根據使用要求,絲桿材料選擇應注意以下幾個方面:
1、絲桿材料要有足夠的強度。普通絲桿的抗拉強度應不低于60公斤力/平方毫米,以保證傳遞一定的動力。
2、絲桿材料的金相組織,要有較高和穩定性。這是保證絲桿加工精度,預防彎曲變形的關鍵。
3、絲桿材料要有良好的耐磨性。這是保證絲桿使用壽命的重要條件。
4、絲桿材料要有良好的加工性,適當的硬度與韌性,以保證切削過程中不會因粘刀或啃刀而影響加工精度與表面光潔度。
滿足以上各條件的不淬火絲桿材料有:45#鋼,易切削鋼,T10(T10A)或T12(T12A)等碳素工具鋼。其中,45#鋼為普通絲桿的常用材料,T10(T10A),T12(T12A)等為精密絲桿的常用材料。
金相組織對絲桿內應力和變形的影響很大,金相組織不同,其比容也就不一樣,如果在加工過程中,金相組織發生變化,比容也隨之發生變化,這就會引起內應力和變形。所以,為了更有效的防止工件變形,精密絲桿就選用T10(T12)這類金相組織穩定性比較好的材料。
精密級及普通級兩類絲桿由于材料的不同,其毛坯的熱處理方式也就不同。毛坯熱處理是預備性熱處理,它要求:1、能消除毛坯制造帶來的內應力;2、能控制硬度以適應機械加工的切削性能。在機械加工中,切削硬度一般應在HV150-250(HB140-248)范圍內。若硬度過高,會加劇刀具磨損;硬度太低,切屑不易斷開,會造成所謂粘刀現象。
通常含碳量0.25-0.5%的中碳鋼,宜用正火;含碳量在0.5-0.8%的亞共析鋼及共析鋼,宜用退火;而對于含碳量在0.8-1.2%的過共析鋼,由于其原始組織中常有粗片珠光體及網狀滲碳體存在,硬度較高,故對這類材料的預備性熱處理 ,就要采用一道球化退火的熱處理工序。
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精密絲桿粗、精車螺紋的工序,該工藝粗車螺紋有兩次,為了防止熱處理變形對螺紋牙形的影響,其粗車螺紋的牙形規定為矩形。為了避免彎曲變形對加工精度的影響,在各次車螺紋工序以前,都要安排一道重打中心孔的工序;此外在后精車螺紋以后,對高精密絲桿講,常常還有一道螺紋的研磨工序。
在單件小批生產中,精密絲桿加工的生產率往往很低,其原因主要有兩個方面:一方面是多次冷校直和時效吹工序對生產周期的影響;另一方面是螺紋車削加工的工時較長。因此在批量增大時,就應在這兩方面采取措施以提高生產率。當絲桿零件生產批量增大時,不僅零件毛坯材料,選用已切削冷拉材料,而且在絲桿校直方面也有采用熱校直代替冷校直的趨向。
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