專利名稱：一種大導(dǎo)程滾珠螺母磨削的數(shù)控連續(xù)修整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大導(dǎo)程螺母加工工藝，具體地說(shuō)是一種能夠保證螺母滾道截形精度的大 導(dǎo)程滾珠螺母磨削的數(shù)控連續(xù)修整方法。
技術(shù)背景滾珠絲杠副具有定位精度高、傳動(dòng)效率高、同步性好、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，在數(shù)控機(jī)床、 精密儀器、高精度測(cè)量?jī)x器、自動(dòng)化生產(chǎn)線等領(lǐng)域應(yīng)用及其廣泛。滾珠螺母作為滾珠絲杠副 傳動(dòng)的關(guān)鍵部件，在很大程度上決定其運(yùn)轉(zhuǎn)特性。隨著自動(dòng)化控制技術(shù)的高速發(fā)展和工業(yè)機(jī) 械手的普遍應(yīng)用，對(duì)大導(dǎo)程滾珠絲杠副的需求量日益增加。大導(dǎo)程滾珠螺母與普通的滾珠螺母相比，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)(1)導(dǎo)程大，普通滾珠螺母的導(dǎo)程一般為4-20mm,而大導(dǎo)程的滾珠螺母可以達(dá)到40;w/w甚至以上，采用傳統(tǒng)的加工工 藝對(duì)大導(dǎo)程的滾珠螺母滾道進(jìn)行加工，難度大而且精度不能保證。(2)滾道螺紋升角大，相 同直徑的兩種絲杠副，因?qū)С滩煌?，其滾道螺紋升角可能會(huì)相差好幾倍。(3)滾道精度要求 高，大導(dǎo)程滾珠螺母一般用在工業(yè)機(jī)械手上作為精密傳動(dòng)。附圖l說(shuō)明了大導(dǎo)程螺母采用普通 磨削工藝時(shí)會(huì)使得磨桿與螺母產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。滾珠螺母滾道的法向截形都是采用兩條圓弧拼接而成。滾珠螺母內(nèi)滾道一般都是以磨削 作為其最后一道工藝，因此如何提高磨削精度，以及使砂輪軸截形簡(jiǎn)單，成為了制造滾珠絲 杠副的關(guān)鍵技術(shù)之一。滾珠絲杠螺母滾道磨削的傳統(tǒng)加工方法是使砂輪磨桿和螺母軸線的夾 角等于螺母的螺旋升角，螺母繞其自身軸線做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，砂輪沿著一條與螺母軸線平行的直 線做直線運(yùn)動(dòng)。螺母的轉(zhuǎn)速和砂輪直線運(yùn)動(dòng)的速度符合一定比例，在兩者的復(fù)合運(yùn)動(dòng)下，磨 削出螺母的成型滾道。但是，隨著高速進(jìn)給機(jī)構(gòu)的日益增長(zhǎng)的需要，大導(dǎo)程滾珠絲杠副的需 求量也日益增長(zhǎng)。滾珠絲杠副導(dǎo)程的增長(zhǎng)，不可避免的使得滾珠螺母的螺旋升角也相應(yīng)增大。 隨著螺旋升角的增大，在使用傳統(tǒng)方法加工螺母時(shí)，磨桿和螺母的端面可能發(fā)生碰撞，這直 接影響到可加工螺母的長(zhǎng)度和精度。發(fā)明內(nèi)容為了精確加工大導(dǎo)程滾珠螺母，本發(fā)明的目的是提供一種大導(dǎo)程滾珠螺母磨削的數(shù)控連 續(xù)修整方法，該方法對(duì)大導(dǎo)程滾珠螺母磨削精度高，砂輪軸截形簡(jiǎn)單，保證了滾道的加工精 度，可應(yīng)用于高精度大導(dǎo)程滾珠螺母的加工。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種大導(dǎo)程滾珠螺母磨削的數(shù)控連續(xù)修整方法，其特征在于砂輪磨桿與滾珠螺母軸線 的夾角在任意安裝角度下對(duì)滾珠螺母內(nèi)滾道進(jìn)行磨削精加工，它包括以下步驟1) 備料；2) 滾道粗加工；3) 對(duì)滾珠螺母進(jìn)行熱處理，保證硬度》HRC58;4) 對(duì)大導(dǎo)程滾珠螺母進(jìn)行磨滾道精加工，步驟如下① 根據(jù)螺母滾道曲面得到砂輪的理論軸截形；② 根據(jù)砂輪的理論軸截形得到修正后的砂輪軸截形曲線；③ 對(duì)砂輪進(jìn)行修正；④ 采用砂輪對(duì)大導(dǎo)程滾珠螺母進(jìn)行磨滾道精加工；磨削滾道分多次進(jìn)行，每隔一次或 幾次磨削就對(duì)滾道截形重新計(jì)算，重新修整砂輪，再磨削螺母滾道，循環(huán)數(shù)次后得到大 導(dǎo)程滾珠螺母。本發(fā)明步驟4)中，砂輪廓形的設(shè)計(jì)詳見專利名稱為"大導(dǎo)程滾珠螺母磨削砂輪廓形的 精確設(shè)計(jì)方法"的發(fā)明專利申請(qǐng)，申請(qǐng)?zhí)枮?00610052489.2。具體是基于螺旋曲面磨削加 工原理，砂輪回轉(zhuǎn)面與被加工的滾珠螺母內(nèi)螺旋滾道面會(huì)形成一條空間的接觸線(即切削線)。 根據(jù)己知滾珠螺母滾道法向截形參數(shù)和砂輪安裝的工藝參數(shù)，建立滾珠螺母滾道面方程，求 出砂輪與滾珠螺母螺旋滾道面之間的一系列接觸點(diǎn)，即得到砂輪的廓形曲線。將該廓形曲線 繞砂輪軸線回轉(zhuǎn)得到砂輪的回轉(zhuǎn)面，即為任意安裝角度下的砂輪廓形。具體步驟如下1、 建立滾珠螺母坐標(biāo)系，砂輪坐標(biāo)系，滾珠螺母滾道法向坐標(biāo)系2、 建立滾道曲面幾何模型3、 求解砂輪截面與滾道接觸點(diǎn)的坐標(biāo)4、 計(jì)算變量取值范圍內(nèi)砂輪與滾道的所有接觸點(diǎn)，并將接觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換到砂輪坐標(biāo)系，即得 到砂輪的廓形曲線，將該廓形曲線繞砂輪軸線回轉(zhuǎn)得到砂輪的回轉(zhuǎn)面，即為任意安裝角度下 的砂輪廓形。本發(fā)明中，砂輪磨桿與滾珠螺母軸線的夾角不能為零，以往的研究表明，若采用磨桿與 螺母軸線夾角為零的方法，雖然加工長(zhǎng)度無(wú)限制，但出現(xiàn)了滾道過(guò)切現(xiàn)象，得到的滾道法向 截形不是完美的雙圓弧。本發(fā)明利用螺旋曲面磨削加工成型原理，建立任意安裝角度下，滾 珠螺母磨削加工砂輪廓形的計(jì)算模型，并用計(jì)算機(jī)編制計(jì)算程序。本發(fā)明磨削滾道需要分多次進(jìn)行，每次磨削時(shí)滾道的截形都將發(fā)生變化，所以每隔一次 或幾次磨削就需要對(duì)滾道截形重新計(jì)算，重新修整砂輪，再磨削螺母滾道，循環(huán)數(shù)次后加工 完成螺母。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明更好的保證了滾道的精度，對(duì)大導(dǎo)程滾珠螺母磨削精度 高，砂輪軸截形簡(jiǎn)單，可應(yīng)用于高精度大導(dǎo)程滾珠螺母的加工。


圖l是大導(dǎo)程螺母采用普通磨削工藝時(shí)磨桿與螺母產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的示意圖。圖2是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
一種本發(fā)明所述的大導(dǎo)程滾珠螺母磨削的數(shù)控連續(xù)修整方法，砂輪磨桿與滾珠螺母軸線 的夾角在任意安裝角度下對(duì)滾珠螺母內(nèi)滾道進(jìn)行磨削精加工，具體工藝流程見附圖2，它包 括以下步驟首先備料，再滾道粗加工，然后對(duì)滾珠螺母進(jìn)行熱處理，保證硬度》冊(cè)C58;采用名稱 為"大導(dǎo)程滾珠螺母磨削砂輪廓形的精確設(shè)計(jì)方法"的發(fā)明專利申請(qǐng)，申請(qǐng)?zhí)枮?00610052489.2中的方法，對(duì)砂輪廓形進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)大導(dǎo)程滾珠螺母進(jìn)行磨滾道精加工， 具體步驟如下① 根據(jù)螺母滾道曲面得到砂輪的理論軸截形；② 根據(jù)砂輪的理論軸截形得到修正后的砂輪軸截形曲線；③ 對(duì)砂輪進(jìn)行修正；④ 采用砂輪對(duì)大導(dǎo)程滾珠螺母進(jìn)行磨滾道精加工。磨削滾道分多次進(jìn)行，每隔一次或幾次磨削就對(duì)滾道截形重新計(jì)算，重新修整砂輪，再 磨削螺母滾道，循環(huán)數(shù)次后得到大導(dǎo)程滾珠螺母。本發(fā)明對(duì)大導(dǎo)程滾珠螺母磨削精度高，砂輪軸截形簡(jiǎn)單，更好的保證了滾道的精度，應(yīng) 用于高精度大導(dǎo)程滾珠螺母的加工。
權(quán)利要求
1、一種大導(dǎo)程滾珠螺母磨削的數(shù)控連續(xù)修整方法，其特征在于砂輪磨桿與滾珠螺母軸線的夾角在任意安裝角度下對(duì)滾珠螺母內(nèi)滾道進(jìn)行磨削精加工，它包括以下步驟1)備料；2)滾道粗加工；3)對(duì)滾珠螺母進(jìn)行熱處理，保證硬度≥HRC58；4)對(duì)大導(dǎo)程滾珠螺母進(jìn)行磨滾道精加工，步驟如下①根據(jù)螺母滾道曲面得到砂輪的理論軸截形；②根據(jù)砂輪的理論軸截形得到修正后的砂輪軸截形曲線；③對(duì)砂輪進(jìn)行修正；④采用砂輪對(duì)大導(dǎo)程滾珠螺母進(jìn)行磨滾道精加工；磨削滾道分多次進(jìn)行，每隔一次或幾次磨削就對(duì)滾道截形重新計(jì)算，重新修整砂輪，再磨削螺母滾道，循環(huán)數(shù)次后得到大導(dǎo)程滾珠螺母。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大導(dǎo)程滾珠螺母磨削的數(shù)控連續(xù)修整方法，它包括以下步驟備料；滾道粗加工；對(duì)滾珠螺母進(jìn)行熱處理，對(duì)大導(dǎo)程滾珠螺母進(jìn)行磨滾道精加工，①根據(jù)螺母滾道曲面得到砂輪的理論軸截形；②根據(jù)砂輪的理論軸截形得到修正后的砂輪軸截形曲線；③對(duì)砂輪進(jìn)行修正；④采用砂輪對(duì)大導(dǎo)程滾珠螺母進(jìn)行磨滾道精加工；磨削滾道分多次進(jìn)行，每隔一次或幾次磨削就對(duì)滾道截形重新計(jì)算，重新修整砂輪，再磨削螺母滾道，循環(huán)數(shù)次后得到大導(dǎo)程滾珠螺母。本發(fā)明對(duì)大導(dǎo)程滾珠螺母磨削精度高，砂輪軸截形簡(jiǎn)單，保證了滾道的加工精度，可應(yīng)用于高精度大導(dǎo)程滾珠螺母的加工。
文檔編號(hào)B23G1/36GK101323035SQ200810022439
公開日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2008年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月21日
發(fā)明者余中杰, 承 程, 黃育全 申請(qǐng)人:南京工藝裝備制造有限公司