摘要：針對多頭絲杠螺紋的加工難點，使用研磨工藝進行零件的精加工。詳細介紹了研磨精加工工藝流程、 研磨劑、研磨參數(shù)的選擇以及研磨工裝的設(shè)計。
1、序言：
超大長徑比多頭絲杠因其傳動效率高、承載力大等優(yōu)點，而被廣泛應(yīng)用于各種大型傳動機械。 但是由于其特殊的螺紋結(jié)構(gòu)以及超大長徑比，所以導(dǎo)致其在加工過程中極易產(chǎn)生顫振，不但大大降低刀具的使用壽命，而且工件的精度和表面質(zhì)量也無法保證。
2、問題分析：
多頭絲杠零件材料為GH4169鎳基高溫合金，總頭數(shù)為7，總長度達4.8m，螺紋M118×2-6g，長徑比高達30以上，齒面輪廓度公差等級在IT2級以上， 公稱直徑及齒頂圓全跳動公差等級在IT3級以上。其制造工藝難點如下。
a. 零件材料硬度高，易產(chǎn)生加工硬化，刀具 磨損嚴重，且零件外形尺寸及長徑比較大，剛性較 差，僅采用車削加工難以保證絲杠螺紋幾何精度及 表面質(zhì)量。
b. 多頭螺紋結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對研磨工裝的設(shè)計及加 工要求極高。
c. 多頭螺紋研磨先例很少見，對加工人員的研磨經(jīng)驗要求較高。
3、工藝分析：
針對超大長徑比多頭絲杠高精加工難題，提出一種多頭螺紋高精研磨技術(shù)。多頭絲杠研磨工藝 流程如圖1所示，主要包括粗研、精研及拋光3個關(guān)鍵步驟，通過設(shè)計并制造專用研磨工裝和優(yōu)化研磨工藝流程，修整螺紋齒形，改善螺紋嚙合及承載狀態(tài)，提高螺紋承載面的表面質(zhì)量，并減小螺紋過渡區(qū)域的導(dǎo)程誤差。3.1、研磨工藝流程：在高精研磨之前的最后一道精密車削中，多頭絲杠螺紋輪廓面各處均勻預(yù)留0.02～0.05mm的研磨余量。多頭絲杠高精研磨工藝流程如下。
a. 恒溫處理：將超大長徑比多頭絲杠放置在 加工環(huán)境中進行恒溫處理，時長務(wù)必＞3h，保證加工環(huán)境溫度穩(wěn)定在（20±2）℃。
b. 清洗零件：將工件起吊裝夾在專用研磨臺上，用洗滌劑或無水乙醇及無紡綢布將其螺紋徹底清潔，去除表面雜質(zhì)。
c. 精度自檢：在工件兩端分別架設(shè)杠桿千分表，找正其基準外圓在0.005mm以內(nèi)，然后用專用 檢測設(shè)備檢測絲杠螺紋的尺寸、幾何精度及表面余量等。
d. 粗研標記：采用粗研工裝配合調(diào)制好的粗研研磨劑，初步研磨工件的絲杠螺紋，根據(jù)粗研工裝及絲杠螺紋表面的顏色分布，初步確定工裝螺紋與絲杠螺紋的接觸情況，進而判斷出工件絲杠螺紋橢圓高低點的分布，并與精密車削后的檢測結(jié)果進行比對。
e. 粗研修型：根據(jù)上一步流程所做的標記， 將粗研研磨劑均勻涂敷在絲杠螺紋的表面，采用粗研工裝對絲杠螺紋的高點進行重點研磨，并在絲 杠螺紋的高點適當(dāng)增加研磨壓力與停留時間，在絲杠螺紋的低點位置則輕輕帶過，去除毛刺即可。如此反復(fù)進行數(shù)次粗研，觀察絲杠螺紋表面的顏色分布，直至絲杠螺紋與粗研工裝的絲杠螺紋的輪廓面能夠全部貼合。粗研過程中，將研磨線速度控制在 40～45m/min，并且必須準備多套粗研工裝，每隔 20～30min更換一次粗研工裝，以此保證粗研工裝磨損均勻，避免因粗研工裝的過度磨損而導(dǎo)致絲杠螺紋產(chǎn)生較大的齒形輪廓誤差。
f. 清洗零件：用洗滌劑或無水乙醇及無紡綢布將工件的絲杠螺紋徹底清潔，去除研磨劑與切屑。
g. 余量自檢：用專用檢測設(shè)備檢測絲杠螺紋的研磨余量、尺寸精度、幾何精度和齒面輪廓度等，要求絲杠螺紋的研磨余量在0.01～0.02mm，尺 寸精度、幾何精度和齒面輪廓度達到最終技術(shù)指標要求的75%以上。
h. 初步精研：將調(diào)制的精研研磨劑均勻涂敷在工件絲杠螺紋的表面，采用精研工裝對絲杠螺紋全程進行初步精研。初步精研前，在精研工裝的矩形調(diào)節(jié)槽中加墊銅皮，并適當(dāng)擰緊精研工裝的調(diào)整螺釘，從而適應(yīng)絲杠螺紋齒面輪廓各處的研磨余量。初步精研過程中，根據(jù)精研工裝在絲杠螺紋不同位置的阻力大小，確定絲杠螺紋形狀及尺寸誤差較大的位置，并通過增加研磨壓力與停留時間對研磨阻力較大的位置進行重點研磨，直至阻力均勻且順滑。
i. 清洗零件：用洗滌劑或無水乙醇及無紡綢布將絲杠螺紋徹底清潔，去除研磨劑與切屑。
j. 多次精研：將調(diào)制的精研研磨劑均勻涂敷在絲杠螺紋的表面，再次采用精研工裝對絲杠螺紋全程進行多次最終精密研磨。研磨前去除銅皮， 并根據(jù)精密研磨過程中的阻力大小，適當(dāng)調(diào)整精研工裝的調(diào)整螺釘，逐步收緊精研工裝，以適應(yīng)精密研磨過程中絲杠螺紋尺寸的變化。精密研磨過程中，將研磨線速度控制在30～35m/min，并且在研磨過程中必須準備多套精研工裝，每完成一次精密研磨，更換一次精研工裝，以此保證精研工裝磨損均勻，避免因精研工裝的過度磨損而導(dǎo)致絲杠螺紋產(chǎn)生較大的加工誤差。
k. 精度終檢：將工件的絲杠螺紋徹底清潔，并采用專用檢測設(shè)備對絲杠螺紋進行最終的精度檢測，確定絲杠螺紋的尺寸及形狀精度、輪廓度、徑向圓跳動、螺距及表面質(zhì)量等各項技術(shù)指標是否滿足圖樣要求；若滿足，則進行螺紋拋光；若不滿足，則重復(fù)多次精研與精度終檢。
l. 螺紋拋光：使用沾有調(diào)制拋光劑的綢布繩帶對工件的絲杠螺紋進行多次全程拋光，直至絲杠螺紋所有齒面的表面粗糙度達到圖樣要求。拋光 過程中須不斷更換沾有調(diào)制拋光劑的綢布繩帶，操作人員必須佩戴防毒護具及防護手套。
