人形机器人行业专题（六）：丝杠加工的隐形壁垒热处理及热变形解决方案-240307（28页）.pdf

1、证券研究报告证券研究报告 2024年3月7日 作者：作者：光大环保光大环保电新电新 殷殷中枢中枢、黄帅斌、黄帅斌 丝杠加工的隐形壁垒：热处理及热变丝杠加工的隐形壁垒：热处理及热变形形解决方案解决方案 人形机器人专题（六）人形机器人专题（六）请务必参阅正文之后的重要声明 目目 录录 丝杠加工中的热处理工艺及设备丝杠加工中的热处理工艺及设备 热处理带来的形变及解决方案热处理带来的形变及解决方案 工艺升级，兼顾效率与精度工艺升级，兼顾效率与精度 1 投资建议投资建议 风险分析风险分析 UZ1WZZFVVWFZPZaQcM9PtRnNmOsOeRnNsRkPqQyQaQoPoONZnPsPuOsQrO

2、请务必参阅正文之后的重要声明 2 资料来源：机械工程师微信公众号 表表1 1：热处理工艺：热处理工艺 丝杠加工中的热处理工艺丝杠加工中的热处理工艺及设备及设备 目的 工艺 应用场景 预备热处理 退火和正火 退火和正火用于经过热加工的毛坯。含碳量大于 0.5%的碳钢和合金钢，为降低其硬度易于切削，常采用退火处理;含碳量低于0.5%的碳钢和合金钢，为避免其硬度过低切削时粘刀，而采用正火处理。退火和正火尚能细化晶粒、均匀组织，为以后的热处理做准备。退火和正火通常安排在毛坯制造之后、粗加工之前进行。时效处理 时效处理主要用于消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力。对于一般精度的零件，在精加工前安排一次时

3、效处理即可。精度要求较高的零件(如座标镗床的箱体等)，应安排两次或数次时效处理工序。简单零件一般可不进行时效处理。除铸件外，对于一些刚性较差的精密零件(如精密丝杠)，为消除加工中产生的内应力，稳定零件加工精度，常在粗加工、半精加工之间安排多次时效处理。有些轴类零件加工，在校直工序后也要安排时效处理。调质 调质即是在淬火后进行高温回火处理，它能获得均匀细致的回火索氏体组织，为以后的表面淬火和渗氮处理时减少变形做准备，因此调质也可作为预备热处理。由于调质后零件的综合力学性能较好，对某些硬度和耐磨性要求不高的零件，也可作为最终热处理工序。最终热处理 淬火 淬火有表面淬火和整体淬火。其中表面淬火因为变

4、形、氧化及脱碳较小而应用较广，而且表面淬火还具有外部强度高、耐磨性好，而内部保持良好的韧性、抗冲击力强的优点。为提高表面淬火零件的机械性能，常需进行调质或正火等热处理作为预备热处理。其一般工艺路线为:下料一锻造一正火(退火)一粗加工一调质一半精加工一表面淬火一精加工。渗碳淬火 渗碳分整体渗碳和局部渗碳，局部渗碳时对不渗碳部分要采取防渗措施(镀铜或镀防渗材料)。由于渗碳淬火变形大，且渗碳深度一般在0.52mm之间，所以渗碳工序一般安排在半精加工和精加工之间。其工艺路线一般为:下料一锻造一正火一粗、半精加工一渗碳淬火一精加工。渗氮处理 渗氮是使氮原子渗入金属表面获得一层含氮化合物的处理方法。渗氮层

5、可以提高零件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度和抗蚀性。由于渗氮处理温度较低、变形小、且渗氮层较薄(一般不超过0.6-0.7mm)，渗氮工序应尽量靠后安排，为减小渗氮时的变形，在切削后一般需进行消除应力的高温回火。热处理的作用是改善行星滚柱丝杠副各零件的材料性能、切削性能以及消除残余应力。热处理工艺可分为两大类：预备热处理和最终热处理。预备热处理的作用是改善丝杠切削性能、消除残余应力以及为最终热处理做准备，主要工艺包括调质、退火、正火、时效处理等；最终热处理的作用是提高螺纹的表面硬度以及耐磨性。请务必参阅正文之后的重要声明 3 资料来源：郑伟精密行星滚柱丝杠副工艺制造与传动性能研究 表表2 2：丝杠

6、加工中的热处理工艺丝杠加工中的热处理工艺 根据郑伟精密行星滚柱丝杠副工艺制造与传动性能研究：1)丝杠表面热处理采用感应淬火，硬化层深度 1.52.0mm；2)螺母表面热处理采用渗碳淬火，硬化层深度 1.01.4mm；3)滚柱和内齿圈整体进行调质处理，调质硬度 HB235，齿面氮化处理，齿面硬度不低于 HV600，硬化层深度 0.40.5mm。丝杠加工中的热处理工艺丝杠加工中的热处理工艺及设备及设备 部位 热处理工艺 出发点 丝杠表面 感应淬火 感应淬火后丝杠表面性能提高，心部具有较高韧性；硬化层深度1.52.0mm 螺母表面 渗碳淬火 可以得到高的疲劳强度、硬度及耐磨性，使其能够承受较大的冲击