滚珠丝杠(滚珠丝杆)加工-硬车刀具

滚珠丝杠的加工工艺滚珠丝杠是工具机和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。

由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。

滚珠丝杠的特点：1、摩擦损失小、传动效率高，2、精度高，3、高速进给和微进给可能，4、轴向刚度高，5、不能自锁、具有传动的可逆性。

丝杆分为磨削滚珠丝杠和冷轧滚珠丝杠，以下只介绍磨削滚珠丝杠的加工工艺。

磨削滚珠丝杠的加工工艺路线：毛坯下料—球化退火—粗车外圆，螺纹—半精车外圆，螺纹—铣键槽—热处理淬火—粗磨外圆，螺纹—精磨外圆，螺纹—检验入库。

下面就详细的介绍一下加工磨削滚珠丝杠的工艺路线。

（1）毛坯下料：就是根据工件所需的尺寸从整批材料上截取下与工件尺寸相符的材料的操作过程。

（2）球化退火：使钢中碳化物球化而进行的退火，得到在铁素体基体上均匀分布的球状或颗粒状碳化物的组织。

球化退火的目的在于降低硬度，改善切削加工性能，并未后续热处理作组织准备。

（3）粗车外圆，螺纹：可选择普通车床和数控车床进行加工，大批量生产选择数控车床较经济，车螺纹选择直进法，所谓的直进法就是在加工过程中对刀具的Z轴（轴向方向）不进行改变，分次进给（直径方向），来完成螺纹的切削，此方法简单易操作，车出来的螺纹牙型准确。

一般粗车之后留有2-3mm，（4）半精车外圆，螺纹：使磨削滚珠丝杠的尺寸更接近图纸尺寸，并且精度的得到提高，一般半精车之后留有0.3mm的余量，为了后来的磨削加工，提高磨削滚珠丝杠的精度。

（5）热处理淬火：中频淬火，通过淬火使滚珠丝杠表面得到较高的硬度，提高滚珠丝杠的耐磨性和使用寿命，滚珠丝杠常采用的材料为40CrMo钢和GCr15钢，就如GCr15钢淬透性好，可满足中频淬火硬化层要求，其中频淬火的关键问题是解决淬火变形。

（6）粗磨外圆，螺纹：采用中心式外圆磨削，工件用两顶尖装夹，磨削时按其两中心孔所构成的中心轴线旋转，使外圆达到较高的精度要求。

Hot working process of highperformance GCr15 steel ball screw
Fan Wei1 ，Wang Keshe1 ，Zha Chuliang2 （ 1． School of Electromechanical Engineering，Beijing Information Science and Technology University，Beijing 100192 ，China； 2． Beijing Machine Tool Ｒesearch Institute，Beijing 100102 ，China） Abstract ： Hot working process of GCr15 steel ball screw is introduced，including preheating treatment，hightemperature aging，surface heat treatment ，cryogenic treatment，stabilization treatment and so on． Good comprehensive properties of ball screw can be obtained by reasonably controlling process parameters of all the stages． Key words： GCr15 steel ball screw； conditioning treatment； hightemperature aging； surface heat treatment； cryogenic treatment； stabilizing treatment
摘要： 对 GCr15 钢滚珠丝杆的热加工工艺做了介绍 ， 其工艺包含预备热处理 、 高温时效、 表面热处理、 深冷处理及稳定化热处理等阶 段， 合理控制各阶段工艺参数 ， 可获得综合性能良好的滚珠丝杠 。 关键词： GCr15 钢滚珠丝杆； 预备热处理； 高温时效； 表面热处理； 深冷处理； 稳定化热处理 中图分类号： TG162． 75 文献标志码： A 文章编号： 0254-6051 （ 2014 ） 12-0055-04

滚珠丝杠的型号中数字前面的字母一般是厂家自行定义的，目的就是为了将各种各样的用途不同的产品系列区分开来，内循环、端塞型、外循环、高导程、高负载、端塞型高负荷、端盖型、小珠径、标准型等等系列，这些字母后面紧跟着的就是丝杠的大小、导程、精度等的参数。

不同的公司产品型号中，前面的字母相同，但是有可能属于不同系列的产品。

前面的字母也代表丝杆的系列，但是不同品牌的具体含义可能不一样，有的还要看型号的其部分能分辨，一般都是代表这个滚珠丝杠的所属品牌，还有就是的出厂编号！也有的是2个、4个或者5个字母，或者数字加字母，各品牌有不同的含义，不过多数品牌前面几个字母涵盖以下意义：1、滚珠循环形式（内循环或外循环）2、螺母长度（双螺母或单螺母）3、法兰形式（有无法兰、圆形或切边形）4、旋向（右旋或左旋）5、螺母预紧方式（单螺母无）6、螺母规格标准（按什么尺寸标准或形状标准制造）某滚珠丝杠型号标示【1 精密滚珠丝杠】SBN-V、SBK、SDA-V、HBN、SBKH、BIF-V、BNFN-V/BNFN、MDK、MBF、BNF-V/BNF、DIK、DKN、BLW、DK、MDK、WHF、BLK、WGF和BNT型【2 精密滚珠丝杠轴端未加工品】BIF、MDK、MBF和BNF型【3 精密滚珠丝杠轴端完成品】BNK型【4 螺母旋转式滚珠丝杠】BLR和DIR型【5 滚珠丝杠滚珠花键】BNS-A、BNS、NS-A和NS型【6 轧制滚珠丝杠轴端未加工品】MTF型【7 轧制滚珠丝杠】BTK-V、MTF、WHF、BLK、WTF、CNF和BNT（轧制）型【8 轧制滚珠丝杠】JPF型【9 螺母旋转式轧制滚珠丝杠】BLR型（轧制）【10 滚轧轴、螺母单品】BTK-V、BLK/WTF、CNF、BNT（轧制）、BLR（轧制）和TS型【滚珠丝杠配件清洁环W、QZ自润滑器】滚珠丝杆型号标示滚珠丝杆型号标示。

滚珠丝杠的设计与计算一、滚珠丝杠的特长1、1驱动扭矩仅为滑动丝杠的1/3滚珠丝杠是滚珠丝杠与螺母间的螺纹沟槽做滚动运动，因此可获得高效率，与过去的滑动丝杠相比，驱动扭矩仅为1/3以下（图1与2）。

从而，不仅可将旋转运动变为直线运动，而且可以容易地将直线运动变成旋转运动。

图1：正效率（旋转→直线）图2：反效率（直线→旋转）1、1、1导程角的计算法……………………………………（ 1 ）β：导程角（度）d p：滚珠中心直径（mm）ρh：进给丝杠的导程（mm）1、12推力与扭矩的关系当施加推力或扭矩时，所产生的扭矩或推力可用（2）~（4）式计算。

（1）获得所需推力的驱动扭矩T：驱动扭矩Fa：导向面的摩擦阻力Fa=μ×mgμ：导向面的摩擦系数g：重力加速度（ 9.8m/s2）m：运送物的质量（ kg ）ρh：进给丝杠的导程（ mm ）η：进给丝杠的正效率（图1）（2）施加扭矩时产生的推力Fa：产生的推力（ N ）T：驱动扭矩（N mm ）ρh：进给丝杠的导程（ mm ）η：进给丝杠的正效率（图1）（3）施加推力时产生的扭矩T：驱动扭矩（N mm ）Fa：产生的推力（ N ）ρh：进给丝杠的导程（ mm ）η：进给丝杠的正效率（图2）1、1、3驱动扭矩的计算例用有效直径是：32mm，导程：10mm（导程角：5O41’的丝杠，运送质量为500Kg的物体，其所需的扭矩如下（1）滚动导向（μ=0.003）滚珠丝杠及（μ=0.003，效率η=0.96）导向面的摩擦阻力Fa=0.003×500×9.8=14.7N驱动扭矩（2）滚动导向（μ=0.003）滚珠丝杠及（μ=0.2，效率η=0.32）导向面的摩擦阻力Fa=0.003×500×9.8=14.7N驱动扭矩1、2保证高精度雄联滚珠丝杠，在被恒温控制的工场里，用最高水平的机械设备进行研磨，直到组装，检查，实行彻底的品质管理体系，以保证其精度。

滚珠丝杆加工轴端断裂原因
1. 材质不良：如果丝杆的材质硬度不够、抗拉强度差，很容易在加工过程中出现断裂的现象。

2. 加工工艺不当：不合理的切削参数和刃具选择都会对丝杆的加工质量造成影响，导致丝杆加工端断裂。

3. 机床的刚性不足：机床的刚性不足可能会导致丝杆在加工过程中振动，从而造成加工端处的断裂。

4. 加工过程中的温度控制不当：丝杆在加工过程中受到高温的作用，如果对温度不加控制，容易对丝杆的材料性质造成影响，从而导致断裂。

5. 操作不妥：丝杠肩部应防止锐角操作，以减少部分应力集中。

6. 丝杠轴头曲折：轴承的承靠面与确定螺帽V形牙轴心的笔直度欠缺，或两对应方向的确定螺帽面平行度欠缺，皆会导致丝杠肩部的曲折或开裂。

7. 径向力或重复应力：装置丝杠时形成的偏差会发生反常的交变应力并使滚珠丝杠提前损坏。

2、高精度旳保证 滚珠丝杠副是用日本制造旳世界最高水平旳机械设备连贯生产出来旳，特别是在研 削、组装、检验各工序旳工厂环境方面,对温度·湿度进行了严格旳控制,因为完善旳 品质管理体制使精度得以充分保证。
3、微进给可能 滚珠丝杠副因为是利用滚珠运动,所以开启力矩极小,不会出现滑动运动那样旳爬行 现象,能保证明现精确旳微进给。
◆构成：主要由丝杆、螺母、滚珠和循环器、迷宫式密封 圈、油孔等构成。 ◆工作原理：在丝杆和螺母上加工有弧行螺旋槽，当它们 套装在一起时便形成螺旋滚道，并在滚道内装满滚珠。而 滚珠则沿滚道滚动，并经循环器作周而复始旳循环运动。 循环器两端还起挡珠旳作用，以防滚珠沿滚道掉出。
特点：
◆传动效率高：机械效率可高达92%~98%。 ◆摩擦力小：主要是用滚珠旳滚动替代了一般丝杆螺母副
1.设定螺距(L) 根据马达旳最大转速与迅速进给速度
1.设定螺距(L) 根据马达旳最大转速与迅速进给速度
设备中心专业知识系列教材（三）
（2）螺帽旳选择：
2.螺帽旳选择 (1)所需基本动额定负载与允许转速(DmN值) 各动作模式下轴向负载旳计算
各动作模式1次循环所需旳时间(s)
动作模式
加速 匀速 减速 总共所需时间
参照misumi选型范例
misumi参照范例： (1).规格确认
设备中心专业知识系列教材（三）
1.选择型号：BSS; 2.选择丝杆外径：15； 3.选择精度等级：C7; 4.选择螺距：10
misumi参照范例： (2).尺寸确认
设备中心专业知识系列教材（三）
misumi参照范例： (3).追加工确认
◎滚珠丝杠是工具机和精密机械上最常使用旳传动元 件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将 扭矩转换成轴向反覆作用力，同步兼具高精度、可逆 性和高效率旳特点。

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第 1 章 零件的分析
1. 1.1 零件的作用
丝杠是一种精度很高的零件，它能精确地确定工作台坐标位置，将旋转运动 转换成直线运动，面且还要传递一定的动力，所以在精度、强度及耐磨性等方面 都有很高的要求。所以，丝杠的加工从毛坯到成品的每道工序都要周密考虑，以 提高其加工精度。
1.2 零件的结构简介 1.2.1 丝杠的分类
2.3 制订工艺路线
材料 精度等级 工艺过程 9Mn2V 6级 工序内容 1.锻造 2.球化退火 3.车端面打中心孔 4.粗车外圆 5.高温时效 5.牢外圆打中心孔 7.半精车外圆 8.粗磨外圆 9.淬火(t=800℃)，中温回 火(t=260℃) 14.研磨两顶尖孔 11.粗磨外圆 12.粗磨出螺纹槽 13.人工时效(t=260℃) 双顶尖孔 双顶尖孔 外圆表面 双顶尖孔 双顶尖孔 外圆表面 双顶尖孔 定位基准
2.1 确定毛坯材料
丝杠材料的选择是保证丝杠质量的关键，一般要求是： (1) 具有优良的加工性能，磨削时不易产生裂纹，能得到良好的表面光洁
度和较小的残余内应力，对刀具磨损作用较小。 (2) 抗拉极限强度一般不低于 588MPa。 (3) 有良好的热处理工艺性，淬透性好，不易淬裂，组织均匀，热处理变形 小，能获得较高的硬度，从而保证丝杠的耐磨性和尺寸的稳定性。 (4) 材料硬度均匀，金相组织符合标准。常用的材料有：不淬硬丝杠常用 T10A, T12A 及 45 等；淬硬丝杠常选用 9Mn2V，CrWMn 等。其中 9Mn2V 有较 好的工艺性和稳定性，但淬透性差，常用于直径≤50mm 的精密丝杠；CrWMn 钢 的优点是热处理后变形小，适用于制作高精度零件，但其容易开裂，磨削工艺性 差。 丝杠的硬度越高越耐磨，但制造时不易磨削。 丝杠材料要有足够的强度， 以保证传递一定的动力；应具有良好的热处理工 艺性(淬透性好、热处理变形小、不易产生裂纹)，并能获得较高的硬度、良好的 耐磨性。丝杠螺母材料一般采用 GCrl5、CrWMn、9CrSi、9Mn2V，热处理硬度 为 60~62HRC。整体淬火在热处理和磨削过程中变形较大，工艺性差，应尽可能

滚珠丝杆的工业用途
滚珠丝杆是一种传动元件，主要用于精密机械传动系统中，具有高速、高精度、高效率的特点。

工业上常用的滚珠丝杆有以下几种用途：
1. 机床：滚珠丝杆可以用于各种机床的进给传动系统，例如铣床、车床、磨床等。

其高速、高精度的特点可以提高机床的加工效率和加工精度。

2. 机器人：滚珠丝杆被广泛应用于工业机器人的运动控制系统中，用于实现机器人的各个关节的精确移动和定位。

3. 自动化设备：滚珠丝杆也可以作为自动化设备中的传动元件，用于各种自动输送、装配和定位系统中。

例如用于电子设备的面板组装线、汽车工业的焊接生产线等。

4. CNC机床：在数控机床中，滚珠丝杆可以用于实现数控系
统的运动精度和定位控制。

5. 3D打印机：滚珠丝杆也可以用于3D打印机中，用于实现
打印平台的升降和定位控制。

总之，滚珠丝杆在工业中的用途非常广泛，主要应用于各种需要高速、高精度运动控制的设备和系统中。

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台湾PMI
台湾银泰科技（PMI）成立于1990年，主 要生产滚珠丝杆（滚珠螺杆、滚珠丝 杠）、直线导轨（线性滑轨）和线性模 组 ，主要适应机床、放电加工机、线切 割机、塑胶注塑机、半导体设备、精密 定位及各式自动化机器设备等。 台湾银泰科技（PMI）一贯坚持『 一流质量、 一流服务』的企业精神，秉 承高科技的精密制造技术与高稳定的质 量管控体系，提供给客户在线性传动应 用领域最佳的机械效能及质量服务。再 加上从德国、日本进口的加工设备及德 国进口的专用钢材,优良的制造工艺,从 而保证了银泰PMI产品达到国际一流水 平，成为世界上少数能够生产JIS C0(e300=0.0035mm)级滚珠丝杆的知名厂 商之一，为广大CNC机床厂商之首选。在 台湾有80%以上机床加工机产业选用银泰 PMI产品，并出口日本、韩国、欧美、中 国各大机床厂，使得银泰PMI产品享誉台 湾及国际市场。作为台湾线性传动的特 色企业，银泰PMI率先成功通过OHSAS 18001认证。目前银泰PMI已经成为世界 第三大滚珠丝杆制造厂。
高速机床用滚珠丝杠：HMC系列系 列在机械加工中心标准规格品之中 拥有第一的业绩。能对应机床产业 所要求的高速化、高刚性、大负载 能力。是针对机械加工中心所研发 的低振动滚珠丝杠。
黑田精工株式会社成立于1925年，最初 名为黑田挟范制作所，是日本国内最早 生产专业量规的企业之一。本公司自成 立以来一直立足于高精密计量和机械加 工技术行业，致力研究开发各种精密仪 器。所开发研制的作为数控机床重要组 滚珠丝杠：结构紧凑，高速性。H 成部分之一的电气-油压脉冲电动机曾荣 系列，HG：C5级精度端盖式，高速 日本 黑田精工 获日本机械振兴会颁发的一等奖。自创 应用。 业80多年以来，历经几代黑田精工的员 工们不懈的努力，我们积累了许多与精 密仪器相关的研究开发技术和经验。正 是利用这些技术和经验所制造的产品为 我们在各个产业领域中赢得了高度的声 誉。 上银科技1989年成立至今，为台 湾最大之机械厂商，亦为全球线性传动 领导品牌，於2009年6月完成股本大众化 目标，正式於台湾证券交易所挂牌上市 。 自行研发的产品从大型到微型的 滚珠螺杆、线性滑轨、工业机器人等， 广泛使用在生技医疗、半导体、光电、 3C、自动化、精密工具机、节能、交通 …等产业，打破日、德长年垄断的精密 机械市场。 上银自润式滚珠螺杆 特征：节省成本：无需润滑管路系 统与设备、换油及废油处理的成 本，且大量节省油品成本。 大幅 延长保养周期：可长时间的维持适 量的润滑油脂供应，大幅延长保养 维护周期。 简易的更换或补充： 特殊的设计构造，无需任何工具即 可将储油装置轻易的做拆换、补充 的动作，无需拆解、重组螺杆组或 机台结构，节省换油的成本。

滚珠丝杆的基础入门滚珠丝杠的应用滚珠丝杠机构作为一种高精度的传动部件,大量应用在数控机床、自动化加工中心电子精密机械进给机构、伺服机械手、工业装配机器人、半导体生产设备、食品加工与包装、医疗设备等各种领域。

滚珠丝杠机构的结构如果将滚珠丝杠机构沿纵向剖开,可以看到它主要由丝杠、螺母、滚珠、滚珠回流管防尘等组成。

在图13-4中,各部分结构的作用如下:丝杠属于转动部件,是一种直线度非常高、上面加工有半圆形螺旋槽的螺纹轴,半圆形螺旋槽是滚珠滚动的滚道。

丝杠具有很高的硬度,通常在表面淬火后再进行磨削加工保证具有优良的耐磨性能。

丝杠一般与驱动部件连接在一起,丝杠的转动由电机直接或间接驱动。

既可以采用直联的方法,即将电机输出轴通过专用的弹性联轴器与丝杠相联传动比为1;也可以通过其他的传动环节使电机输出轴与丝杠相连,例如同步带、齿轮等(2)螺母螺母是用来固定需要移动的负载的,其作用类似于直线导轨机构的滑块。

一般将所需要移动的各种负载(例如工作台、移动滑块)与螺母连接在一起,再在工作台或移动滑块上安装各种执行机构螺母内部加工有与丝杠类似的半圆形滚道,而且设计有供滚珠循环运动的回流管,螺母是滚珠丝杠机构的重要部件,滚珠丝杠机构的性能与质量很大程度上依赖于螺母。

(3)防尘片防尘片的作用为防止外部污染物进入螺母内部。

由于滚珠丝杠机构属于精密部件如果在使用时污染物(例如灰尘、碎屑、金属渣等)进入螺母,可能会使滚珠丝杠运动副严重磨损,降低机构的运动精度及使用寿命,甚至使丝杠或其他部件发生损坏,因此必须对丝杠螺母进行密封,防止污染物进入螺母4 滚珠在滚珠丝杠机构中,滚珠的作用与其在直线导轨、直线轴承中的作用是相同的,滚珠作为承载体的一部分,直接承受载荷,同时又作为中间传动元件,以滚动的方式传递运动。

由于以滚动方式运动,所以摩擦非常小。

(5)油孔滚珠丝杠机构运行时需要良好的润滑,因此应定期加注润滑油或润滑脂。

油孔供加润滑油。

2.滚珠丝杠机构的工作原理滚珠丝杠机构的工作原理与螺母和螺杆之间的传动原理基本相同。

1、传动效率。

滚珠丝杠的传动效率可高大90~96%，梯形丝杠的传动效率大约是26~46%。

即在相同大小的复杂下，采用滚珠丝杠可以使用更小的驱动功率，这样可以有效的降低生产成本，也能够降低损耗，给企业增加更多的效益。

2、传动速度。

滚珠丝杠是滚动摩擦，梯形丝杠是滑动摩擦，这样在工作的时候前者的升温远低于后者，因此可以承担高速传动任务。

3、使用寿命。

滚珠的滚动摩擦的表面摩擦力小，在各种清洁保养合理操作的前提下，滚珠丝杠比普通丝杠的使用寿命要更长一些。

4、自锁性。

自锁性一般与传动效率成反比，因此，滚珠丝杠几乎没有自锁性，而梯形丝杠具有一定的自锁性(视乎导程角的大小和工作面粗糙度)。

5、经济性。

滚珠丝杠较普通丝杠要复杂一些，因此价格要比普通丝杠的价格更高一些。

因为滚珠丝杠副具有上述优点，所以在各类中、小型数控机床的直线进给系统中普遍采用滚珠丝杠，但是由于滚珠丝杠副的摩擦因数小、不能自锁，所以当作用于垂直位置时. 为防止因突然停电而造成主轴箱自动下滑，必须加有制动装置。

滚珠丝杠的工作原理滚珠丝杠的工作原理3 n) Y( ~! A- O; g4 F" z8 p( }滚珠丝杠螺母副是数控机床中回转运动转换为直线运动常用的传动装置。

它以滚珠的滚动代替丝杆螺母副中的滑动，摩擦力小，具有良好的性能。

组成及工作原理：+ E, X9 U3 N; t滚珠丝杠螺母副的结构原理图8 o# |% }; k V# b' ?6 N·组成：主要由丝杆、螺母、滚珠和滚道（回珠器）、螺母座等组成。

·工作原理：在丝杆和螺母上加工有弧行螺旋槽，当它们套装在一起时便形成螺旋滚道，并在滚道内装满滚珠。

而滚珠则沿滚道滚动，并经回珠管作周而复始的循环运动。

回珠管两端还起挡珠的作用，以防滚珠沿滚道掉出。

) ?! @' M F' o1 H. t$ H特点：' a6 M }$ s" l8 V ]( I·传动效率高：机械效率可高达92%~98%。

·摩擦力小：主要是用滚珠的滚动代替了普通丝杆螺母副的滑动。

& h+ b9 R) p4 Y% u) S4 l- b·轴向间隙可消除：也是由于滚珠的作用，提高了系统的刚性。

经预紧后可消除间隙。

·使用寿命长、制造成本高：主要采用优质合金材料，表面经热处理后获得高的硬度。

滚珠丝杆螺母副的消隙·双螺母垫片调隙：( i' ]: i3 y% _3 ~/ ?修磨垫片厚度消隙) f. L+ X% U4 U4 ?4 Y% Z/ K滚珠丝杆螺母副采用双螺母结构（类似于齿轮副中的双薄片齿轮结构）。

通过改变垫片的厚度使螺母产生轴向位移，从而使两个螺母分别与丝杆的两侧面贴合。

当工作台反向时，由于消除了侧隙，工作台会跟随CNC的运动指令反向而不会出现滞后。

·双螺母螺纹调隙： g* I' Y7 j! j' c用锁紧螺母消隙差齿式调整法图示为利用两个锁紧螺母调整预紧力的结构。

滚珠丝杠的结构和原理文章来源：济宁欧特精密机械有限公司访问商铺添加人：ljwgdmy 添加时间：2009-7-6滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。

滚珠丝杠的结构：滚珠丝杠副的结构传统分为内循环结构(以圆形反向器和椭圆形反向器为代表)和外循环结构(以插管为代表)两种。

这两种结构也是最常用的结构。

这两种结构性能没有本质区别，只是内循环结构安装连接尺寸小；外循环结构安装连接尺寸大。

目前，滚珠丝杠副的结构已有10多种，但比较常用的主要有：内循环结构；外循环结构；端盖结构；盖板结构。

滚珠丝杠原理：1、按照国标GB/T17587.3-1998及应用实例，滚珠丝杠（目前已基本取代梯形丝杆，已俗称丝杆）是用来将旋转运动转化为直线运动；或将直线运动转化为旋转运动的执行元件，并具有传动效率高，定位准确等2、当滚珠丝杠作为主动体时，螺母就会随丝杆的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动，被动工件可以通过螺母座和螺母连接，从而实现对应的直线运动。

滚珠丝杠的特点：1、与滑动丝杠副相比驱动力矩为1/3滚珠丝杆的丝杠轴与丝母之间有很多滚珠在做滚动运动,所以能得到较高的运动效率。

与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达到1/3以下,即达到同样运动结果所需的动力为使用滚动丝杠副的1/3。

在省电方面很有帮助。

2、高精度的保证滚珠丝杆是用日本制造的世界最高水平的机械设备连贯生产出来的，特别是在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面,对温度·湿度进行了严格的控制,由于完善的品质管理体制使精度得以充分保证。

3、微进给可能滚珠丝杆由于是利用滚珠运动,所以启动力矩极小,不会出现滑动运动那样的爬行现象,能保证实现精确的微进给。

4、无侧隙、刚性高滚珠丝杆可以加予压,由于予压力可使轴向间隙达到负值,进而得到较高的刚性(滚珠丝杠内通过给滚珠加予压力,在实际用于机械装置等时,由于滚珠的斥力可使丝母部的刚性增强)。

数控车床知识竞赛判断题与答案判断题(将判断结果填入括号中。

正确的填“√”，错误的填“×”。

每题1分。

)1．一般情况下半闭环控制系统的精度高于开环系统。

(√) 2．闭环数控系统是不带反馈装置的控制系统。

（×）3．用径百分表测量孔时，必须摆动径百分表，所得最大尺寸是孔的实际尺寸。

（×）4.Mastercam中的工作深度Z，是定义构图平面在Z方向的位置。

（√）5．数控装置发出的脉冲指令频率越高，则工作台的位移速度越慢。

（×）6．切削时，刀具、工件、切屑三者，刀具吸收的热量最多。

（×）7.加工中心刀库的刀位数与其数控系统所允许的刀具数总是一致的。

（√）8.G41表示刀具半径右补偿，G42表示刀具半径左补偿。

(×)9.在加工中心上，可以同时预置多个加工坐标系。

(√)10.编制程序时一般以机床坐标系作为编程依据。

(×)11.互换性要求零件按一个指定的尺寸制造。

（×）12.数控机床坐标系采用的是右手笛卡尔坐标系。

(√)13.具有换刀装置的数控车床，就称为车削中心。

（×）14.在插补过程中，每走一步都要完成“偏差判别、进给计算、新偏差计算、终点判别”四个节拍。

（√）15.工件夹紧后，工件的六个自由度都被限制了。

（×）16.用G02或G03编制整圆时，不能用半径编程，必须用圆心坐标编程。

（√）17．数控铣床规定Z轴正方向为刀具接近工件方向。

（×）18．数控机床传动丝杠反方向间隙是不能补偿的。

（×）19．CNC系统一般都具有绝对编程方式（G90）和增量编程方式（G91）两种。

（√）20.刀具半径补偿中，B型刀补采用了比较复杂的刀偏矢量计算的数学模型，消除了C型刀补存在的不足。

(√)21．在G00程序段中，不需编写F指令。

（√）22．FMS的中文含义是计算机集成制造系统。

（×）23．每个程序段只允许有一个G指令。

数控车床中级工理论(应知)试卷1一、填空：(每空11.2.3.4.5.6.7.。

8.9.二、选择填：(每题2分，共计30分) .1.闭环进给伺服系统与半环进给伺服系统主要区别在于。

A.位置控制器B.检测单元C.伺服单元D.控制对象自动进给 C.加工工件3.绘图时，大多采用比例，以方便看图。

A.1：1B.1：2C.2：14.用来表示机床全部运动关系的示意图称为机床的。

A.传动系统图B.平面展开图C.传动示意图5.自动定心卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，不太长的工件装夹后。

A.一般不需找正B.仍需找正C.必需找正6.在电火花穿孔加工中，由于放电间隙的存在，工具电极的尺寸应被加工孔的尺寸。

A.大于B.等于C.小于7.A.任意B.8.生产批量越大，分摊到每个工件上的准备与终极时间就越。

A.多B.少C.差不多9.刀尖圆弧半径增大，使径向力。

A.不变B.有所增加C.有所减小10.加工中心与普通数控机床区别在于。

A.有刀库与自动换刀装置B.转速高C.机床刚性好D.进给速度高11.车削细长轴外圆时，车刀的主偏角应为。

A.90oB.93 oC.75 o12.A.工序集中工序集中和工序分散混合使用13.当砂轮转速不变而直径减小时，会出现磨削质量现象。

A.提高B.稳定C.下降14.零件图中尺寸标注的基准一定是。

A.定位基准B.设计基准C.测量基准15.A.四爪卡盘B.三爪卡盘三、判断题(每题1分，共16分)1.每一指令脉冲信号使机床移动部件产生的位移量称脉冲当量。

2.数控机床坐标轴一般采用右手定则来确定。

3.检测装置是数控机床必不可少的装置。

4.对于任何曲线，可以按实际轮廓编程，应用刀具补偿加工出所需要的廓形。

5.数控机床既可以自动加工，也可以手动加工。

6.数控车床的进给方式分每分钟进给和每转进给两种，一般可用G94和G95来区分。

7.所谓尺寸基准是标准尺寸的起点。

8.数控机床加工的加工精度比普通机床高，是因为数控机床的传动链较普通机床的传动链长。

滚珠丝杠（滚珠丝杆）加工滚珠丝杠（滚珠丝杆）硬车加工滚道超硬刀片（质量稳定，耐磨）-华菱品牌滚珠丝杆一般材质采用45号钢，圆钢，GCr15等通过热处理后获得了很高硬度（HRC50-HRC62）之间，由于滚珠丝杆细长轴，表面硬度也高因此给加工带来了难题，硬质合金刀片在硬车加工滚珠丝杆滚道时磨损量很快影响加工效率，然而更换成陶瓷刀具（性能硬而脆）加工滚珠丝杆滚道出现崩刃，蹦块问题。

而且是两个切削刃均车削加工以致于生产成本增加。

华菱品牌刀片材质：BN-S20在硬车加工滚珠丝杆滚道体现出刀片的耐磨性，红硬性，耐高温性。

BN-S20牌号数控刀片：采用非金属粘合剂制成的中晶粒立方氮化硼整体烧结刀片，特点是可大余量粗加工淬硬钢，由于采用非金属结合剂烧结，避免了刀片切削温度过高造成的刀片寿命降低问崩刀火烧刀得问题。

滚珠丝杆属于细长轴，其刚性差，因此线速度有所限制，在硬车滚珠丝杆滚道时尽量把转速降低，切刀深度降低从而能够保证运转的平稳性，刀具寿命延长，表面粗糙度很好，尺寸稳定好。

磨制滚珠丝杠以车代磨硬车工艺：滚珠丝杠以车代磨硬车滚道工艺难点，滚珠丝杠Gcr15，45号钢淬火后硬度一般在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削滚道：以φ60直径滚珠丝杠为例，其淬火后硬车滚道加工工艺为：60圆钢淬火----粗车滚道（0.5mm吃刀制滚道，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）。

滚珠丝杠以车代磨切削参数：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---然后精磨滚珠丝杠滚道圆弧/采用刀具精车或硬旋铣滚珠丝杠---用可修磨的BN-H10材质尖刀车滚道根部油槽底。

BN-S20材质刀片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。

摘要本次课题设计的主要内容是Y7520W丝杠的工艺设计，丝杠是数控机床不可缺少的部件，它在车床中起着非常重要的作用，在丝杠的工艺设计过程，首先对丝杆进行工艺分析，如丝杠的结构和特点，围绕着丝杆加工工艺，参阅有关资料，设计加工过程，如工艺基准的选择，工艺路线的选择及拟定工艺过程的编制，如加工应注意的问题，其次根据工艺分析出丝杆的机械加工过程，其次根据工艺分析进行机械加工，工艺过程编制对应加工所需的的工艺图，本设计的重点是工艺过程和工艺的编制安排，根据设计图纸上的安排进行合理安排工艺，其中包括加工方法的选择，刀具的选择，加工余量和精度尺寸的确定，本论文讨论了丝杠从毛坯到成品的加工工艺，分析了丝杠的加工过程和工序合成工程，最后列举了丝杆的加工工艺。

关键词；丝杠设计，加工工艺，加工余量目录摘要 (1)前言 (5)第1章零件的分析 (6)1.1 零件的作用 (6)1.2 零件的结构简介 (6)1.2.1 丝杠的分类 (6)1.2.2 丝杠的结构特点及技术要求 (6)1.2.3零件的加工工艺分析 (7)第2章工艺规程的设计 (8)2.1 确定毛坯材料 (8)2.2 基面选择 (8)2.3 拟定丝杆的工艺路线 (9)2.4 填写工艺卡片 (9)2.5 确定工序尺寸 (12)2.6 细长轴工件安装 (12)2.6.1 在双顶尖间或一夹一顶安装工件 (12)2.6.2 用中心架加工工件时装夹和找正 (12)2.7 机床、刀具、夹具、量具的选择 (13)2.7.1 机床的选择： (13)2.7.2刀具的选择： (13)2.7.3 夹具的选择： (13)2.7.4 量具的选择： (14)设计小结 (15)致谢 (16)参考文献 (17)前言在实际生产中，要要完成零件的加工，通常需要铁件车铣刨磨钳热处理等多种步骤，而其最基本的、最冷的工种就是车工，然而车工在加工中，很多零件时配合的，这时就要车丝杠。

丝杠是一种精度很高的零件，它能精确地确定工作台坐标位置，将旋转运动转换成直线运动，面且还要传递一定的动力，所以在精度、强度及耐磨性等方面都有很高的要求。