专利名称：一种大导程滚珠螺母磨削的数控连续修整方法
技术领域：
本发明涉及一种大导程螺母加工工艺，具体地说是一种能够保证螺母滚道截形精度的大 导程滚珠螺母磨削的数控连续修整方法。
技术背景滚珠丝杠副具有定位精度高、传动效率高、同步性好、使用寿命长等特点，在数控机床、 精密仪器、高精度测量仪器、自动化生产线等领域应用及其广泛。滚珠螺母作为滚珠丝杠副 传动的关键部件，在很大程度上决定其运转特性。随着自动化控制技术的高速发展和工业机 械手的普遍应用，对大导程滚珠丝杠副的需求量日益增加。大导程滚珠螺母与普通的滚珠螺母相比，具有以下几个特点(1)导程大，普通滚珠螺母的导程一般为4-20mm,而大导程的滚珠螺母可以达到40;w/w甚至以上，采用传统的加工工 艺对大导程的滚珠螺母滚道进行加工，难度大而且精度不能保证。(2)滚道螺纹升角大，相 同直径的两种丝杠副，因导程不同，其滚道螺纹升角可能会相差好几倍。(3)滚道精度要求 高，大导程滚珠螺母一般用在工业机械手上作为精密传动。附图l说明了大导程螺母采用普通 磨削工艺时会使得磨杆与螺母产生干涉现象。滚珠螺母滚道的法向截形都是采用两条圆弧拼接而成。滚珠螺母内滚道一般都是以磨削 作为其最后一道工艺，因此如何提高磨削精度，以及使砂轮轴截形简单，成为了制造滚珠丝 杠副的关键技术之一。滚珠丝杠螺母滚道磨削的传统加工方法是使砂轮磨杆和螺母轴线的夹 角等于螺母的螺旋升角，螺母绕其自身轴线做旋转运动，砂轮沿着一条与螺母轴线平行的直 线做直线运动。螺母的转速和砂轮直线运动的速度符合一定比例，在两者的复合运动下，磨 削出螺母的成型滚道。但是，随着高速进给机构的日益增长的需要，大导程滚珠丝杠副的需 求量也日益增长。滚珠丝杠副导程的增长，不可避免的使得滚珠螺母的螺旋升角也相应增大。 随着螺旋升角的增大，在使用传统方法加工螺母时，磨杆和螺母的端面可能发生碰撞，这直 接影响到可加工螺母的长度和精度。发明内容为了精确加工大导程滚珠螺母，本发明的目的是提供一种大导程滚珠螺母磨削的数控连 续修整方法，该方法对大导程滚珠螺母磨削精度高，砂轮轴截形简单，保证了滚道的加工精 度，可应用于高精度大导程滚珠螺母的加工。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的一种大导程滚珠螺母磨削的数控连续修整方法，其特征在于砂轮磨杆与滚珠螺母轴线 的夹角在任意安装角度下对滚珠螺母内滚道进行磨削精加工，它包括以下步骤1) 备料；2) 滚道粗加工；3) 对滚珠螺母进行热处理，保证硬度》HRC58;4) 对大导程滚珠螺母进行磨滚道精加工，步骤如下① 根据螺母滚道曲面得到砂轮的理论轴截形；② 根据砂轮的理论轴截形得到修正后的砂轮轴截形曲线；③ 对砂轮进行修正；④ 采用砂轮对大导程滚珠螺母进行磨滚道精加工；磨削滚道分多次进行，每隔一次或 几次磨削就对滚道截形重新计算，重新修整砂轮，再磨削螺母滚道，循环数次后得到大 导程滚珠螺母。本发明步骤4)中，砂轮廓形的设计详见专利名称为"大导程滚珠螺母磨削砂轮廓形的 精确设计方法"的发明专利申请，申请号为200610052489.2。具体是基于螺旋曲面磨削加 工原理，砂轮回转面与被加工的滚珠螺母内螺旋滚道面会形成一条空间的接触线(即切削线)。 根据己知滚珠螺母滚道法向截形参数和砂轮安装的工艺参数，建立滚珠螺母滚道面方程，求 出砂轮与滚珠螺母螺旋滚道面之间的一系列接触点，即得到砂轮的廓形曲线。将该廓形曲线 绕砂轮轴线回转得到砂轮的回转面，即为任意安装角度下的砂轮廓形。具体步骤如下1、 建立滚珠螺母坐标系，砂轮坐标系，滚珠螺母滚道法向坐标系2、 建立滚道曲面几何模型3、 求解砂轮截面与滚道接触点的坐标4、 计算变量取值范围内砂轮与滚道的所有接触点，并将接触点转换到砂轮坐标系，即得 到砂轮的廓形曲线，将该廓形曲线绕砂轮轴线回转得到砂轮的回转面，即为任意安装角度下 的砂轮廓形。本发明中，砂轮磨杆与滚珠螺母轴线的夹角不能为零，以往的研究表明，若采用磨杆与 螺母轴线夹角为零的方法，虽然加工长度无限制，但出现了滚道过切现象，得到的滚道法向 截形不是完美的双圆弧。本发明利用螺旋曲面磨削加工成型原理，建立任意安装角度下，滚 珠螺母磨削加工砂轮廓形的计算模型，并用计算机编制计算程序。本发明磨削滚道需要分多次进行，每次磨削时滚道的截形都将发生变化，所以每隔一次 或几次磨削就需要对滚道截形重新计算，重新修整砂轮，再磨削螺母滚道，循环数次后加工 完成螺母。与现有技术相比，本发明更好的保证了滚道的精度，对大导程滚珠螺母磨削精度 高，砂轮轴截形简单，可应用于高精度大导程滚珠螺母的加工。
图l是大导程螺母采用普通磨削工艺时磨杆与螺母产生干涉现象的示意图。图2是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
一种本发明所述的大导程滚珠螺母磨削的数控连续修整方法，砂轮磨杆与滚珠螺母轴线 的夹角在任意安装角度下对滚珠螺母内滚道进行磨削精加工，具体工艺流程见附图2，它包 括以下步骤首先备料，再滚道粗加工，然后对滚珠螺母进行热处理，保证硬度》冊C58;采用名称 为"大导程滚珠螺母磨削砂轮廓形的精确设计方法"的发明专利申请，申请号为200610052489.2中的方法，对砂轮廓形进行设计，并对大导程滚珠螺母进行磨滚道精加工， 具体步骤如下① 根据螺母滚道曲面得到砂轮的理论轴截形；② 根据砂轮的理论轴截形得到修正后的砂轮轴截形曲线；③ 对砂轮进行修正；④ 采用砂轮对大导程滚珠螺母进行磨滚道精加工。磨削滚道分多次进行，每隔一次或几次磨削就对滚道截形重新计算，重新修整砂轮，再 磨削螺母滚道，循环数次后得到大导程滚珠螺母。本发明对大导程滚珠螺母磨削精度高，砂轮轴截形简单，更好的保证了滚道的精度，应 用于高精度大导程滚珠螺母的加工。
权利要求
1、一种大导程滚珠螺母磨削的数控连续修整方法，其特征在于砂轮磨杆与滚珠螺母轴线的夹角在任意安装角度下对滚珠螺母内滚道进行磨削精加工，它包括以下步骤1)备料；2)滚道粗加工；3)对滚珠螺母进行热处理，保证硬度≥HRC58；4)对大导程滚珠螺母进行磨滚道精加工，步骤如下①根据螺母滚道曲面得到砂轮的理论轴截形；②根据砂轮的理论轴截形得到修正后的砂轮轴截形曲线；③对砂轮进行修正；④采用砂轮对大导程滚珠螺母进行磨滚道精加工；磨削滚道分多次进行，每隔一次或几次磨削就对滚道截形重新计算，重新修整砂轮，再磨削螺母滚道，循环数次后得到大导程滚珠螺母。
全文摘要
本发明公开了一种大导程滚珠螺母磨削的数控连续修整方法，它包括以下步骤备料；滚道粗加工；对滚珠螺母进行热处理，对大导程滚珠螺母进行磨滚道精加工，①根据螺母滚道曲面得到砂轮的理论轴截形；②根据砂轮的理论轴截形得到修正后的砂轮轴截形曲线；③对砂轮进行修正；④采用砂轮对大导程滚珠螺母进行磨滚道精加工；磨削滚道分多次进行，每隔一次或几次磨削就对滚道截形重新计算，重新修整砂轮，再磨削螺母滚道，循环数次后得到大导程滚珠螺母。本发明对大导程滚珠螺母磨削精度高，砂轮轴截形简单，保证了滚道的加工精度，可应用于高精度大导程滚珠螺母的加工。
文档编号B23G1/36GK101323035SQ200810022439
公开日2008年12月17日 申请日期2008年7月21日 优先权日2008年7月21日
发明者余中杰, 承 程, 黄育全 申请人:南京工艺装备制造有限公司