精密滚珠丝杠感应淬火工艺的数值模拟及工艺参数优化

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• 作者：李辉平贺连芳崔洪芝孔令亮盖康李木森
• 会议时间：2014-08-01
• 关键词：数控机床 ; 滚珠丝杠 ; 感应加热 ; 淬火工艺 ; 参数优化 ; 数值模拟
• 作者单位：李辉平,贺连芳,崔洪芝,孔令亮,盖康(山东科技大学材料科学与工程学院,山东 青岛 266590)李木森(山东大学材料科学与工程学院,山东 济南 250061)
• 母体文献：第10届中国热处理活动周暨中国热处理技术路线图论坛论文集
• 会议名称：第10届中国热处理活动周暨中国热处理技术路线图论坛
• 会议地点：青岛
• 主办单位：中国机械工程学会热处理分会
• 语种：chi

摘要

为了改善精密滚珠丝杠感应淬火后的淬硬层分布,借助工艺实验和数值模拟技术,优化了丝杠感应加热及冷却工艺参数.利用端部淬火实验研究了奥氏体化温度对于55CrMo钢淬火后微观组织及性能的影响,通过Gleeble 1500D热模拟实验机得到了加热速度对于奥氏体转变开始温度和终止温度的影响规律.根据目前生产过程中采用的单感应圈感应淬火工艺,构建了丝杠感应加热的有限元模型,通过数值模拟得到了沟道顶部和底部区域的温度曲线.经分析得知,单感应圈感应淬火工艺会导致丝杠表层区域淬硬层分布不合理,沟道底部淬硬层浅、硬度低、无等硬层等问题.针对单感应圈感应淬火工艺的不足,提出了双感应圈感应加热工艺,并建立了丝杠感应加热的有限元模型,借助数值模拟结果得到了双感应圈感应加热的工艺参数.数值模拟结果表明,采用双感应圈感应加热工艺、喷水冷却带宽度为40mm左右时,可保证丝杠沟道顶部的等硬度层厚度约为6.5mm,沟道底部的等硬层厚度约为3.6mm,而且可以利用丝杠内部的余热对于丝杠表层进行低温回火处理.将数值模拟的结果与工艺实验结果相比较,发现数值模拟结果与工艺实验结果吻合得较好.