如何训练磨床淬硬丝杠磨螺纹技能？

一、工艺准备

1.分析图样

图3-8所示为Tr44×1/6in^[1]-6螺纹磨床精密丝杠，材料为9Mn2V，热处理淬火硬度为56HRC。螺纹的螺距为4.23mm（1/6in），螺纹牙型角α=15°，螺纹中径为φ（42±0.5）mm，中径圆度公差为0.003mm，中径对φ45^-0.003_-0.015mm外圆中心的径向圆跳动公差为0.005mm，螺纹表面粗糙度值为Ra0.1μm。螺距公差为0.004mm，螺距累积公差0.002/25、0.003/100、0.005/300、全长0.006mm。

图3-8 螺纹磨床精密丝杠

2.加工工艺

精密丝杠的加工工艺见表3-19。

表3-19 精密丝杠的加工工艺

（续）

（续）

精密丝杠的加工工艺分析如下：

（1）工件的合理定位和夹紧 精密丝杠的定位基准是中心孔，为了保证定位精度，必须在加工中保证中心孔与顶尖有良好的接触面，且中心孔有较小的圆度误差。在每次时效处理后都要研磨中心孔，以消除热处理时产生的变形和氧化皮，使工件精确定位。丝杠是挠性轴，磨削时还要用中心架辅助支承，以提高工件的刚度，减小工件在磨削中引起弯曲变形和振动。使用中心架要防止产生辅助支承的定位干涉现象（过定位），中心架支承外圆轴的圆度误差在0.003mm内，中心孔的圆度误差在0.001mm内。

（2）淬硬丝杠的螺纹不经车削，直接用砂轮磨出 螺纹经过粗磨、半精磨、精磨和精密磨削，达到图样加工要求。粗磨留半精磨（牙侧面）余量0.08～0.10mm，半精磨留精磨（牙侧面）余量0.08～0.10mm，留精密磨余量0.04mm。

螺纹磨削的主要工艺参数如下：

1）磨削前机床空运转1～2h。

2）背吃刀量0.02～0.15mm。粗磨取a_p=0.15mm，精密磨取a_p=0.02mm。

3）工件转速2～6r/min。粗磨取n_W=4～6r/min，精密磨取n_W=2r/min。

4）用淋浴式将工件等温冷却。

5）粗磨工件表面粗糙度值低于Ra0.8μm，半精磨工件表面粗糙度值低于Ra0.4μm，精磨工件表面粗糙度值低于Ra0.2μm。工件表面无烧伤、裂纹。

6）恒温20℃±1℃。

3.工件的定位夹紧

工件用两顶尖和中心架装夹。

4.选择砂轮

外圆磨削砂轮特性：AF60K、WAF80K、WAF100L。

螺纹磨削砂轮特性：WAF80J、WAF100K、WAF120K。

5.选择设备(www.xing528.com)

外圆磨削用M1450B型万能外圆磨床。螺纹磨削用S7520K型万能螺纹磨床。

二、工件磨削步骤及注意事项

1）粗磨外圆。在外圆磨床上磨螺纹大径至φ44⁺³_+2.8mm，磨φ45^-0.003_-0.015mm至φ45⁺³_+2.8mm，磨φ25^+1.0_+0.8mm至φ25mm。工艺要求：各外圆的径向圆跳动误差小于0.05mm。

2）粗磨各外圆。在铣键槽、热处理以后，研磨中心孔，在外圆磨床上粗磨各外圆。粗磨φ25g5、φ30^-0.003_-0.015mm外圆，留余量0.55～0.65mm；粗磨φ45^-0.003_-0.015 mm及螺纹大径，各留余量1.5～1.6mm。

3）开出螺纹槽，并粗磨螺纹。在螺纹磨床上用单线砂轮先开出螺纹槽，且磨螺纹的小径至39.5^+0.2₀mm，然后粗磨螺纹两侧，螺纹中径三针测量尺寸为48.7mm（钢针直径d₀=2.135mm）。工艺要求：磨削前机床空运转1h；背吃刀量小于0.15mm；工件转速n_W=4～6r/min；采用淋浴式工件等温冷却；螺纹面表面粗糙度值低于Ra0.8μm。

4）半精磨外圆。在热处理以后，研磨中心孔，在外圆磨床上半精磨各外圆，留余量0.3～0.4mm，磨出各台阶面。工艺要求：背吃刀量小于0.03mm；外圆径向圆跳动误差小于0.01mm；表面粗糙度值低于Ra0.4μm。

5）半精磨螺纹。在螺纹磨床上磨螺纹小径至尺寸φ39.5⁰_-0.465mm。磨螺纹中径，三针测量尺寸为46.8mm（钢针直径d₀=2.135mm）。工艺要求：磨削前机床空运转1.5h；背吃刀量小于0.06mm；工件转速n_W=3～4r/min；螺纹表面无烧伤、裂纹，表面粗糙度值低于Ra0.4μm；丝杠精度接近6级；室温为20℃±1℃。

6）精磨外圆。在热处理以后，研磨中心孔，在外圆磨床上精磨各外圆，留余量0.08～0.09mm，磨出各台阶面。工艺要求：背吃刀量小于0.02mm；表面粗糙度值低于Ra0.2μm；各外圆的径向圆跳动误差小于0.01mm。

7）精磨螺纹。在螺纹磨床上，精磨螺纹，中径三针测量尺寸为45.4mm（钢针直径d₀=2.135mm）。磨螺纹顶部倒角C0.5。工艺要求：磨削前机床空运转2h；背吃刀量小于0.03mm；工件转速n_W=3～4r/min；螺纹表面无烧伤、裂纹，表面粗糙度值低于Ra0.2μm；采用高温磨削；室温为20℃±1℃。

8）精磨螺纹大径。研磨中心孔以后，在外圆磨床上精磨螺纹大径至φ44⁰_-0.150mm。工艺要求：径向圆跳动误差小于0.003mm。

9）精密磨螺纹。在螺纹磨床上精密磨螺纹至尺寸。螺纹中径三针测量尺寸为44.413mm（钢针直径d₀=2.135mm）。工艺要求：磨削前机床空运转2h；背吃刀量小于0.02mm；工件转速n_W=2～3r/min；螺纹表面无烧伤、裂纹，表面粗糙度值为Ra0.1μm；采用等温磨削；室温为20℃±1℃。

10）在外圆磨床上终磨各外圆至尺寸，磨台阶面至尺寸。

注意事项：

1）外圆磨削时，要注意减小工件的弯曲变形；螺纹磨削时，中心架要支撑得当，要注意保持中心架支承圆的良好润滑，以减小定位误差。

2）精密磨削螺纹时，应合理修整砂轮，使砂轮表面形成良好的等高微刃，以实现螺纹的低表面粗糙度值磨削。注意充分冷却工件，防止工件产生热变形或表面烧伤。

3）正确调整螺纹磨床砂轮修整器样板角度，以保证砂轮正确形状，满足螺纹的牙型角精度要求。

4）螺纹磨床砂轮架倾角调整后，应将砂轮架转筒紧固，以防止磨削时砂轮发生振动，影响工件表面粗糙度。

5）精磨螺纹时，砂轮不允许磨削到螺纹小径的表面，以防止丝杠发热过多，影响螺距精度。

三、精度检验及误差分析

螺纹的牙型半角用万能工具显微镜检验。

精密丝杠的螺距用丝杠检查仪检验。螺距公差为0.004mm，累积公差为0.002/25、0.003/100、0.005/300、螺距全长公差为0.006mm。

螺纹的中径用三针测量法测量。钢针直径按下式计算

三针测量千分尺读数按下式计算

同样，可测量中径的圆柱度误差在0.012mm内。螺纹中径的圆柱度误差可调整机床尾座来消除。调整方法是用指示表测量尾座端靠丝杠的侧素线，尾座位移调整量为圆柱度误差的一半数值。

丝杠的螺距误差分析见表3-18。