丝杠加工工艺有哪些？

磨削为精密丝杠的主要加工方式，核心工序包括螺纹加工、丝杠校直及热处理。

丝杠的 加工方式有磨削和冷轧两种，两者区别在于丝杠的加工，螺母加工都是用磨削工艺。磨 削是利用高速旋转的磨具或磨料切除工件表面多余材料的加工方法，属于精加工方式， 精度等级可达 C5 级甚至更高，缺点是生产效率低，工艺周期约为 30-50 天，且制造成本 高。冷轧即滚压成形，相比磨削生产效率更高，工艺周期约为 1-3 天，但制成的丝杠精度 一般只有 C7 或 C10 级，适合于大批量生产。生产精密滚珠/柱丝杠的常用方法为“粗车 +精磨”，包括从毛坯下料到装配入库共二十多道工序。无论丝杠或螺母都要经过切削加 工工序、热处理工序和辅助工序等，切削加工工序安排遵循“先粗后精”“基面先行”和 “先主后次”的一般原则。

1、螺纹加工。常见的螺纹加工方法有滚压加工和切削加工两大类。螺纹滚压是基于塑性变形原理，使 用成形模具挤压工件以获得螺纹的方法，根据模具不同可分为搓丝和滚丝两种。切削加 工所获得的金属纤维是断开的，而滚压加工能产生连续的金属纤维，因而加工表面光洁 度好、硬度和强度高，其生产效率也高出切削加工数倍或几十倍，是适合于对精度要求 不高的梯形丝杠的一种经济高效的加工方式。但是滚压成形方法对材料硬度、材料脆性、 螺纹孔形状和外径等的要求较高，使用范围受到很大限制。螺纹切削是利用成形刀具或 磨具在工件表面加工出螺纹的方法，包括车削、磨削、铣削、攻丝以及套丝。车削、磨 削、铣削属于机械加工范畴，生产自动化程度较高、产品一致性较好，一般而言加工精 度：磨削>铣削>车削，加工效率则反之。攻丝和套丝一般为手工操作，加工质量既取决 于丝锥或板牙的精度，也依赖于工人的熟练程度，通常只用于小直径螺纹的加工。

精度等级更高的滚珠丝杠要求较高的螺纹加工精度，尤其行星滚柱丝杠的螺纹加工直接 影响产品制造成功与否。目前西方发达国家普遍采用磨削或铣削方法，旋风铣可一次性 铣出目标精度，而依托国内现有切削加工技术，丝杠在车床或铣床上加工后仍需进一步 磨削才能获得较高精度。

2、丝杠校直。校直是对丝杠进行弯曲校正，使其恢复直线状态。细长类丝杠零件在热处理后由于热应 力和组织应力的复合作用容易产生变形，或者在切削过程中会由于力的作用受振引发弯 曲，导致形变量超出公差范围，进而影响工件质量甚至阻碍后续热处理、螺纹加工等工 序。要使弯曲丝杠恢复直线状态，可以通过施加外力的方式让零件产生反向弯曲（即压 力校直），直至残留变形与初始变形相等，则丝杠刚好完成校直。 校直分为冷态校直和热态校直，后者更利于保持零件精度。冷态校直是在室温下施加外 力的校直方法，又分为冷压校直、冷态正击校直和冷态反击校直。以冷压校直为例，将 测量后的零件凸起部位向上水平放置，对凸起一面施加压力使其塑性变形，根据“矫枉 过正”的道理，一般需要压至低于水平线少许，然后利用零件自身回弹抵消过量的反向 弯曲。热态校直在一定温度下进行，既可以对变形部位进行局部加热随后使其骤冷收缩， 比如热点校直，也可以在热处理后，等到零件冷却至一定程度时迅速进行测量并施以压 力，比如热压校直。热态校直后的零件能够长期保持工艺要求以内的尺寸和形状，而冷 态校直受外力作用又可能会反弹回去，造成零件精度降低。

主要设备为丝杠自动校直机，国内成熟自主供货。目前国内外已基本完成从传统手工校 直到机器自动校直的升级，全自动校直机由控制系统来完成零件的直线度检验以及校直 过程，机器配备的专门测试传感器以及高精度编码器等能实现稳定测量以及精准定位， 相比手工校直其效率及准确度大幅提高。供应商方面，国外丝杠自动校直机龙头包括德 国 MAE、意大利 Galdabini、日本 Kokusai 和德国 KBH 等，国内厂商有中机试验装备、 上海北友、长春上科机械等，自动化设备基本实现国产替代，可满足下游丝杠加工需求。

3、热处理。热处理是指将工件在固态下加热、保温和冷却，使其内部组织发生转变，从而获得所需 力学性能、物理性能和化学性能的一种工艺。根据加热和冷却方法的不同，热处理可以 分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。