滚珠丝杠超音频感应淬火机床一般为卧式结构,因为丝杠长达5-6m,如果采用立式,即使采用变压器与感应器移动,其操作 还是十分不便的。滚珠丝杠感应淬火机床采用晶闸管中频电源,有两档功率与频率,即160kW/10kHz与50kW/30kHz。前者是 用于直径较粗的丝杠,后者用于直径较细的丝杠。工件最长为6m。滚珠丝杠感应淬火的关键技术是控制它的变形。变形有两 个方面:首先是弯曲变形,这是细长工件都要碰到的问题;其次是伸长变形,对滚珠丝杠来说,就是它的螺距的伸长与缩短 。如果超音频感应淬火后螺距伸长太多,随着丝杠长度的增加,累积伸长量超过一定值,螺距尺寸超过公差,丝杠就会报废。
这台超音频感应淬火机床设计上采取了一些措施:①采用半环感应器,它的电流除周向流动外,还有纵向部分,使螺纹顶与 底均能加热;②通过间隔定位块跨在丝杠上进行扫描淬火,由壬定位块紧跨在丝杠杠又是转动着加热,可使加热均匀;③安 装了支承丝杠的限变形滚子,减少了弯曲变形。这台机床的特点是具有长度修正。丝杠在淬硬深度较浅时,长度会缩短,淬 硬层深度较深时,长度会增加。丝杠在超音频感应淬火时,机床尾座中的长度测量装置会及时测出丝杠长度变化值精确到 0.01lmm,淬火小车下的淬火距离测量装置同时不断测出已经淬火的长度L(精确到0.01mm)。上述两种信号输入到设备的计 算机后,即可求出丝杠淬火过程中的“螺距变化千分比”。此值与“预置修正量”相比,若实际的“螺距变化千分比”小于 “预置修正量”时,计算机会发出信号,使扫描速度降低,丝杠淬硬层加深,伸长量加大;反之,计算机发出相反信号,加 快扫描速度,丝杠淬硬层变浅,伸长量减小。通过上述过程的不断反复,使丝杠实际“螺距变化千分比”始终接近于“预置 修正量”,这样达到了淬火过程中的长度变化控制。滚珠丝杠的加热也在这台机床上进行,利用回程进行加热。加热后在机 床上再一次进行冷却,完成了热处理工序。
这台机床的计算机连接打印机,打印出每个淬火件的测量结果,此报告可作质量记录卡用。现在超音频感应淬火机床淬火工 艺上能达到5000mm长丝杠,伸长变化土0.17mm。此机床的喷液器结构也有特点:第一段是喷嘴,以雾状喷出4%(质量分数) 的聚合物水溶液(高压小流量);第二段是低压大流量冷却工件的低温转变阶段。滚珠丝杠装备的电源,现在又发展为三种 频率,对不同直径的丝杠可有更恰当的选择。