本文關(guān)鍵詞：精密滾珠絲杠表面感應(yīng)加熱淬火工藝研究

  更多相關(guān)文章： 精密滾珠絲杠 表面感應(yīng)加熱淬火 顯微組織 淬硬層 疲勞壽命

【摘要】：精密滾珠絲杠副是精密機(jī)械定位與傳動(dòng)的關(guān)鍵功能部件,其同時(shí)兼具高精度、高效率和可逆性等優(yōu)點(diǎn)。作為關(guān)鍵部件之一,滾珠絲杠的表面硬度和耐磨性是保持滾珠絲杠副精度的重要因素。目前,國內(nèi)滾珠絲杠采用的感應(yīng)加熱淬火工藝普遍存在淬硬層淺、硬度梯度分布不合理、變形大等問題,因而制約了精密滾珠絲杠的定位精度等可靠性能指標(biāo)提升。本文參考國際滾珠絲杠常用的50CrMo4鋼,選用國產(chǎn)55CrMo鋼作為制造Φ80mm規(guī)格的滾珠絲杠材料。針對滾珠絲杠感應(yīng)淬火時(shí)因滾道部位的漏磁現(xiàn)象而導(dǎo)致硬度分布不合理問題,提出對車絲絲杠采用傾斜30°單匝感應(yīng)圈的感應(yīng)加熱淬火工藝和對絲杠光桿采用四匝感應(yīng)圈的感應(yīng)加熱淬火工藝。通過顯微組織觀察、顯微硬度及硬度分布曲線測量、疲勞試驗(yàn)和失效分析,分別對Φ80mm規(guī)格50CrMo4鋼和55CrMo鋼制車絲絲杠和絲杠光桿的感應(yīng)加熱淬火工藝質(zhì)量進(jìn)行了綜合對比分析和研究,結(jié)果表明：(1)國產(chǎn)55CrMo鋼與50CrMo4鋼的化學(xué)成分相近,均具有較高的淬透性。經(jīng)預(yù)先調(diào)質(zhì)熱處理后,國產(chǎn)55CrMo鋼中的回火索氏體組織更均勻、細(xì)小,有利于后續(xù)表面感應(yīng)加熱淬火工藝的進(jìn)行。但是,Φ80mm55CrMo鋼滾珠絲杠采用企業(yè)現(xiàn)行的表面感應(yīng)加熱淬火工藝無法獲得理想的淬硬層組織及硬度分布梯度,而滾道底部硬度過低則明顯降低了耐磨性和抗接觸疲勞性能。(2)車絲絲杠采用傾斜30°單匝感應(yīng)圈的表面感應(yīng)淬火工藝處理后,其滾道底部的淬火效果有所改善。而絲杠光桿采用四匝感應(yīng)線圈的表面感應(yīng)加熱淬火工藝處理后,淬火效果明顯改善,其淬硬層深度明顯增加,淬硬層組織中未溶碳化物分布均勻,提高了耐磨性及抗接觸疲勞性能。(3) Φ80mm55CrMo鋼絲杠光桿采用四匝感應(yīng)圈的表面感應(yīng)加熱淬火工藝優(yōu)化參數(shù)是：功率160kW、淬火速度240mm/min、冷卻液濃度7.5%、冷卻距離35mm。絲杠光桿經(jīng)此優(yōu)化淬火工藝處理后,表面淬火效果最好。(4)疲勞試驗(yàn)和失效分析的綜合結(jié)果表明,Φ80mm 55CrMo鋼滾珠絲杠副的疲勞壽命可以滿足額定壽命要求,而且優(yōu)于臺灣上銀Φ80mm 50CrMo4鋼滾珠絲杠副。失效后的55CrMo岡滾珠絲杠滾道僅出現(xiàn)輕微壓痕,未發(fā)生嚴(yán)重的疲勞失效,具有良好的耐磨性及抗接觸疲勞性能。因此,Φ80mm規(guī)格滾珠絲杠選用國產(chǎn)55CrMo鋼和采用四匝感應(yīng)圈的表面感應(yīng)加熱淬火工藝可以滿足精密滾珠絲杠表面淬硬層的工藝質(zhì)量要求,具有重要的推廣應(yīng)用價(jià)值,為提高我國精密滾珠絲杠的生產(chǎn)技術(shù)水平奠定了有利的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和可行性依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：精密滾珠絲杠 表面感應(yīng)加熱淬火 顯微組織 淬硬層 疲勞壽命
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG156.3
【目錄】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-13
• 第1章 緒論13-28
• 1.1 本課題的目的及意義13-14
• 1.2 表面感應(yīng)加熱淬火概述14-19
• 1.2.1 表面感應(yīng)加熱基本原理14-17
• 1.2.2 表面感應(yīng)加熱淬火的組織與性能17-18
• 1.2.3 表面感應(yīng)加熱淬火工藝18-19
• 1.3 表面感應(yīng)加熱淬火設(shè)備19-23
• 1.3.1 設(shè)備參數(shù)的選擇19-21
• 1.3.2 感應(yīng)器的設(shè)計(jì)21-23
• 1.4 滾珠絲杠表面感應(yīng)加熱淬火工藝研究23-27
• 1.4.1 表面感應(yīng)加熱淬火工藝現(xiàn)狀24-26
• 1.4.2 表面感應(yīng)加熱淬火工藝研究進(jìn)展26-27
• 1.5 本課題的主要研究內(nèi)容27-28
• 第2章 試驗(yàn)材料及方法28-34
• 2.1 試驗(yàn)材料28-29
• 2.1.1 表面感應(yīng)加熱淬火工藝試驗(yàn)材料28
• 2.1.2 疲勞壽命試驗(yàn)材料28-29
• 2.2 試驗(yàn)方案29
• 2.3 試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)參數(shù)29-32
• 2.3.1 試驗(yàn)設(shè)備29-30
• 2.3.2 試驗(yàn)參數(shù)30-32
• 2.4 測試與分析方法32-34
• 2.4.1 顯微組織分析32
• 2.4.2 硬度分布梯度檢測32
• 2.4.3 掃描電鏡(SEM)微觀形貌分析32-34
• 第3章 企業(yè)現(xiàn)行滾珠絲杠熱處理工藝的質(zhì)量分析34-41
• 3.1 55CrMo鋼和50CrMo4鋼的淬透性分析34-35
• 3.2 預(yù)先熱處理工藝的質(zhì)量分析35-36
• 3.3 表面感應(yīng)加熱淬火工藝的質(zhì)量分析36-40
• 3.3.1 顯微組織分析36-39
• 3.3.2 顯微硬度分析39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第4章 表面感應(yīng)加熱淬火工藝的優(yōu)化41-50
• 4.1 采用傾斜感應(yīng)圈的表面感應(yīng)加熱淬火工藝41-44
• 4.1.1 顯微組織分析41-43
• 4.1.2 顯微硬度分析43-44
• 4.2 采用四匝感應(yīng)圈的表面感應(yīng)加熱淬火工藝44-48
• 4.2.1 顯微組織分析45-47
• 4.2.2 顯微硬度分析47-48
• 4.3 本章小結(jié)48-50
• 第5章 疲勞試驗(yàn)與失效分析50-62
• 5.1 博特GD8020×1100滾珠絲杠副的失效分析50-57
• 5.1.1 宏觀形貌觀察50-51
• 5.1.2 SEM微觀形貌分析51-53
• 5.1.3 顯微組織分析53-56
• 5.1.4 顯微硬度分析56-57
• 5.2 臺灣上銀GD8020×1100滾珠絲杠副的失效分析57-61
• 5.2.1 宏觀形貌觀察57
• 5.2.2 SEM微觀形貌分析57-59
• 5.2.3 顯微組織分析59-60
• 5.2.4 顯微硬度分析60-61
• 5.3 本章小結(jié)61-62
• 第6章 結(jié)論62-64
• 參考文獻(xiàn)64-72
• 致謝72-73
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文73
• 攻讀碩士期間參加的科研項(xiàng)目73
• 攻讀碩士期間獲得的獎(jiǎng)勵(lì)情況73-74
• 附件74

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李敬宇;冷軋滾珠絲杠的選擇與使用[J];機(jī)械工人.冷加工;2005年03期

2 曹巨江;李龍剛;劉言松;孫建功;;基于有限元法的高速空心滾珠絲杠系統(tǒng)熱特性仿真[J];組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù);2010年12期

3 曹巨江;李龍剛;劉言松;孫建功;;不同工況下高速空心滾珠絲杠的熱特性研究[J];組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù);2011年03期

4 葛繼承 ,二宮瑞穗;滾珠絲杠的摩擦和溫升[J];機(jī)床;1981年03期

5 王玉璞;滾珠絲杠傳動(dòng)的發(fā)熱及其計(jì)算[J];機(jī)床;1986年02期

6 黃紀(jì)淮;滾珠絲杠淬后變形規(guī)律的深討[J];機(jī)床;1991年04期

7 二宮瑞穗,宮口和男;滾珠絲杠高速化的最新技術(shù)動(dòng)向[J];現(xiàn)代制造;2002年09期

8 ;滾珠絲杠高速化的技術(shù)對策[J];制造技術(shù)與機(jī)床;2003年12期

9 武永利;滾珠絲杠的選用與校核[J];機(jī)械制造與自動(dòng)化;2003年05期

10 ;滾珠絲杠的最新技術(shù)動(dòng)向[J];現(xiàn)代制造;2003年08期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 王健;高明月;董學(xué)哲;;滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算[A];2002年黑龍江省機(jī)械工程學(xué)會年會論文集[C];2002年

2 羅容;李凌豐;彭鐵柱;項(xiàng)林輝;;基于有限元的滾珠絲杠的應(yīng)力分析與研究[A];第四屆中國CAE工程分析技術(shù)年會論文集[C];2008年

3 ;滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算(英文)[A];2002年黑龍江省機(jī)械工程學(xué)會年會論文集[C];2002年

4 孫奎洲;周金宇;;基于Matlab的滾珠絲杠可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)[A];2010年全國機(jī)械行業(yè)可靠性技術(shù)學(xué)術(shù)交流會暨第四屆可靠性工程分會第二次全體委員大會論文集[C];2010年

5 焦衛(wèi)兵;吳志國;李富強(qiáng);;滾珠絲杠傳動(dòng)的熱變形對機(jī)床精度的影響[A];第三屆十省區(qū)市機(jī)械工程學(xué)會科技論壇暨黑龍江省機(jī)械工程學(xué)會2007年年會論文（摘要）集[C];2007年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 本報(bào)記者 嚴(yán)曼青;滾珠絲杠企業(yè)遭遇鋼材漲價(jià)困局[N];機(jī)電商報(bào);2008年

2 本報(bào)記者 徐俊霞;上銀科技執(zhí)著于功能部件創(chuàng)新[N];機(jī)電商報(bào);2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 盧禮華;基于滾珠絲杠的大行程納米定位系統(tǒng)建模和控制技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

2 李彥鳳;滾珠絲杠旋風(fēng)硬銑削加工熱變形誤差及其控制技術(shù)研究[D];山東大學(xué);2014年

3 何王勇;數(shù)控機(jī)床雙軸同步控制技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 潘恒沛;滾珠絲杠原材料預(yù)先熱處理及組織性能一致化研究[D];南京理工大學(xué);2015年

2 施棱艦;微型精密滾珠絲杠抗逆運(yùn)動(dòng)能力研究與測試[D];北華航天工業(yè)學(xué)院;2015年

3 楊蕾;滾珠絲杠副軸向靜剛度試驗(yàn)臺測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)分析[D];南京理工大學(xué);2015年

4 劉鵬飛;滾珠絲杠磨削加工誤差預(yù)測補(bǔ)償關(guān)鍵技術(shù)研究[D];山東大學(xué);2015年

5 閆野;精密滾珠絲杠表面感應(yīng)加熱淬火工藝研究[D];山東大學(xué);2015年

6 張洪國;滾珠絲杠傳動(dòng)副的接觸力學(xué)模擬與靜動(dòng)態(tài)特性分析[D];吉林大學(xué);2011年

7 王淑坤;滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)定位精度分析[D];大連理工大學(xué);2006年

8 何震;機(jī)床滾珠絲杠系統(tǒng)熱特性分析及其熱變形補(bǔ)償[D];西南交通大學(xué);2009年

9 何選景;冷滾打滾珠絲杠理論研究[D];河南科技大學(xué);2010年

10 劉莉;精密滾珠絲杠螺旋線誤差動(dòng)態(tài)測試技術(shù)的研究[D];山東大學(xué);2006年

，

本文編號：749255