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絲杠是一種精度很高的零件，它能精確地確定工作臺坐標位置，將旋轉運動轉換成直線運動，面且還要傳遞一定的動力，所以在精度、強度及耐磨性等方面都有很高的要求。所以，絲杠的加工從毛坯到成品的每道工序都要周密考慮，以提高其加工精度。

1、絲杠的分類

機床絲杠按其摩擦特性可分為三類:即滑動絲杠、滾動絲杠及靜壓絲杠。

由于滑動絲杠結構簡單，制造方便，所以在機床上應用比較廣泛。

滑動絲杠的牙型多為梯形。這種牙型比三角形牙酬具有效果高，傳動性能好，精度高，加工方便等優點。

滾動絲杠義分為滾珠絲杠和滾柱絲杠兩大類。滾珠絲杠與滾柱絲杠相比而言，摩擦力小，傳動效率高，精度也高，因而比較常用，但是其制造工藝比較復雜。

靜壓絲杠有許多的優點，常被用于精密機床和數控機床的進給機構中。其螺紋牙形與標準梯形螺紋牙形相同。但牙形高于同規格標準螺紋1.5～2倍，目的在于獲得良好油封及提高承載能力。但是調整比較麻煩，而且需要一套液壓系統，工藝復雜，成本較高。

2、絲杠的結構特點及技術要求

（1）絲杠結構的工藝特點

絲杠是細長柔性軸，它的長度L與直徑d的比值很大，一般為20～50，剛性較差。結構形狀復雜，有很高的螺紋表面要求，還有階梯、溝槽等，所以，在加工過程中易出現變形。

（2）精度等級

在國家標準GB785－65中，對普通梯形螺紋精度是按中徑公差劃分的。共有五項基本參數：即外徑d、內徑d1、中徑d2、螺距t及牙形半角α/2。由于絲杠要傳遞準確運動，因此，按JB2886－81規定，絲杠及螺距的精度，根據使用要求分為6個等級：4、5、6、7、8、9（精度依次降低)。

各級精度絲杠應用范圍如下：4級為目前最高級，一般很少應用；5級用于精密儀器及機密機床，如坐標鏜床、螺紋磨床等；6級用于精密儀器、精密機床和數控機床；7級用于精密螺紋車床、齒輪加工機床及數控機床；8級用于一般機床，如臥式車床、銑床；9級用于刨床、鉆床及一般機床的進給機構。

一般所說的精密絲杠是指5、6、7級絲杠。精密絲杠有淬硬絲杠和不淬硬絲杠兩種。前者的耐磨性較好，能較長時間保持加工精度，但加工工藝復雜，必須有高精度的螺紋磨床和專門的熱處理設備，而后者只需要精密絲杠車床。

滾珠絲杠副和滾珠絲杠的精度等級也分為六個等級。

（3）技術要求

對于絲杠的技術要求可分為如下幾項：

① 精度等級；
② 表面粗糙度；
③ 單個螺距允差和定長上的累積允差；
④ 中徑圓度允差；
⑤ 外徑相等性允差；
⑥ 外徑圓跳動允差；
⑦ 牙形半角允差；
⑧ 中、外、內徑允差等項。

3、材料的選擇

絲杠材料的選擇是保證絲杠質量的關鍵，一般要求是：

(1) 具有優良的加工性能，磨削時不易產生裂紋，能得到良好的表面光潔度和較小的殘余內應力，對刀具磨損作用較小。

(2) 抗拉極限強度一般不低于588MPa。

(3) 有良好的熱處理工藝性，淬透性好，不易淬裂，組織均勻，熱處理變形小，能獲得較高的硬度，從而保證絲杠的耐磨性和尺寸的穩定性。

(4) 材料硬度均勻，金相組織符合標準。常用的材料有：不淬硬絲杠常用T10A, T12A及45等；淬硬絲杠常選用9Mn2V，CrWMn等。其中9Mn2V有較好的工藝性和穩定性，但淬透性差，常用于直徑≤50mm的精密絲杠；CrWMn鋼的優點是熱處理后變形小，適用于制作高精度零件，但其容易開裂，磨削工藝性差。

絲杠的硬度越高越耐磨，但制造時不易磨削。

4、絲杠的加工工藝過程

不淬硬絲杠加工藝過程

圖1所示為SM8625絲杠車床的絲杠。材料為T10A，精度為5級，其加工工藝過程見下表。

圖1 SM8625絲杠車床的絲杠

淬硬絲杠加工工藝過程  

 圖2所示為萬能螺紋磨床的絲杠，材料為9Mn2V，精度為6級，其加工工藝過程見下表。

圖2 萬能螺紋磨床的絲杠

表 精密絲杠的工藝過程

5、絲杠加工的典型工藝過程

在絲杠的加工為了獲得較高的精度，加.下工藝過程應考慮以下幾點：

(1) 對外圓和螺紋可分多次加工，逐步減少切削量，從而逐步減少切削力和內應力，減少加工誤差，提高加工精度。

(2) 每次粗加工外圓及粗加工螺紋后都要進行時效處理，以便消除內應力。絲杠的精度要求越高，時效處理的次數也越多。

(3) 每次時效處理后都要重新打中心孔或修磨中心孔，以修止時效處理時產生的變形；并除去氧化皮等，使加工有可靠而精確的定位基面。

(4) 每次加工螺紋前，先加二L絲杠外圓(切削量很小)，然后以絲杠外圓和兩端中心孔作為定位基面加丁:螺紋，逐步提高螺紋加工精度。

絲杠加工過程中校直和熱處理工序，是保證絲杠精度，防止彎曲變形的關鍵工序。但是校直本身會產生內應力，這對精度要求較高的絲杠來說是不利的。因為內應力有逐漸消失的傾向，由于內應力的消失會引起絲杠的變形，這就影響了絲杠精度的保持。所以，對精度要求高、直徑較大的精密絲杠，在加工過程中不較直，而是采用加大徑向總余量和工序間余量的方法逐次切去彎曲變形，經多次時效處理和把工序劃分的更細的方法來解決變形問題。

為避絲杠因自重引起彎曲變形，存放對應垂直放置，熱處理時要在井式爐中進行。

一般不淬硬絲杠的螺紋經車削而成，而淬硬絲杠的螺紋在螺紋磨床上磨出螺紋。但對牙形半角大和大螺距、絲杠、螺紋的粗加工還是在淬硬前車削為好。

6、絲杠的熱處理

首先要求對毛坯進行熱處理，由于精密級和一普通級兩類絲杠用料不同，它們的熱處理方式也就不同。毛坯的熱處理要求:(1)消除毛坯制造產生的內應力;(2)控制硬度以適應機械加.工的切削性能，一般切削硬度控制在HBS140~248之間為宜。

通常含碳量在0.25%~0.5%的中碳鋼用正火，含碳量0.5%~0.8%的亞共析鋼或共析鋼用退火。對于含碳量在0.8%~1.2%的過共析鋼，由于其組織中存在粗片狀珠光體及網狀滲碳體，硬度比較高，要采取球化退火熱處理(球化退火是將毛坯加熱到750~780℃后，以40~40℃/時的速度冷卻至500~550℃，然后在空氣中自然冷卻)。

7、基面的選擇

由于熱處理使絲杠產生變形，而義不允許有冷直法校直，必須用切削方法糾止。如果仍采用原來的中心孔就會使加工余量過大。另外，中心孔本身也會有變形，因此對于不淬硬絲杠采用切去原中心孔，重新打中心孔(最后一次修正中心孔工序除外)的方法。在重新打中心孔之前，找出絲杠徑向圓跳動量為最大的圓跳動量的一半的兩點，而后用中心支架支撐在這兩點上并按外圓找正，切去原米的中心孔，重新打中心孔，這樣就可使總加工余量減少很多。對于淬硬絲杠只能采用每次研磨中心孔的方法進行修正。

加工絲杠時，理論上是以中心孔為主要基面，外圓為輔助基面。實際上，在加工螺紋時，外圓本身的圓柱度和圓度，跟刀套與絲杠的配合精度，跟刀套與兩頂尖連線的同軸度都成為影響螺紋加工精度的因素。因此工藝過程應為:在熱處理后先加工外圓，再加工螺紋，以加工后的外圓定位。這樣，終磨時外圓精度要求也相應地提高。