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华菱超硬刀具改进研磨滚珠丝杠和冷轧丝杠车削加工工艺

2013年10月10日 09:54中国机床商务网作者:郑州华菱超硬材料有限公司 杨帅点击:5857

  【中国机床商务网】导读:滚珠丝杠从工艺角度认为冷轧滚珠丝杠和磨削滚珠丝杠两大类,滚珠丝杆以车代磨工艺不但适合轧制丝杆端部轴承座的加工,也适合部分精度磨制丝杠的有以车代磨工艺。对于冷轧丝杆,此工艺解决了退火后再车制轴端轧制丝杠轴承座的传统办法;对于磨制丝杠,淬火后直接车制滚珠丝杠螺纹,不但效率高,而且在现有加工设备不满足的情况下,亦能满足部分精度级别滚珠丝杠的螺纹加工精度。
  
  众所周知,早期,硬切削(以车代磨)加工工艺一般是指对淬火钢硬料的精加工,对于滚珠丝杠轴承座来讲,其淬火后加工余量大,因为没有可大余量切削淬硬料的刀具而一直采用退火后再加工的办法,滚珠丝杠退火后加工不但效率低,而且带来热处理变形及开裂等诸多问题。
  
  随着切削技术的进步,华菱超硬非金属粘合剂HLCBN刀具BN-S20牌号的出现,为大余量硬车削(粗车淬硬滚珠丝杠滚道和大余量车制冷轧滚珠丝杠轴承位)奠定了基础,此牌号不同于普通PCBN刀具,它采用纯陶瓷作为结合剂的CBN烧结体,经过高温高压合成,具有更好的抗冲击性能;且采用纳米级超细晶粒,其耐磨性能更优异,在加工淬硬冷轧滚珠丝杠两端轴承座安装位置时,寿命是普通CBN刀片的4倍以上,由于抗冲击韧性好,单边吃刀量可以达到7.5mm,也适合淬硬滚珠丝杠螺纹的断续加工,目前华菱超硬已经推出旋风铣刀,也取得很好的效果。
  
  磨制滚珠丝杠以车代磨硬车工艺
  
  滚珠丝杆以车代磨硬车螺纹工艺难点,滚珠丝杠Gcr15淬火后硬度一般在HRC62左右;滚珠丝杠以车代磨工艺是指对淬火后的丝杆直接车制螺纹:以φ60直径滚珠丝杠为例,其淬火后硬车螺纹加工工艺为:
  
  60圆钢淬火----粗车螺纹(0.5mm吃刀制螺纹,主副偏角都吃刀)---精车(0.2mm吃刀深,根据直径和变形酌情增减)。
  
  滚珠丝杆以车代磨切削参数:普车转速80—120(线速度约25m/min);数控车转速560转(线速度约100m/min);车床6130---15刀方或20刀方;中置45度车刀;总共切掉10mm左右的90度槽---然后精磨滚珠丝杠螺纹圆弧/采用CBN刀具精车或硬旋铣滚珠丝杠---用可修磨的CBN尖刀车螺纹根部油槽底。
  
  BN-S20牌号CBN刀具精加工滚珠丝杆滚道后,粗糙度高出采用旋风铣加工滚珠丝杠的光洁度。
  
  此工艺难点:
  
  由于GCr15滚珠丝杠粗车淬硬滚道时CBN刀具和滚珠丝杠之间具有很大的压应力,且CBN刀具主副偏角均切削,造成刀具容易崩口,碎裂,导致滚珠丝杠行业用户对CBN刀具持怀疑态度居多。
  
  冷轧滚珠丝杠两端轴承座的硬车加工工艺
  
  此工艺是指对HRC60以上冷轧滚珠丝杠两端轴承座的硬车加工,加工难点是丝杠淬火后硬度高且加工余量大,且需要去除丝杠两端的螺纹造成断续车削,对CBN刀具的抗冲击性能提出很大的挑战。华菱超硬特推出韧性优异的CBN刀具材质BN-S20牌号:采用非金属粘合剂CBN材质,刀具寿命更长,韧性更好,可粗车加工淬硬钢。
  
  BN-S20牌号超硬刀具车削冷轧滚珠丝杠的切削参数
  
  吃刀深度:刀具吃刀深度可达8mm,粗加工时争取一刀加工完大部分余量,去除淬硬层。
  
  线速度:90--150m/min。
  
  走刀量:0.1-0.15mm/r;具体视机床刚性调整。
  
  BN-S20牌号超硬刀具特点
  
  华菱超硬刀具BN-S20牌号,为非金属基PCBN刀具,因热导率高,刀具寿命更长;同时具有优异的抗冲击韧性,避免了常见的PCBN刀具加工滚珠丝杠时崩刀、碎裂。适用于普车和数控车床,也可用于旋风铣中。
  
  BN-S20牌号CBN刀片寿命与普通金属粘合剂的PCBN刀具相比,因非金属HLCBN超硬刀具的热导率和抗冲击韧性更优异,车制滚珠丝杆淬硬滚道螺纹时,寿命一般是常用金属基结合剂CBN刀具的1.5—2倍,且此牌号PCBN刀具最明显的特点是粗车使用时不崩刀、不碎裂;精车可达到以车代磨要求。
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