作为主要零件的上银导轨,要求其工作时承受正向(上下)载荷与侧向载荷,与滚子相互运动承受摩擦力,以及高精度、平稳直线运动时耐温度变化的尺寸稳定性。其主要的失效形式为接触疲劳损坏和重压下产生的塑性变形。因此,要求上银导轨整体必须具有较好的综合力学性能(即一定的强度与韧性配合)和较好的耐温度变化的尺寸稳定性,其工作部位(即V形面)要求具备高硬度、高强度、高耐磨性。
一、服役条件和性能要求机床的床身、立柱、横梁和转台等都有导轨。机床的精度、加工精度和使用寿命在很大程度上取决于导轨的几何精度和内在质量。机床导轨分为滑动导轨、静压导轨和滚动导轨三种类型。其中,滚动导轨副是由两根V形滚道的导轨、滚子保持架、圆柱滚子等组成的,如图2—26所示,通过相互交叉排列的滚子在V形滚道表面上的往复运动,可承受各个方向载荷,是实现高精度、平稳直线运动的滚动功能部件。
二、选材
根据对工件应有较好的综合力学性能和较好的耐温度变化的尺寸稳定性要求,以及工作部位的高硬度、高强度、高耐磨性要求,一般可选择两种方案:一是采用碳素工具钢(如T10A、T12A钢等)并进行淬火;二是参照轴承零件工作时套圈与滚子运动承载要求选用轴承钢并进行淬火。目前,碳素工具钢长杆件淬火工艺性不好,特别是淬火后的变形要求控制较难;另外,采用轴承钢淬火后工件的耐温度变化的尺寸稳定性较好(轴承钢常用于制作量具),因此,最终选择了轴承钢。
三、工艺路线编制和冷、热工序安排
选择GCrl5钢淬火作为最终热处理工序,必须在淬火前做好原始组织准备。根据GB/T 18254–2002《高碳铬轴承钢》和JB/T1225–2001《高碳铬轴承钢滚动轴承零件热处理技术条件》规定,确定材料的预备热处理要求。
四、制订锻造和热处理工艺及质量检测要求。
在现代化的机械设备中,直线滚动导轨副作为精密定位、自动控制、驱动机构和运动转换的重要基础元件之一,已广泛地应用于电加工机床、加工中心和数控机床等精密设备上。