滚珠丝杠是工具机械和精密机械上最常使用的传动元件，其主要作用是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。由于具有小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种机械精密机床和工业设备。

滚珠丝杠对其自身的精度和表面粗糙度要求较高，所以在加工过程中，刀具尤为重要，如何正确选择刀具加工滚珠丝杠，是生产企业值得思考的问题。本文就重点介绍一下滚珠丝杠加工刀具如何选择。

1、滚珠丝杠的加工工艺改善

滚珠丝杠的机械加工工艺为：锻造—退火—切削加工（粗车，半精车外圆、螺纹）—热处理—磨削加工（粗磨，半精磨，精磨外圆、螺纹）—检验。中间有几次失效处理。

    滚珠丝杠经过热处理后的硬度一般在HRC60以上，常采用磨削方式加工外圆、螺纹来保证其尺寸要求和精度要求。但磨削效率太低；再一个加工难题就是断续车削去除滚珠丝杠两头螺纹，在硬车轴承座时余量大硬度高，需先退火之后再进行加工，以上两种难题对机械制造商来说造成了效率低下。

    随着刀具材料的不断研发，现在很多滚珠丝杠采用以车代磨的形式加工滚珠丝杠，不仅效率得到提高，而且降低了生产成本，改善后的加工工艺为：锻造—退火—切削加工（粗车，半精车外圆、螺纹）—热处理—精加工（粗车外圆，螺纹）—检验。

2、滚珠丝杠加工刀具的选择

随着切削技术的不断发展，人们研制出可“以车代磨”的刀具材料—立方氮化硼刀具，目前常用的刀具材质为BN-S20材质和BN-H10材质，其BN-S20材质主要用于粗加工工序。BN-H10材质主要用于精加工工序。CBN刀具主要用于精加工工序，可获得较高表面光洁度和尺寸精度。

    BN-S20材质加工滚珠丝杠的优势：（1）硬度高，耐磨性和耐热性好；（2）抗冲击性强，避免了刀具崩口，碎裂的问题；（3）高速切削效率高；（4）干式切削减少环境污染；（5）刀具寿命长。

    BN-H10材质加工滚珠丝杠的优势：（1）高硬度；（2）耐磨损性和耐崩损性兼备；（3）刀片夹紧方式灵活，加工效率高；

3、滚珠丝杠加工方法的选择

目前滚珠丝杠的精加工工序，尤其螺旋槽部位的开槽，可采用车削或铣削两种方式进行加工，下面分别介绍一下车削和铣削滚珠丝杠螺旋槽的优势及案例，用户可自行判断。

（1）车削方式

    车削滚珠丝杠具备以下5点优势：

A.与砂轮磨削的深切缓进工艺方法相比，生产效率提高5-10倍左右。

B.只能在工件上开出90度V型槽。螺距大时轴向切削力大，不宜切削大螺距工件，一般切削6mm一下的螺距工件。

C.车削时工件转速高，硬车削切削抗力较大，对于细长零件来说，很容易产生振动、弯曲变形，无法进行车削加工。故车削方法适合加工螺距6mm以下长度1m以下的长径比不大的工件。

D.刀片价格低。

F.开槽后的丝杠还需要半精磨和精磨。

（2）铣削方式

　　近年来超硬刀具行业对硬旋铣技术进行了研究也取得了较大进展，旋铣刀具为CBN成型刀具，刀具做成与丝杠滚道圆弧一致，一次切削就可以达到半精磨精度。硬旋铣刀具的研究基本趋于国产化，刀具价格下降到了合理水平，使得生产成本大幅度下降。硬旋铣丝杠工艺单次切削深度可达全齿深，根据工件直径大小不同头架转速1-6r/min。

　　硬旋铣特别适用于半精加工较长的丝杠以及长径比大的丝杠，其特点有：

A.可以将螺纹滚道一次铣削成型，工件可直接进行精磨加工，减少了半精磨工序。

B.工件旋转速度较低，铣刀盘上装有多把铣刀，铣刀以180-240m/min的速度加工，生产效率比硬车削工艺更高。相对车削只有一把刀具参与切削，而铣削可以有多达12把刀具同参与切削加工，这样每把刀具上承受的切削抗力明显减少，工件震动、弯曲变形等也可避免。

C.旋铣的切削热量90﹪以上可以瞬间被铁销带走，切削热量不会传导给丝杠，丝杠滚道不会发生磨削时烧伤退火现象。

D.铣削时不需要冷却，不会产生油烟污染工作环境。

E.铣刀刃磨一次可切削螺旋线长度大约500m（相当于切削螺纹长度3000mm、螺距10mm的丝杠8-10根）。

F.铣刀相对车刀价格较高，刀片修磨复杂,但刀具厂家可提供刀片修磨服务。

4、CBN刀具加工滚珠丝杠的案例参数

（1）BN-S20材质加工滚珠丝杠轴头的案例

（2）BN-H10材质加工滚珠丝杠槽的案例