做到精确控制，在切片检测中经常出现淬硬层浅、淬硬层梯度不??均匀等问题。滚珠丝杠在生产中，淬火质量差带来的问题会在后期加工螺纹过程??中陆续显露出来。比较常见的有以下两种情况：感应加热淬火（回火）后再进行??螺纹磨削时，经探伤检查往往会在滚道上出现轴向的或网状的裂纹，造成丝杠的??报废。在后期的滚珠丝杠疲劳寿命实验中丝杠出现主要失效形式就是接触疲劳磨??损［３２￥］，螺纹滚道因局部软点出现严重疲劳点蚀，预紧力迅速丧失，滚珠丝杠副??１２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]感应淬火技术的发展及其应用[J]. 陈讲彪,陈刚,于文坛,茆勇,陈灵通,童乐. 安徽冶金. 2018(03)
[2]基于激光干涉仪的螺距误差检测及补偿技术分析[J]. 张丹丹. 内燃机与配件. 2018(09)
[3]感应加热淬火对45钢销轴残余应力分布和疲劳性能的影响[J]. 尹瀛月,张建杰,孙文磊,陈锐博. 金属热处理. 2018(03)
[4]加载条件下滚珠丝杠副精度保持性试验研究[J]. 刘佳耀,尹曦,陶卫军,米继锋. 组合机床与自动化加工技术. 2017(05)
[5]“十三五”滚动功能部件行业规模化生产模式转变思考与对策[J]. 冯虎田. 金属加工(冷加工). 2015(05)
[6]滚动功能部件:发展中不能承受之轻——追本溯源话“滚动”[J]. 黄祖尧,谭弘颖. 制造技术与机床. 2013(04)
[7]滚动功能部件行业发展症结及突破对策[J]. 冯虎田. 金属加工(冷加工). 2013(05)
[8]滚动功能部件产业研究报告（三） 我国滚动功能部件“十二五”发展路线图与发展建议[J]. 金属加工(冷加工). 2011(22)
[9]滚动功能部件产业研究报告(二) 我国滚动功能部件发展现状、市场及政策环境分析[J]. 金属加工(冷加工). 2011(21)
[10]滚动功能部件产业研究报告(一) 国外滚动功能部件主流技术、市场及政策环境分析[J]. 金属加工(冷加工). 2011(20)
博士论文
[1]滚珠丝杠旋风硬铣削加工热变形误差及其控制技术研究[D]. 李彦凤.山东大学 2014
硕士论文
[1]我国数控机床行业的整体发展及国际竞争力分析[D]. 连昱.对外经济贸易大学 2016
本文编号：3104483
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１滚珠丝杠副结构示意图??
第〗章绪论??滚珠循环的方式、轴向间隙调整的预紧方法等三个方面。其基本机构如图１－１所??７Ｊ＼?〇??滚珠螵母??图１－１滚珠丝杠副结构示意图??１．２．２滚珠丝杠加工工艺筒介??滚珠丝杠属于细长轴类零件，根据滚珠丝杠副安装母机的不同，结构特征也??不尽相同，但包含的主要结构要素，如图１－２所示，大致有螺纹部分、轴径、支??撑轴径、三角螺纹、卡槽、方头、内六方等，特征多，结构复杂。加工工序较多，??除了复杂的冷加工部分外，再加前期的预热处理，螺纹滚道部分淬火处理，中期??的时效处理等热处理工序，所以一件滚珠丝杠的制作大约需要２０多道工序才能??完成。就是近年来随着设备更新及工艺改革不断推进，现在的高效加工工艺仍然??需要１０多道工序才能完成滚珠丝杠的加工。可以说，滚珠丝杠的制造过程是一??个复杂的、细致的过程
图２－１钢的回火马氏体组织（Ｘ?５００）??按照相关滚珠丝杠淬硬层深度规范，滚珠丝杠表面感应淬火的有效淬硬层??（单面）为其所用钢球的半径加１ｍｍ，极限硬度值为５８ＨＲＣ，如图２－２所示。??图２－２螺纹滚道淬硬层??一直以来滚珠丝杠热处理感应加热淬火工序对淬硬层硬度、深度，硬度梯度??分布等方面没有做到精确控制，在切片检测中经常出现淬硬层浅、淬硬层梯度不??均匀等问题。滚珠丝杠在生产中，淬火质量差带来的问题会在后期加工螺纹过程??中陆续显露出来。比较常见的有以下两种情况：感应加热淬火（回火）后再进行??螺纹磨削时，经探伤检查往往会在滚道上出现轴向的或网状的裂纹，造成丝杠的??报废。在后期的滚珠丝杠疲劳寿命实验中丝杠出现主要失效形式就是接触疲劳磨??损［３２￥］，螺纹滚道因局部软点出现严重疲劳点蚀，预紧力迅速丧失，滚珠丝杠副??１２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]感应淬火技术的发展及其应用[J]. 陈讲彪,陈刚,于文坛,茆勇,陈灵通,童乐. 安徽冶金. 2018(03)
[2]基于激光干涉仪的螺距误差检测及补偿技术分析[J]. 张丹丹. 内燃机与配件. 2018(09)
[3]感应加热淬火对45钢销轴残余应力分布和疲劳性能的影响[J]. 尹瀛月,张建杰,孙文磊,陈锐博. 金属热处理. 2018(03)
[4]加载条件下滚珠丝杠副精度保持性试验研究[J]. 刘佳耀,尹曦,陶卫军,米继锋. 组合机床与自动化加工技术. 2017(05)
[5]“十三五”滚动功能部件行业规模化生产模式转变思考与对策[J]. 冯虎田. 金属加工(冷加工). 2015(05)
[6]滚动功能部件:发展中不能承受之轻——追本溯源话“滚动”[J]. 黄祖尧,谭弘颖. 制造技术与机床. 2013(04)
[7]滚动功能部件行业发展症结及突破对策[J]. 冯虎田. 金属加工(冷加工). 2013(05)
[8]滚动功能部件产业研究报告（三） 我国滚动功能部件“十二五”发展路线图与发展建议[J]. 金属加工(冷加工). 2011(22)
[9]滚动功能部件产业研究报告(二) 我国滚动功能部件发展现状、市场及政策环境分析[J]. 金属加工(冷加工). 2011(21)
[10]滚动功能部件产业研究报告(一) 国外滚动功能部件主流技术、市场及政策环境分析[J]. 金属加工(冷加工). 2011(20)
博士论文
[1]滚珠丝杠旋风硬铣削加工热变形误差及其控制技术研究[D]. 李彦凤.山东大学 2014
硕士论文
[1]我国数控机床行业的整体发展及国际竞争力分析[D]. 连昱.对外经济贸易大学 2016
本文编号：3104483
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3104483.html
