一种伺服电机轴的高效加工工艺的制作方法

1.本发明涉及伺服电机轴加工技术领域，具体为一种伺服电机轴的高效加工工艺。

背景技术：

2.伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置，可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象，转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高，产生电磁干扰，因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合，伺服电机轴是伺服电机上一个必不可少的部件，伺服电机轴起到驱动作用。
3.但是目前的伺服电机在长时间工作后，伺服电机上的轴容易发生疲劳现象，进而容易使伺服电机轴发生损伤、裂痕甚至断裂现象，从而影响了伺服电机的使用寿命，没有对此缺陷进行相应的改进。

技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种伺服电机轴的高效加工工艺，解决了目前的伺服电机在长时间工作后，伺服电机上的轴容易发生疲劳现象，进而容易使伺服电机轴发生损伤、裂痕甚至断裂现象的问题。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种伺服电机轴的高效加工工艺，包括以下步骤：
6.s1、铣削粗加工：取一根圆钢材料，将其固定到铣床上，用铣刀将圆钢的余料给切削掉，然后根据图纸尺寸对圆钢继续切削，将其切削成毛坯；
7.s2、热处理：将步骤s1中的毛坯放入到正火炉中进行加热至950～1150℃，使毛坯奥氏体化0.4～1.2h，然后使毛坯自然冷却到750～860℃，并且使其在该温度下球化退火1～1.6h，接着使其冷却至室温，冷却后室温后，再将毛坯放入到淬火炉中，使其加热到960～1080℃,并且向淬火炉中加入碳和氮以及铬介质，保温时间为0.6～0.8h，保温后使毛坯油冷到220～300℃，将其放入到回火炉中加热至480～520℃，保温1～3h；
8.s3、成型磨削：将步骤s2中，热处理后的毛坯放置在磨削夹具上，使磨削工具对毛坯进行磨削，将毛坯表面磨削光滑；
9.s4、成型铣削：将磨削完毕后的圆钢放入到数控铣床上，根据图纸的尺寸，使铣刀对圆钢进行精加工，将圆钢加工成所需的形状；
10.s5、表面处理：步骤s4中，圆钢铣削完毕后，在圆钢表面进行电镀处理，电镀完毕后，在对圆钢表面进行打磨处理，最终完成伺服电机轴的加工工艺。
11.优选的，所述步骤s1中，在对圆钢切削的过程中，在铣刀周围喷洒冷却水，对圆钢切削的位置进行降温处理。
12.优选的，所述步骤s1中，将圆钢加工成毛坯后，根据图纸对比，使毛坯尺寸保留3～5mm的余量。
13.优选的，所述步骤s2中，向淬火炉中加入碳和氮以及铬介质时，毛坯的温度为850～900℃，碳铬质量比为3：0.85。
14.优选的，所述步骤s2中，毛坯在回火炉中保温后，先使其随炉冷却到180～230℃，然后将其拿出，使其自然冷却至室温。
15.优选的，所述步骤s4中，对圆钢精加工后，将圆钢和图纸上的尺寸进行对比，使圆钢的尺寸小于图纸尺寸的0.1～0.25mm，使其方便后续轴电镀工作。
16.优选的，所述步骤s5中，电镀的材料为镍铬混合物，镍铬成分比为1：2.4。
17.优选的，所述步骤s5中，在对电镀的过程中，边电镀边检查轴与图纸尺寸差，使轴的尺寸误差控制在
±
0.08～0.15mm。
18.有益效果
19.本发明提供了一种伺服电机轴的高效加工工艺，与现有技术相比具备以下有益效果：
20.(1)、该伺服电机轴的高效加工工艺，通过毛坯放入到正火炉中进行加热至950℃，使毛坯奥氏体化0.4h，然后使毛坯自然冷却到750℃，并且使其在该温度下球化退火1h，接着使其冷却至室温，冷却后室温后，再将毛坯放入到淬火炉中，使其加热到960℃,并且向淬火炉中加入碳和氮以及铬介质，保温时间为0.6h，保温后使毛坯油冷到220℃，将其放入到回火炉中加热至480℃，保温1h，使得热处理后的伺服电机轴强度和韧性以及抗疲劳度更佳，同时在淬火中加入碳和氮以及铬介质，能够提高轴表面的硬度，提高了轴的抗刮性能，因此当伺服电机在长时间工作后，伺服电机轴不会发生损伤现象，进而能够延长伺服电机的使用寿命，提高伺服电机的工作效果。
21.(2)、该伺服电机轴的高效加工工艺，通过圆钢铣削完毕后，在圆钢表面进行电镀处理，电镀完毕后，在对圆钢表面进行打磨处理，电镀的材料为镍铬混合物，镍铬成分比为1：2.4，当伺服电机在潮湿的环境下工作时，能够对伺服电机轴起到很好的防锈防腐作用，对伺服电机轴起到了保护作用，使该伺服电机能够在不同的环境下进行工作。
附图说明
22.图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.请参阅图1，本发明提供三种技术方案：
25.实施例一
26.一种伺服电机轴的高效加工工艺，包括以下步骤：
27.s1、铣削粗加工：取一根圆钢材料，将其固定到铣床上，用铣刀将圆钢的余料给切削掉，然后根据图纸尺寸对圆钢继续切削，将其切削成毛坯；
28.s2、热处理：将步骤s1中的毛坯放入到正火炉中进行加热至950℃，使毛坯奥氏体
化0.4h，然后使毛坯自然冷却到750℃，并且使其在该温度下球化退火1h，接着使其冷却至室温，冷却后室温后，再将毛坯放入到淬火炉中，使其加热到960℃,并且向淬火炉中加入碳和氮以及铬介质，保温时间为0.6h，保温后使毛坯油冷到220℃，将其放入到回火炉中加热至480℃，保温1h；
29.s3、成型磨削：将步骤s2中，热处理后的毛坯放置在磨削夹具上，使磨削工具对毛坯进行磨削，将毛坯表面磨削光滑；
30.s4、成型铣削：将磨削完毕后的圆钢放入到数控铣床上，根据图纸的尺寸，使铣刀对圆钢进行精加工，将圆钢加工成所需的形状；
31.s5、表面处理：步骤s4中，圆钢铣削完毕后，在圆钢表面进行电镀处理，电镀完毕后，在对圆钢表面进行打磨处理，最终完成伺服电机轴的加工工艺。
32.进一步的，所述步骤s1中，在对圆钢切削的过程中，在铣刀周围喷洒冷却水，对圆钢切削的位置进行降温处理。
33.进一步的，所述步骤s1中，将圆钢加工成毛坯后，根据图纸对比，使毛坯尺寸保留3mm的余量。
34.进一步的，所述步骤s2中，向淬火炉中加入碳和氮以及铬介质时，毛坯的温度为850℃，碳铬质量比为3：0.85。
35.进一步的，所述步骤s2中，毛坯在回火炉中保温后，先使其随炉冷却到180℃，然后将其拿出，使其自然冷却至室温。
36.进一步的，所述步骤s4中，对圆钢精加工后，将圆钢和图纸上的尺寸进行对比，使圆钢的尺寸小于图纸尺寸的0.1mm，使其方便后续轴电镀工作。
37.进一步的，所述步骤s5中，电镀的材料为镍铬混合物，镍铬成分比为1：2.4。
38.进一步的，所述步骤s5中，在对电镀的过程中，边电镀边检查轴与图纸尺寸差，使轴的尺寸误差控制在
±
0.08mm。
39.实施例二
40.一种伺服电机轴的高效加工工艺，包括以下步骤：
41.s1、铣削粗加工：取一根圆钢材料，将其固定到铣床上，用铣刀将圆钢的余料给切削掉，然后根据图纸尺寸对圆钢继续切削，将其切削成毛坯；
42.s2、热处理：将步骤s1中的毛坯放入到正火炉中进行加热至1150℃，使毛坯奥氏体化1.2h，然后使毛坯自然冷却到860℃，并且使其在该温度下球化退火1.6h，接着使其冷却至室温，冷却后室温后，再将毛坯放入到淬火炉中，使其加热到1080℃,并且向淬火炉中加入碳和氮以及铬介质，保温时间为0.8h，保温后使毛坯油冷到300℃，将其放入到回火炉中加热至520℃，保温3h；
43.s3、成型磨削：将步骤s2中，热处理后的毛坯放置在磨削夹具上，使磨削工具对毛坯进行磨削，将毛坯表面磨削光滑；
44.s4、成型铣削：将磨削完毕后的圆钢放入到数控铣床上，根据图纸的尺寸，使铣刀对圆钢进行精加工，将圆钢加工成所需的形状；
45.s5、表面处理：步骤s4中，圆钢铣削完毕后，在圆钢表面进行电镀处理，电镀完毕后，在对圆钢表面进行打磨处理，最终完成伺服电机轴的加工工艺。
46.进一步的，所述步骤s1中，在对圆钢切削的过程中，在铣刀周围喷洒冷却水，对圆
钢切削的位置进行降温处理。
47.进一步的，所述步骤s1中，将圆钢加工成毛坯后，根据图纸对比，使毛坯尺寸保留5mm的余量。
48.进一步的，所述步骤s2中，向淬火炉中加入碳和氮以及铬介质时，毛坯的温度为900℃，碳铬质量比为3：0.85。
49.进一步的，所述步骤s2中，毛坯在回火炉中保温后，先使其随炉冷却到230℃，然后将其拿出，使其自然冷却至室温。
50.进一步的，所述步骤s4中，对圆钢精加工后，将圆钢和图纸上的尺寸进行对比，使圆钢的尺寸小于图纸尺寸的0.25mm，使其方便后续轴电镀工作。
51.进一步的，所述步骤s5中，电镀的材料为镍铬混合物，镍铬成分比为1：2.4。
52.进一步的，所述步骤s5中，在对电镀的过程中，边电镀边检查轴与图纸尺寸差，使轴的尺寸误差控制在
±
0.15mm。
53.实施例三
54.一种伺服电机轴的高效加工工艺，包括以下步骤：
55.s1、铣削粗加工：取一根圆钢材料，将其固定到铣床上，用铣刀将圆钢的余料给切削掉，然后根据图纸尺寸对圆钢继续切削，将其切削成毛坯；
56.s2、热处理：将步骤s1中的毛坯放入到正火炉中进行加热至1040℃，使毛坯奥氏体化0.8h，然后使毛坯自然冷却到820℃，并且使其在该温度下球化退火1.3h，接着使其冷却至室温，冷却后室温后，再将毛坯放入到淬火炉中，使其加热到990℃,并且向淬火炉中加入碳和氮以及铬介质，保温时间为0.7h，保温后使毛坯油冷到260℃，将其放入到回火炉中加热至500℃，保温2h；
57.s3、成型磨削：将步骤s2中，热处理后的毛坯放置在磨削夹具上，使磨削工具对毛坯进行磨削，将毛坯表面磨削光滑；
58.s4、成型铣削：将磨削完毕后的圆钢放入到数控铣床上，根据图纸的尺寸，使铣刀对圆钢进行精加工，将圆钢加工成所需的形状；
59.s5、表面处理：步骤s4中，圆钢铣削完毕后，在圆钢表面进行电镀处理，电镀完毕后，在对圆钢表面进行打磨处理，最终完成伺服电机轴的加工工艺。
60.进一步的，所述步骤s1中，在对圆钢切削的过程中，在铣刀周围喷洒冷却水，对圆钢切削的位置进行降温处理。
61.进一步的，所述步骤s1中，将圆钢加工成毛坯后，根据图纸对比，使毛坯尺寸保留4mm的余量。
62.进一步的，所述步骤s2中，向淬火炉中加入碳和氮以及铬介质时，毛坯的温度为880℃，碳铬质量比为3：0.85。
63.进一步的，所述步骤s2中，毛坯在回火炉中保温后，先使其随炉冷却到200℃，然后将其拿出，使其自然冷却至室温。
64.进一步的，所述步骤s4中，对圆钢精加工后，将圆钢和图纸上的尺寸进行对比，使圆钢的尺寸小于图纸尺寸的0.18mm，使其方便后续轴电镀工作。
65.进一步的，所述步骤s5中，电镀的材料为镍铬混合物，镍铬成分比为1：2.4。
66.进一步的，所述步骤s5中，在对电镀的过程中，边电镀边检查轴与图纸尺寸差，使
轴的尺寸误差控制在
±
0.12mm。
67.同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
68.取出本实施例一、实施例二以及实施例三所加工的轴各三根，使其安装到伺服电机上，然后再取出现有的伺服电机轴三根，将其安装到伺服电机上，让本发明加工的伺服电机轴和现有的伺服电机轴进行性能测试，性能测试包括抗刮性能、抗磨性能、硬度性能以及疲劳度性能进行测试打分，(1-10分，10分最佳)，评分如下表所示：
69.轴类型抗刮性能抗磨性能硬度性能疲劳度性能实施例一89810实施例二9999实施例三91098现有电机轴6556
70.经测试后，发现本发明生产的伺服电机轴的抗刮性能、抗磨性能、硬度性能以及疲劳度性能测试评分均大于或等于8分以上，而现有的伺服电机轴的抗刮性能、抗磨性能、硬度性能以及疲劳度性能测试评分均小于或等于6分以下。
71.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
72.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种伺服电机轴的高效加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：s1、铣削粗加工：取一根圆钢材料，将其固定到铣床上，用铣刀将圆钢的余料给切削掉，然后根据图纸尺寸对圆钢继续切削，将其切削成毛坯；s2、热处理：将步骤s1中的毛坯放入到正火炉中进行加热至950～1150℃，使毛坯奥氏体化0.4～1.2h，然后使毛坯自然冷却到750～860℃，并且使其在该温度下球化退火1～1.6h，接着使其冷却至室温，冷却后室温后，再将毛坯放入到淬火炉中，使其加热到960～1080℃,并且向淬火炉中加入碳和氮以及铬介质，保温时间为0.6～0.8h，保温后使毛坯油冷到220～300℃，将其放入到回火炉中加热至480～520℃，保温1～3h；s3、成型磨削：将步骤s2中，热处理后的毛坯放置在磨削夹具上，使磨削工具对毛坯进行磨削，将毛坯表面磨削光滑；s4、成型铣削：将磨削完毕后的圆钢放入到数控铣床上，根据图纸的尺寸，使铣刀对圆钢进行精加工，将圆钢加工成所需的形状；s5、表面处理：步骤s4中，圆钢铣削完毕后，在圆钢表面进行电镀处理，电镀完毕后，在对圆钢表面进行打磨处理，最终完成伺服电机轴的加工工艺。2.根据权利要求1所述的一种伺服电机轴的高效加工工艺，其特征在于，所述步骤s1中，在对圆钢切削的过程中，在铣刀周围喷洒冷却水，对圆钢切削的位置进行降温处理。3.根据权利要求1所述的一种伺服电机轴的高效加工工艺，其特征在于，所述步骤s1中，将圆钢加工成毛坯后，根据图纸对比，使毛坯尺寸保留3～5mm的余量。4.根据权利要求1所述的一种伺服电机轴的高效加工工艺，其特征在于，所述步骤s2中，向淬火炉中加入碳和氮以及铬介质时，毛坯的温度为850～900℃，碳铬质量比为3：0.85。5.根据权利要求1所述的一种伺服电机轴的高效加工工艺，其特征在于，所述步骤s2中，毛坯在回火炉中保温后，先使其随炉冷却到180～230℃，然后将其拿出，使其自然冷却至室温。6.根据权利要求1所述的一种伺服电机轴的高效加工工艺，其特征在于，所述步骤s4中，对圆钢精加工后，将圆钢和图纸上的尺寸进行对比，使圆钢的尺寸小于图纸尺寸的0.1～0.25mm，使其方便后续轴电镀工作。7.根据权利要求1所述的一种伺服电机轴的高效加工工艺，其特征在于，所述步骤s5中，电镀的材料为镍铬混合物，镍铬成分比为1：2.4。8.根据权利要求1所述的一种伺服电机轴的高效加工工艺，其特征在于，所述步骤s5中，在对电镀的过程中，边电镀边检查轴与图纸尺寸差，使轴的尺寸误差控制在
±
0.08～0.15mm。

技术总结

本发明公开了一种伺服电机轴的高效加工工艺，包括铣削粗加工、热处理、成型磨削、成型铣削、表面处理，毛坯放入到正火炉中进行加热至950℃，使毛坯奥氏体化0.4h，然后使毛坯自然冷却到750℃，并且使其在该温度下球化退火1h，接着使其冷却至室温，冷却后室温后，再将毛坯放入到淬火炉中，使其加热到960℃。本发明涉及伺服电机轴加工技术领域，该伺服电机轴的高效加工工艺，通过向淬火炉中加入碳和氮以及铬介质，使得热处理后的伺服电机轴强度和韧性以及抗疲劳度更佳，同时在淬火中加入碳和氮以及铬介质，能够提高轴表面的硬度，提高了轴的抗刮性能，因此当伺服电机在长时间工作后，伺服电机轴不会发生损伤现象。机轴不会发生损伤现象。机轴不会发生损伤现象。