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滚珠丝杆的工作条件以及材料与热处理要求分析

发布日期:2019-10-25 08:41:39浏览次数:81

滚珠丝杠的热处理服役条件和性能要求:

滚珠丝杠工作时常承受弯曲、扭转、疲劳、冲击,同时在滑动与转动部位承受摩擦作用。滚珠丝杆的损坏形式主要是磨损和疲劳。因此,其性能要求是整体必须具有较好的综合力学性能(即一定的强度与韧性配合)和高的尺寸稳定性,相关工作部位(滚道、轴径)要求具备高硬度、高强度和足够的耐磨性。

滚珠丝杆工作条件以及材料与热处理要求

1、条件:≤级精度,受力不大,如各类机床传动丝杠

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要求:45、45Mn2一般丝杠可用正火,≥HB170;受力较大的丝杠,调质,HB250;方头,轴颈局部淬硬HRC42

2、条件:≥7级精度,受力不大,轴颈方头等处均不需淬硬,如车床走刀丝杠

要求:45Mn易切削钢和45热轧后σb=600-750N/mm^2,除应力后HB170-207,金相组织:片状珠光体+铁素体

3、条件:7-8级精度,受力较大,如各类大型镗床、立车、龙门铣和刨床等的走刀和传动丝杠

要求:40Cr、42MnVB、(65Mn)调质HB220-250,σb≥850N/mm^2;方头、轴颈局部淬硬HRC42,金相组织:均匀索氏体

4、条件:8级精度,中等负荷,要求耐磨,如平面磨床,砂轮架升降丝杠与滚动螺线啮合

要求:40Cr、42MnVB调质HB250,中频表淬HRC54,,调质后基体组织:均匀索氏体+细状珠光体

5、条件:≥6级精度,要求具有一定耐磨性,尺寸稳定性,较高强度和较好的切削加工性,如丝杠车床,齿轮机床、坐标镗床等的丝杠

要求:T10、T10A、T12、T12A球化退火,HB163-193,球化等级3-5级,网状碳化物≤3级,调质HB201-229,金相组织;细粒状珠光体

6、条件:≥6级精度,要求抗腐蚀、较高的抗疲劳性和尺寸稳定性.如样板镗床或其他特种机床精密丝杠.

要求:38CrMoAlA调质HB280,渗氮HV850,调质后基体组织,均匀的索氏体,渗氮前表面应无脱碳层

7、条件:≥6级精度,要求耐耐磨、尺寸稳定,但负荷不大,如螺纹磨床、齿轮磨床等高精度传动丝杠(硬丝杠)

要求:9Mn2V(直径≤60mm)、CrWMn(直径>60mm),球化退火后,球状珠光体1.5-4级,网状碳化物≤3级,硬度≤HB227,淬火硬度HRC56+0.5,金相组织,回火马氏体无残余奥氏体存在

8、条件:≥6级精度,受点负荷的,如螺纹或齿轮磨床、各类数控机床的滚珠丝杠

要求:GCr15(直径≤70mm0)、GCr15SiMn(直径>80mm)球化退火后,球状珠光体1.5-4级,网状碳化物≤3级,HRC60-62,金相组织;回火马氏体

1、丝杠的选材与处理;

(1)丝杠的主要损坏形式,一般丝杠(≤7级精度)为弯曲及磨损;≥6级精度丝杠为磨损及精度丧失或螺距尺寸变化

(2)丝杠材料应具有足够的力学性能,优良的加工性能,不易产生磨裂,能得到低的表面粗糙度和低的加工残余内应力,热处理后具有较高硬度,最少淬火变形和残余奥氏体常用于不要求整体热处理至高硬度的材料,有45、40Mn、40Cr、T10、T10A、T12A、T12等.淬硬丝杠材料,有GCr15、9Mn2V、CrWMn、GCr15、SiMn、38CrMOAlA等

(3)热处理:

一般丝杠:正火(45钢)或退火(40Cr),除应力处理和低温时效,调质和轴颈、方头高频淬火与回火精密不淬硬丝杠:除应力处理低温时效,球化退火,调质球化,如遇原始组织不良等,还需先经900℃(T10、T10A)-950℃(T12、T12A)正火处理后再球化退火,或直接调质球化精密淬硬丝杠:退火或高温正火后退火,除应力处理,淬火和低温时效

2、考虑热加工工艺性,丝杠结构设计注意事项:

(1)结构尽可能简单,避免各中沟槽、突变的台阶、锐角等,尤其是氮化丝杠更应避免一切棱角

(2)丝杠一端应留空刀槽.凸起台阶或吊装螺钉孔,便于冷热加工中吊挂用

(3)不应有较大的凸阶,以免除局部镦粗的锻造工序。

3、滚珠丝杠副的材料与热处理:

(1)材料选用;滚珠丝杠;L≤2m、Φ40-80mm变形小、耐磨性高的6-8级丝杠用CrWMn整体淬火。

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