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滾珠絲桿副是由絲桿、螺母、滾珠等零件組成的機械元件。它將旋轉(zhuǎn)運動,轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動,或?qū)⒅本€運動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運動,具有傳動效率高、定位精度高、傳動可逆性、使用壽命長和同步性能好等優(yōu)點,因而廣泛應用于各種工業(yè)設備、精密儀器和精密數(shù)控機床中。近年來,滾珠絲桿副作為數(shù)控機床直線驅(qū)動執(zhí)行單元,在機床行業(yè)中得到廣泛應用,極大地推動了機床行業(yè)的發(fā)展。
滾珠絲桿副在各類設備上使用時,由于負荷不同,受力大小不同,絲桿工作時常承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、疲勞和沖擊,同時在轉(zhuǎn)動部位承受較強的摩擦力,所以其主要的損壞形式是磨損和疲勞失效。因此絲桿在設計、制造時,必須具備高強韌度、高表面硬度和耐磨性以及高的尺寸穩(wěn)定性等內(nèi)在性能要求。特別是大型滾珠絲桿( 直徑≥80 mm) ,由于使用時承受的負荷較大( 動、靜負荷可達近1000kN) ,因此在強韌度、表面硬度和耐磨性等方面要求就更高。目前,國內(nèi)各制造企業(yè)普遍選用GCr15 鋼材,在經(jīng)過球化退火處理或調(diào)質(zhì)處理等預先熱處理后,進行表面感應淬火熱處理,以滿足滾珠絲桿內(nèi)在的性能要求。
目前,大型滾珠絲桿一般采用中頻感應淬火。在生產(chǎn)中,經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)經(jīng)過中頻淬火( 回火) 的絲桿經(jīng)磨削螺紋后,經(jīng)磁力探傷檢查,常在螺紋滾道的圓弧上出現(xiàn)軸向的或網(wǎng)狀的裂紋,甚至在磨削螺紋過程中僅憑肉眼就可發(fā)現(xiàn),從而造成絲桿的報廢。這不僅給企業(yè)造成直接經(jīng)濟損失,而且由于造成該問題的因素是多方面的,給企業(yè)生產(chǎn)一線操作者帶來較大的壓力。筆者長期從事滾珠絲桿熱處理的技術工作,通過對大量磨削裂紋大絲桿的失效分析和過程追溯,總結(jié)了造成這類裂紋的原因和控制措施,并通過批量生產(chǎn)獲得了有效性確認。
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