滚珠丝杠作为机床上的精密部件,从工艺角度上来讲分为冷轧滚珠丝杠和磨削滚珠丝杠两大类,为了保证其较高的使用寿命,常采用热处理工艺来获取,但热处理后的滚珠丝杠硬度高难加工,给刀具行业带来新的挑战。
首先冷轧滚珠丝杠的加工难点在于轴承座部位余量大,而且热处理后硬度高,传统工艺一般是先退火,然后进行车削加工,或者就是采用磨削工艺。整体加工效率低,而且退火后的滚珠丝杠存在变形及开裂等诸多问题,对磨削或车削工序带来很大影响。
其次磨削滚珠丝杠的加工难点在于螺纹的切削,热处理后的磨削滚珠丝杠硬度HRC60-65,传统工艺一般采用磨削的方法制成螺纹,但磨削效率低,报废率高,影响整体的生产进度。
对
滚珠丝杠两端轴承座进行硬车削的刀具有传统的硬质合金刀具、陶瓷刀具和CBN刀具。滚珠丝杠两端轴承座的精加工余量一般为1-2mm,为大余量车削。但以上三种刀具由于自身原因无法有效切割滚珠丝杠两端的轴承块,只能一点一点加工,效率并没有提高。
随着刀具行业的不断创新,已研制出可“以车代磨”滚珠丝杠的刀具材料—CBN刀具,其中华菱超硬,作为超硬刀具国产化的先驱,专注于脆硬材料加工刀具的研发,早期承担并完成了国家重点“产学研”工程和CBN制品科技攻关项目,在超硬刀具学术界享有很高的声誉。
华菱超硬研发的加工滚珠丝杠轴承座CBN刀具——非金属粘合剂CBN刀具BN-S20。BN-S20级CBN刀具采用纯陶瓷为结合剂CBN烧结体,经高温高压合成后具有更好的抗冲击性,采用纳米超细晶粒,耐磨性更好。车削滚珠丝杠两端轴承座时,刀具寿命是传统CBN刀具的4倍以上。由于冲击韧性好,切削深度可达7.5mm,也适用于车削滚珠丝杠螺纹断面。
华菱超硬专项滚珠丝杠车削CBN刀具-BN-S20硬车切削参数:
切削深度(ap):≤1mm;
进给速度(Fr)=0.05-0.35mm/r;
切削速度(Vc)=60-m/min。
一次性切削是BN-S20级CBN刀具的原始特征之一。抗冲击性强,耐磨性好,硬度高,硬车削滚珠丝杠效率高。这是传统硬质合金刀具和陶瓷刀具无法比拟的加工效果,
是磨削效率的4-5倍。