Кульковий гвинт може виглядати як вал гвинта, оснащений гайкою, але його продуктивність залежить від набагато складнішого виробничого процесу. Точність свинцю, геометрія доріжки кочення, твердість поверхні, попереднє натягування та циркуляція кульки – усе це необхідно контролювати, перш ніж вузол зможе перетворити обертальний рух у стабільний лінійний рух.
Theпроцес виготовлення кулькових гвинтівне є ідентичним для кожного продукту. Катаний кульковий гвинт утворює доріжку кочення вала шляхом пластичної деформації, а шліфований кульковий гвинт створює остаточну доріжку кочення шляхом точного шліфування. Гайка, система повернення, кульки та кінці валу також потребують окремої обробки та перевірки.
У цій статті описано основні етапи виробництва-від перегляду креслення та підготовки матеріалу до складання та остаточного тестування-і пояснюється, як кожен етап впливає на готовийкульковий гвинт.
| Стадія виробництва | Основна операція | Що треба контролювати |
|---|---|---|
| 1. Огляд специфікації | Підтвердьте розміри та вимоги до продуктивності | Діаметр, випередження, довжина, точність, навантаження, попередній натяг і кінцева обробка |
| 2. Підготовка матеріалу | Вирізати та підготувати заготовки вала та гайки | Сорт матеріалу, прямолінійність, дефекти та припуск на обробку |
| 3. Формування доріжки | Накатуйте або відшліфуйте доріжку кочення вала; обробіть доріжку кочення гайки | Вивід, профіль канавки, діаметр кроку та стан поверхні |
| 4. Теплова обробка | Зміцніть контактні-поверхні кочення | Твердість поверхні, ефективна глибина корпусу та спотворення |
| 5. Фінішна обробка | Обробіть доріжки кочення, цапфи, плечі та нитки | Биття, концентричність, обробка поверхні та монтажні розміри |
| 6. Збірка | Встановіть кульки, зворотні компоненти, ущільнення та мастило | Циркуляція м'яча, попереднє натяг, осьовий зазор і плавний рух |
| 7. Перевірка | Вимірювання розмірів і функціональних характеристик | Точність ходу, крутний момент, люфт, шум і відстежуваність |
1. Огляд специфікації
Виробництво починається до того, як буде розрізаний будь-який метал. Необхідний діаметр вала гвинта, номінальний висновок, довжину різьби, загальну довжину, конфігурацію гайки, монтажний інтерфейс і геометрію кінця вала-спершу потрібно визначити.
Вимоги до продуктивності не менш важливі. Виробнику необхідно знати необхідну точність позиціонування, осьове навантаження, швидкість, термін служби, жорсткість і допустимий осьовий зазор. Ці умови впливають на маршрут виробництва, ступінь точності, розмір кулі, кількість завантажених ланцюгів і метод попереднього навантаження.
Торцева обробка також має бути підтверджена на цьому етапі. Шийки підшипників, плечі, утримуюча різьба, шпонкові канавки та гнізда муфти повинні відповідати вибраним опорним вузлам і з’єднанню двигуна. Точно виготовлена доріжка кочення не може компенсувати неправильно визначені монтажні кінці.
2. Підготовка сировини
Вал гвинта та гайка готуються як окремі заготовки, оскільки вони виконують різні функції та можуть вимагати різних матеріалів або термо-обробки. У DLY S55C зазвичай використовується для кулькових гвинтів, тоді як 20CrMo використовується для гайок. Фактичний матеріал все ще повинен бути обраний відповідно до конструкції продукту та експлуатаційних вимог.
Вхідний матеріал перевіряють на сортність, розміри, дефекти поверхні та основну прямолінійність. Потім прутки та поковки розрізають із достатнім припуском на точіння, термічну-деформацію та остаточну обробку.
Попереднє точіння встановлює опорні поверхні і видаляє надлишки матеріалу. Залежно від стану матеріалу та способу виробництва, для зменшення залишкової напруги перед-високоточною обробкою можна-використовувати обробку для зняття напруги. Це допомагає обмежити спотворення під час наступних операцій.
3. Формування доріжки кочення гвинтового вала
Гвинтова канавка на валу гвинта утворює одну сторону доріжки кочення кульки. Його випередження, профіль, діаметр кроку та консистенція безпосередньо впливають на точність ходу, розподіл навантаження та крутний момент. Два поширених способи виробництва - прокатка і шліфування.
Виробництво кулькових гвинтів
Під час накочування різьби загартовані матриці притискаються до заготовки валу та пластично зміщують матеріал, утворюючи гвинтову канавку. Матеріал переміщується, а не видаляється. Цей метод забезпечує високу ефективність виробництва і широко використовується для стандартних промислових кулькових гвинтів.
Параметри прокатки, такі як положення матриці, тиск, подача та діаметр заготовки, необхідно контролювати, щоб підтримувати необхідний профіль канавки та випередження. Потім вал може пройти термічну обробку, вирівнювання та обробку поверхні відповідно до визначеного плану виробництва.
DLY зазвичай постачає холоднокатані кулькові гвинти C7 для загального обладнання з ЧПК, систем автоматизації, пакувального обладнання та інших застосувань, де важливі як надійне позиціонування, так і економічне виробництво.
Виробництво заземлених кулькових гвинтів
Для шліфованої кулькової гвинти вал спочатку піддається грубій-механічній-обробці та термічній-обробці. Потім загартована доріжка кочення завершується за допомогою прецизійної різьбошліфувальної-машини. Шліфування видаляє контрольовану кількість матеріалу для встановлення остаточної геометрії канавки та точності.
Контроль температури особливо важливий під час точного шліфування. Тепло, що виділяється в зоні контакту, може впливати на розміри, а зміни температури навколишнього середовища можуть впливати на вимірювання по довгій-осі. Таким чином, стан шліфувального-круга, вирівнювання машини та зворотний зв’язок вимірювання повинні контролюватися протягом усього процесу.
Шліфовані кулькові гвинти DLY можуть бути виготовлені з точністю C5 для обладнання, яке потребує жорсткішого контролю позиціонування. Потрібну точність слід визначати на основі фактичних потреб машини та позиціонування, а не лише на основі методу виробництва.
| Пункт | Прокатний гвинтовий вал | Вал заземлюючого гвинта |
|---|---|---|
| Формування доріжки | Пластичне деформування вальцьовими штампами | Зняття матеріалу за допомогою точного шліфування |
| Типова технологічна позиція | Канавка, як правило, формується перед остаточним затвердінням і обробкою | Кінцева канавка шліфується після затвердіння |
| Характеристика виробництва | Ефективний для стандартного-серійного виробництва | Більше часу на обробку та вимірювання |
| Загальна точність DLY | C7 | C5 |
Точна послідовність може змінюватися залежно від матеріалу, методу загартування, розмірів шнека та схеми процесу виробника. «Прокат» і «шліфований» описують, як виготовляється доріжка кочення гвинта; вони самі по собі не визначають кожну особливість готової збірки.
4. Виробництво кулькової гайки
Кульова гайка - це не просто різьбова втулка. Він містить внутрішню гвинтову доріжку кочення та систему повернення, яка спрямовує кожну кульку від кінця однієї навантаженої схеми назад до початкової точки.
Виробництво горіхів зазвичай включає підготовку заготівлі, точіння, свердління елементів кріплення та змащування, обробку внутрішньої доріжки кочення, обробку зворотного-шляху, термічну обробку та кінцеву обробку. Розміри фланців і положення монтажних-отворів необхідно контролювати, оскільки вони визначають, як розташована гайка на столі машини чи корпусі гайки.
Конструкції внутрішньої зворотної труби, торцевої-зворотної кришки та зовнішньої зворотньої-трубки потребують різних операцій обробки та складання. Незалежно від конструкції, перехід між навантаженою доріжкою кочення та зворотним шляхом має дозволяти кулькам циркулювати без ударів, заклинювання чи ненормального шуму.
5. Термічна обробка та випрямлення
Доріжки кочення гвинта та гайки неодноразово несуть зосереджені контактні навантаження. Тому їхні робочі поверхні вимагають достатньої твердості та глибини загартування, щоб протистояти зносу та контактній втомі, тоді як серцевина компонента повинна зберігати належну міцність.
Температуру-термічної обробки, глибину нагрівання, умови охолодження та відпустку необхідно контролювати відповідно до матеріалу та конструкції. Перевірка може включати вимірювання-поверхневої твердості, перевірку-загартованого шару та металографічний огляд технологічних зразків.
Нагрівання та охолодження може спричинити вигин довгого вала гвинта. Прямість перевіряють після термічної обробки, а при необхідності проводять контрольоване рихтування. Надмірна корекція може створити нове залишкове напруження, тому рихтування необхідно проводити разом із повторними вимірюваннями биття.
6. Оздоблення кінців-доріжки кочення та валу
Після загартування доріжка кочення та контрольні поверхні піддаються фінішній обробці, необхідній для обраного виробничого маршруту. Шліфувальні гвинти проходять точне шліфування різьблення, тоді як катані гвинти можуть бути випрямлені, поліровані або інші фінішні операції без перетворення закатаної канавки в шліфовану канавку.
Кінці валів оброблені для фіксованих і опорних підшипників, контргайок і муфт двигуна. До важливих характеристик належать діаметр-сидіння підшипника, положення плеча, розміри різьби, обробка поверхні та концентричність доріжки кочення гвинта.
Погана концентричність цапфи може викликати вібрацію та циклічне навантаження, навіть якщо сама доріжка кочення є точною. Тому кінцеву обробку слід перевіряти як частину функціонального кулькового гвинта, а не розглядати як непов’язану вторинну операцію.
7. Вибір і збірка м'яча
Перед складанням вал гвинта, гайка, кульки та зворотні компоненти очищаються від абразивних частинок, стружки та залишків обробки. Забруднення, введене на цьому етапі, може пошкодити готові доріжки кочення під час перших робочих циклів.
Прецизійні кульки вибираються за ступенем діаметра та підбираються до виміряного стану доріжки кочення. Вони завантажуються в гайки контурів, після чого встановлюються зворотні компоненти, сальники або склоочисники. Потім гайка переноситься на вал гвинта за допомогою монтажної втулки або іншим контрольованим способом, щоб запобігти виходу кульок.
Мастило наноситься у вказаній кількості, і гайка переміщується через її корисний хід. Це підтверджує, що кульки плавно проходять як через навантажені канавки, так і через зворотний шлях.
8. Попереднє натяг і осьовий зазор
Розмір кулі та відповідність доріжки кочення визначають початковий осьовий зазор або попереднє натяг. Залежно від конструкції гайки, попереднє натяг може встановлюватися через великі кульки, структуру зі зміщеним- кроком, прокладки або розташування подвійних- гаек.
Попереднє натяг усуває або зменшує осьовий люфт і збільшує жорсткість, але більше не означає автоматично краще. Надмірне попереднє навантаження збільшує момент тертя, виділення тепла та внутрішню контактну напругу. Недостатнє попереднє навантаження може призвести до втрати руху під реверсивними навантаженнями.
Таким чином, правильна ціль повинна ґрунтуватися на поведінці позиціонування, жорсткості, швидкості, температурі та очікуваному терміні служби. Зібрану гайку перевіряють як на осьовий рух, так і на постійність крутного моменту, а не оцінюють лише за тим, наскільки щільно вона прилягає до валу.
9. Підсумкова перевірка
Остаточна перевірка пов’язує процес виробництва з фактичними характеристиками кулькової гвинти. План перевірки залежить від ступеня точності, розмірів, типу гайки та вимог замовника.
| Пункт перевірки | призначення | Виявлено можливу проблему |
|---|---|---|
| Вимірювання випередження та ходу | Перевірте лінійний хід, спричинений обертанням вала | Сукупна помилка випередження або місцева варіація шляху |
| Осьовий зазор | Підтвердьте стан люфту або попереднього натягу | Неправильна відповідність кулі або регулювання попереднього натягу |
| Динамічний крутний момент | Оцініть опір робочим ходом | Місцеві вузькі місця, перешкоди-зворотного шляху або забруднення |
| Биття валу | Перевірте прямолінійність і контроль-вирівнювання поверхні | Деформація-термічної обробки або неточна механічна обробка торців |
| Твердість і глибина загартування | Перевірте термічну обробку доріжки кочення | Недостатнє загартовування або непослідовне лікування |
| Перевірка шуму та циркуляції | Підтвердьте стабільне повернення м’яча | Повернення-дефектів компонентів, уламків або пошкоджених куль |
ISO 3408 надає міжнародно визнану термінологію та концепції прийнятності для кулькових гвинтів. Відповідні пункти перевірки та допуски мають бути чітко вказані на кресленні, специфікації закупівлі чи угоді про перевірку, а не випливати із загального опису продукту.
10. Очищення, збереження та відстеження
Готовий кульковий гвинт повинен залишатися чистим після огляду. Відкриті поверхні захищені від корозії, а збірка упакована, щоб запобігти ударам, забрудненням і згинанням під час транспортування. Довгі стрижні потребують відповідної опори всередині упаковки.
Ідентифікація продукту має пов’язувати вузол із записами про матеріал, термічну-обробку, обробку та перевірку. Ця відстежуваність важлива під час підтвердження спеціальної специфікації або дослідження проблеми продуктивності після встановлення.
Як виробництво впливає на продуктивність
Жодна операція не визначає якість кулькової гвинтової передачі. Остаточні характеристики є результатом взаємодії точності доріжки кочення, цілісності поверхні, глибини загартування, прямолінійності вала, геометрії гайки, відповідності кульок, конструкції циркуляції та чистоти складання.
- Точність позиціонуваннязалежить в основному від контролю виведення та вимірювання ефективного ходу.
- Жорсткість і люфтна них впливає геометрія доріжки кочення, вибір кульки та попереднє навантаження.
- Плавний хідвимагає постійних канавок, точної циркуляції кульок і чистого складання.
- Термін службизалежить від якості матеріалу, термічної обробки, розподілу навантаження, змащення та умов експлуатації.
- Висока-стабільність швидкостіна нього впливає прямолінійність вала, точність-кріплення цапф, збалансованість і дизайн-системи повернення.
Висновок
Повний процес виробництва кулькових гвинтів включає перевірку специфікацій, підготовку матеріалу, формування доріжок кочення, термічну обробку, точну обробку, виготовлення гайки, завантаження кульки, регулювання попереднього натягу та остаточну перевірку. Катані та шліфовані кулькові гвинти мають різні шляхи-виробництва, але обидва вимагають скоординованого керування валом, гайкою, кульками та системою повернення.
При замовленні стандартного абоіндивідуальний кульковий гвинт, чітко визначені вимоги до точності, навантаження, швидкості, попереднього натягу та кінцевої-обробки дозволяють виробнику вибрати відповідний і перевірений маршрут виробництва.
FAQ
Як виготовляють кулькові гвинти?Доріжка кочення валу гвинта зазвичай виготовляється шляхом накатки різьблення або точного шліфування. Прокатка формує канавку шляхом пластичної деформації, тоді як шліфування видаляє матеріал із загартованого вала для отримання остаточної геометрії канавки.
Ні. Кулькові гвинти з прецизійним шліфуванням отримують остаточне шліфування різьби після загартування. Катаний кульковий гвинт зберігає доріжку кочення, утворену коченням, і може пройти подальшу термічну обробку, випрямлення та обробку поверхні, не перетворюючись на шліфований кульковий гвинт.
Термічна обробка надає контактним-поверхням кочення твердість і глибину загартування, необхідні для опору зношенню та контактній втомі. Вибраний процес також повинен контролювати спотворення та зберігати достатню міцність серцевини.
Попереднє натяг може бути створено за допомогою вибраних діаметрів кульок, зсувної-гайки, прокладок або конструкції подвійної-гайки. Метод залежить від конструкції гайки та необхідних характеристик жорсткості, крутного моменту та осьового-зазору.
Важлива інформація включає діаметр валу, висувну довжину, загальну довжину та довжину різьблення, ступінь точності, тип гайки, вимоги до попереднього натягу чи осьового-зазору, креслення торцевої-обробки, навантаження, швидкість та робоче середовище.
Список літератури
- ISO 3408, Термінологія-кулькових гвинтів, умови прийняття та відповідні специфікації.
- Загальні інженерні принципи виробництва катаних і шліфованих кулькових гвинтів, термічної обробки, складання та контролю.
Підтримка специфікації кулькового гвинта
Щоб отримати допомогу з кульковими кульковими гвинтами C7, шліфованими кульковими гвинтами C5, попереднім натягом або спеціальною обробкою кінців-вала,зв'яжіться з DLYвdlyexport2@dlybearing.comабоWhatsApp +86 166 0578 8856.
