[發(fā)明專利]一種快速進(jìn)給滾珠絲杠副的螺母加工刀具及成形方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810196211.5
• 申請(qǐng)日: 2018-03-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108188507B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙永強(qiáng);侯紅玲;崔鑫;李瑞超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B23G5/20
• 分類號(hào): B23G5/20;B23G7/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

一種快速進(jìn)給滾珠絲杠副的螺母加工刀具，包括工作段、導(dǎo)桿段和夾持段；工作段從前至后分別為導(dǎo)向區(qū)、擠壓區(qū)和成型區(qū)。擠壓區(qū)由一條連續(xù)的螺旋棱齒組成，螺旋棱齒從Ⅱ面到Ⅲ面之間依次增高增大，螺旋棱齒側(cè)面由窄變寬。成型區(qū)沿螺旋線方向布置有多個(gè)螺紋孔，每個(gè)螺紋孔中安裝一個(gè)成型頭；成型頭的形狀從Ⅲ面到Ⅳ面由錐形逐步過(guò)渡成為球形，安裝高度從Ⅲ面到Ⅳ面之間依次增高。本裝置采用切削與冷擠壓復(fù)合成形的方式實(shí)現(xiàn)小規(guī)格快速進(jìn)給滾珠絲杠副的螺母內(nèi)螺紋螺旋滾道的加工，加工后的螺旋滾道具有切削變形和塑性變形的雙重優(yōu)點(diǎn)，成型頭的高度可調(diào)整，以補(bǔ)償成型頭的磨損和變形誤差，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易調(diào)整等優(yōu)點(diǎn)，加工的螺母的內(nèi)螺紋滾道的力學(xué)性能好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種快速進(jìn)給滾珠絲杠副的螺母加工刀具及成形方法。

背景技術(shù)

滾珠絲杠副作為伺服進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的重要傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，一直占據(jù)著直線運(yùn)動(dòng)應(yīng)用領(lǐng)域的絕大部分市場(chǎng)。隨著高速加工技術(shù)的發(fā)展,機(jī)床進(jìn)給速度越來(lái)越高，但仍不能滿足高速化的要求，如何提高機(jī)床的進(jìn)給速度成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。提高驅(qū)動(dòng)絲杠的轉(zhuǎn)速和加大絲杠的導(dǎo)程都可以得到較高的進(jìn)給速度,但絲杠轉(zhuǎn)速的提高受到滾珠絲杠副臨界轉(zhuǎn)速的限制。目前滾珠絲杠副進(jìn)給速度的提高主要通過(guò)增大滾珠絲杠副的導(dǎo)程來(lái)實(shí)現(xiàn),但是導(dǎo)程的增大會(huì)使絲杠副加工制造難度大大提升。

在加工滾珠絲杠副中的螺母螺紋滾道時(shí)，采用最多的是成型磨削法，將砂輪的軸向截面加工成“哥特式”弧形,砂輪軸線相對(duì)螺母的中心線成螺旋升角進(jìn)行安裝,對(duì)工件進(jìn)行磨削。當(dāng)螺母的導(dǎo)程增大時(shí),螺旋升角增大，磨削砂輪軸線與螺母中心軸線之間的傾角增大,再加上受螺母孔徑的限制，砂輪軸與螺紋孔之間發(fā)生干涉。砂輪本身的直徑很小，磨削速度無(wú)法提高。因此，大導(dǎo)程螺母的成形內(nèi)螺紋磨削在加工小規(guī)格的內(nèi)螺母時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明提供了一種快速進(jìn)給滾珠絲杠副的螺母加工刀具及成形方法，解決了現(xiàn)有加工中生產(chǎn)效率低，能量消耗大，生產(chǎn)成本高，加工質(zhì)量差等問(wèn)題。適應(yīng)于剛度較差的材料加工內(nèi)螺紋滾道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種快速進(jìn)給滾珠絲杠副的螺母加工刀具，沿軸線方向分為工作段、導(dǎo)桿段和夾持段；工作段和導(dǎo)桿段呈長(zhǎng)圓柱形，夾持段為棱柱形；Ⅰ面到Ⅳ面之間為工作段，Ⅳ面到Ⅴ面之間為導(dǎo)桿段，Ⅴ面到Ⅵ面之間為夾持段；工作段中的Ⅰ面和Ⅱ面之間為導(dǎo)向區(qū)，Ⅱ面和Ⅲ面之間為擠壓區(qū)，Ⅲ面和Ⅳ面之間為成型區(qū)。

擠壓區(qū)由一條連續(xù)的螺旋棱齒組成，螺旋棱齒從Ⅱ面到Ⅲ面之間依次增高增大，螺旋棱齒側(cè)面由窄變寬；成型區(qū)沿螺旋線方向布置有多個(gè)螺紋孔，每個(gè)螺紋孔中安裝一個(gè)成型頭2；成型頭2的一端為外螺紋，另一端為錐形、近似球形和球形；成型頭2的外螺紋安裝在成型區(qū)的螺紋孔中，螺母1連接在成型頭2的外螺紋段，并鎖緊成形頭2；成型頭2的形狀從Ⅲ面到Ⅳ面由錐形逐步過(guò)渡成為球形，安裝高度從Ⅲ面到Ⅳ面之間依次增高。

一種快速進(jìn)給滾珠絲杠副的螺母的成形方法包括：采用一種快速進(jìn)給滾珠絲杠副的螺母成形刀具在螺母底孔中加工螺旋滾道，利用手動(dòng)或者機(jī)動(dòng)方式進(jìn)行操作，首先由導(dǎo)向區(qū)在螺母底孔中進(jìn)行導(dǎo)向；然后利用擠壓區(qū)連續(xù)的螺旋棱齒進(jìn)行切削和擠壓成形，形成螺旋槽的基本形狀；最后利用成型區(qū)的不同高度的成型頭進(jìn)行螺母螺旋滾道成形。

快速進(jìn)給滾珠絲杠副的螺母加工刀具及成形方法，利用切削和擠壓復(fù)合的方法加工形成的螺母螺旋滾道，產(chǎn)生切削變形和塑性變形的雙重效果；所加工的螺紋表面光潔度高，螺紋的金屬纖維不斷裂，并在表面形成冷硬層，可提高螺紋的強(qiáng)度和耐磨性；擠壓加工過(guò)程本身屬于無(wú)屑加工，因此從根本上解決了大導(dǎo)程內(nèi)螺紋螺旋滾道無(wú)法磨削的難題。

附圖說(shuō)明

圖1為快速進(jìn)給滾珠絲杠副的螺母加工刀具的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為快速進(jìn)給滾珠絲杠副的螺母加工刀具的工作段示意圖。

圖3為圖2的局部放大圖。

圖4為快速進(jìn)給滾珠絲杠副的螺母加工刀具的成型頭外形圖。