冷轧滚珠丝杠的加工方法和发展前景

　　摘　要：冷轧滚珠丝杠技术不仅是一项新型的丝杠生产技术，也是一项绿色的技术。它具有先进的加工工艺，能够显著提高丝杆生产的效率、质量和精度。故而，在当前节能减排、发展新技术的循环经济的大背景下，冷轧滚珠丝杠技术必然具有良好的发展前景。
　　关键字：冷轧滚珠丝杠技术；加工方法；发展前景
　　50多年前，精密滚珠丝杠技术首次被NSK应用于机床生产中。之后，滚珠丝杠技术不断发展，逐渐开始受到航天、电子、精密仪器等高科技产业的青睐。随着功能和使用范围的不断扩大，滚珠丝杠的加工工艺不断更新换代。冷轧滚珠丝杠就是其中之一。
　　1　冷轧滚珠丝杠
　　滚珠丝杠，通俗的说就是一种有螺纹滚道的轴，这种轴主要由三部分组成，即螺杆、螺母、滚珠。它能够实现回旋运动和直线运动两者之间的转化，同时使轴承由滚动变为滑动，减少了摩擦阻力。在当前智能化、自动化的机械设备中，滚珠丝杠是重要的执行部件。
　　冷轧滚珠丝杠，就是将冷加工工艺运用于滚珠丝杠的制作中，以此来减少耗材量，降低成本，提高生产效率。
　　2　冷轧滚珠丝杠的加工方法
　　2.1 材料的选用
　　冷轧滚珠丝杠的加工首先要选材。在选择材料的过程中，对于轻型丝杠和重型丝杠要有明确的判断。一般大型、重型丝杠的直径约为80mm以上，长度在8m以上。在轧制的过程中，重型丝杠会承受巨大的压力，所以在选材的过程中，要充分考虑这些因素，认真调查、检测、试验，尽量选用密度高、延伸性好、热处理过程中收缩性小、硬度好的材料，保证材料的质量。
　　2.2 要选择正确的参数
　　在冷轧滚珠丝杠的各项精度指标中，同轴度和径向圆跳动是两个重要的参数。其中，径向圆跳动主要是通过轴承和螺母安装的位置表现出来。径跳公差越小，就说明轴承座与螺母之间的同轴度越高。反之，则越低。
　　另外，在设计参数时，保持丝杠的圆柱度和管道直径的一致也至关重要，因为这直接决定着轧制丝杠的转矩。然而，在当前滚珠丝杠的生产中，要使这两者完全保持一致，几乎不太可能。因为旧式的轧制技术采用的是两套冷轧设备相结合的方式，一套是可以移动的轧丝模，另一套是固定不变的轧丝模。
　　这种轧制方式有一个弊端，就是在轧丝模的移动过程中，丝杠的中轴线也会随之移动，从而导致整个中轴线出现误差。所以在加工过程中，一般会采用两套皆可移动的轧丝模，同时引入CNC技术、传感技术等，减少误差。
　　2.3 毛坯磨制和精密轧制
　　由于轧制丝杠的定位是外圆，所以在进行滚轧前，一般会对毛坯进行加工，这样可以降低机床的强度，使精坯更符合尺寸。
　　与此同时，冷轧滚珠丝杠本身要求精度高，所以在轧制的过程中，一般会对材料、轧制模进行精密的测量，同时对得出的数据进行周密的检验分析。这样才能保证在轧制过程中，材料表面不会出现裂纹等现象，还能够保证椭圆、三角形弧度圆度的均匀性。
　　另外，控制好温升也是整个轧制技术的重要一环。在轧制的过程中，温度过高，会使材料发生剧烈变形或者弯曲，这就降低了轧制的精确度。通常情况下，采用强力冷却温控装置对温度进行有效控制，在一定程度上能够保证丝杠的精准性。
　　2.4 对滚珠丝杠进行热处理
　　对滚珠丝杠进行热处理的目的是为了增加其稳定性。在热处理的过程中，一般会遇到两个困难，一个是丝杠硬化层的深度难以掌握，另一个是热处理过程中丝杠的收缩尺寸难以把握。这就要求设计师首先对丝杠的性能有充分地了解，同时对轧制的尺寸进行预测和计算，确保滚珠丝杠经过热处理后不会变形，保证其稳定性。
　　2.5 对丝杠的螺纹和滚道进行抛光
　　螺纹和滚道的抛光是一项精细的工艺。一般轻型冷轧滚珠丝杠有标准的抛光设备。对于大型的丝杠，抛光设备就需要改装和加固。因为其丝杠的滚道通常较深，而且螺纹的螺旋线较长，标准的抛光设备带动有很大困难，抛光效果也不佳。所以企业在加工冷轧滚珠丝杠时，要选用合适的设备。
　　2.6 制造与滚珠丝杠相配套的螺母
　　螺母的制造基本上是整个滚珠丝杠加工的Z后一项技术，其加工主要包括车端面、打中心孔、车内孔、车内螺纹等等。在加工的过程中，要结合丝杠的参数，使螺母的每一项指标都能够与丝杠相对应，保证精确度。
　　3　冷轧滚珠丝杠的发展前景
　　要研究冷轧滚珠丝杠的发展前景，首先要了解其优点和它当前的发展现状。
　　3.1 冷轧滚珠丝杠的优点
　　1）使用寿命较长、机械化精度和强度高。冷轧技术本身就要求高质量的材料，高精度的工艺，冷轧滚珠丝杆也不例外。这就保证了丝杠原始的精度和质量。经过机械冷轧后，滚道面的硬度、密度、内部组织结构得到强化，之后进行热处理，使整个滚轮丝杠的稳定性更强。这样的制作的工艺延长了滚珠丝杠的使用寿命，也能够提高其质量和精度；
　　2）提高了资源利用率。传统的研磨技术在制作中，或多或少都会造成钢材资源的浪费。而冷轧滚珠丝杠因其采用的是冷加工工艺，故而能够保证轧制过程中钢材的完整性；
　　3）对环境污染较少。冷轧技术在使用的过程中，基本上不会对周围的环境造成重大污染，同时也不会产生大量废物；
　　4）生产效率高。研磨滚珠丝杠由于工序繁琐，所以生产效率极低，生产周期较长，这些都严重影响企业的销售和订单量。相反，冷压技术不断工序较为合理，生产周期大，而且能够根据客户不同的需求，制造不同型号的产品。
　　3.2 冷轧滚珠丝杠的发展现状
　　冷轧滚珠丝杠是一项综合性的、高新的技术，所以在发达国家以及科技水平较高的地区发展较快。中国由于技术水平和资金的限制，应用冷轧滚珠丝杠的企业还不是很多，这是中国滚轮技术与发达国家的差距。
　　21世纪到来后，人们普遍意识到环境保护的重要性，越来越多的国家开始提倡节能减排。冷轧滚珠丝杠技术可以说是一项绿色的高新的生态的技术，它顺应经济发展和社会发展的潮流，发展前景自然是可观的。
　　参考文献
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