[發明專利]差動式行星滾柱絲杠螺母分瓣模具滾軋成形裝置及工藝

有效

• 申請號: 202110056812.8
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112893721B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 張大偉;張碩文;趙升噸
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B21H3/08
• 分類號: B21H3/08
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

一種差動式行星滾柱絲杠螺母分瓣模具滾軋成形裝置及工藝，裝置包括成形模具系統和支撐機構；成形模具系統包括軸向推桿和其上連接的分瓣模組；支撐機構包括支撐架和其上連接的保持架，保持架和分瓣模組配合，支撐架能夠沿著保持架的軸線運動；工藝是先將分瓣模穿裝入保持架中，將軸向推桿插入保持架的內孔，使分瓣模底部的T形突出結構與軸向推桿的T形槽相配合；然后裝夾工件使工件的軸線與保持架的軸線相同，再使工件或滾軋模具軸向送進，然后使分瓣模徑向進給，滾軋成形，軸向推桿沿著保持架的軸線退回，卸料；本發明可提高加工效率、改善成形工件性能，同時具有節省材料等優點。

技術領域

本發明屬于材料先進成形制造技術領域，具體涉及一種差動式行星滾柱絲杠螺母分瓣模具滾軋成形裝置及工藝。

背景技術

PWG型差動式行星滾柱絲杠基于行星滾柱絲杠的原理融合行星傳動和螺旋傳動，并根據螺旋嚙合的差動原理，使絲杠的導程減小具有加速的作用；PWG型差動式行星滾柱絲杠可以獲得更大的減速比，且其緊湊的結構使作動器具有更高的功率體積比，適合高速重載的工作場合。螺母作為PWG差動式行星滾柱絲杠的重要組成元件，其內部的環形槽對滾柱起支撐作用。

但是目前螺母內環形槽普遍采用切削工藝，切削工藝造成了材料的浪費，而且存在效率低下的問題；同時，切削工藝切斷金屬纖維，降低了材料的強度，低零件的抗疲勞性能。

在工件內表面塑性成形方面，目前對于大內徑的內螺紋可采用軸向進給滾軋成形的工藝(Shuowen Zhang,Dawei Zhang,Yongfei Wang,et al.The planetary rollingprocess of forming the internal thread.International Journal of AdvancedManufacturing Technology,2020,107:3543-3551.)，PWG型差動式行星滾柱絲杠螺母內環形槽的結構與內螺紋的結構相似，但是PWG型差動式行星滾柱絲杠螺母內環形槽沒有導程角無法采用軸向滾壓的方式進行成形；此外，PWG型差動式行星滾柱絲杠螺母內環形槽螺母的直徑通常較小，要求滾軋模具的直徑非常小，這將提高滾絲輪制造的難度同時減小模具支撐軸的剛度，降低螺母制造的精度。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種差動式行星滾柱絲杠螺母分瓣模具滾軋成形裝置及工藝，可提高加工效率、改善成形工件性能，同時具有節省材料等優點。

為了達到上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種差動式行星滾柱絲杠螺母分瓣模具滾軋成形裝置，包括成形模具系統和支撐機構兩部分；成形模具系統包括軸向推桿1和其上連接的分瓣模組2；支撐機構包括支撐架3和其上連接的保持架4，保持架4和分瓣模組2配合，支撐架3下端通過螺栓與機架連接，使支撐架3固定或者與導軌連接保證支撐架3能夠沿著保持架4的軸線運動。

所述的成形模具系統的分瓣模組2由N個第一分瓣模201、第二分瓣模202、……、第N分瓣模20N構成，N＝2～5，第一分瓣模201、第二分瓣模202、……、第N分瓣模20N的結構完全相同，在其頂部有與環形槽螺母的截面積相同的齒形結構，齒形結構的高度為h，h＝h_w+c，h_w為螺母內環形槽齒形高度，c為分瓣模齒形同螺母嚙合間隙。

每個分瓣模的頂部兩端設有齒形結構，分別為第一齒形結構2011和第二齒形結構2012，第一齒形結構2011和第二齒形結構2012的尺寸以及兩者之間的距離都由要成形的螺母環形槽的結構決定，齒形結構的齒厚對應于螺母齒槽，齒形結構的齒槽對應于螺母齒厚，齒形結構的齒頂和螺母內環形槽齒形齒底無間隙配合；在第一分瓣模201、第二分瓣模202、……、第N分瓣模20N的底部為T形突出結構2013，并且T形突出結構2013底部具有錐度。