专利名称：一种滚珠丝杆加工方法
一种滚珠丝杆加工方法[技术领域]本发明涉及机械加工技术，尤其涉及一种滚珠丝杆的加工方法。 [背景技术]滚珠丝杆副是直线运动与回转运动相互转换的传动装置。当丝杆旋转时， 滚珠在滚道内既自转又沿滚道循环运动，它的摩纟察损失小，传动效率高，运动平稳，不易产生低速爬行，传动精度高；丝杆螺母之间预紧后，可以完全 消除间隙，提高传动刚性。鉴于以上特点，滚珠丝杆副日益受到诸多行业的 关注。作为滚珠丝杆副中重要的部件，滚珠丝杆的螺紋部分可以采用切削加工 和冷滚压(冷轧无切削)加工。滚珠丝杆圆弧形螺紋滚压(冷轧无切削)加 工相对于切削加工而言，金属材料消耗少，工艺过程简单，生产效率可以提 高数倍。滚压(冷轧)在丝杆圆弧形螺紋滚道上形成的表面硬化层还有利于 提高圓弧形螺紋滚道的耐磨性和疲劳强度。由于可以简单、低成本、高效率 地对丝杆圆弧形螺紋进行精密加工，滚压(冷轧)丝杆已逐渐取代磨削丝杆 成为滚珠丝杆的主流。然而，相对于滚压(冷轧)而言，磨削的加工精度更高。磨削加工的滚 珠丝杆的精度可以达到P3级以上(ISO3408-3国际标准)，而滚压(冷轧) 加工的滚珠丝杆最高的精度等级只能达到P5级(ISO3408-3国际标准)。虽 然滚压(冷轧)加工的滚珠丝杆具有生产效率高， 一致性好，能耗低等明显 的优势，但因导程精度等级不够高而限制了它更为广泛的应用。[发明内容]本发明要解决的技术问题是提供一种金属材料消耗少，工艺过程简单， 生产效率较高，丝杆螺紋导程精度高的滚珠丝杆加工方法。为了解决上述技术问题，本发明釆用的技术方案是， 一种滚^朱丝杆加工方法，包括以下步骤101) 丝杆圆弧形螺紋釆用冷轧成型；102) 磨削丝杆螺紋外圓；103) 以磨削过的丝杆螺紋外圆为基准制作和/或研磨丝杆的中心孔；104) 加工丝杆轴端；105) 以磨削过的丝杆圓弧形螺紋外圆为定位基准，中心孔为辅助基准磨削 丝杆圆弧形螺紋滚道。以上所述的滚珠丝杆加工方法，在步骤102中最好用无心磨床磨削丝杆 螺紋外圆。以上所述的滚珠丝杆加工方法，在步骤102磨削丝杆螺紋外圆前最好还 包括校直步骤。以上所述的滚珠丝杆加工方法，在步骤103制作丝杆两端的中心孔前还 可以包括校直步骤。以上所述的滚J朱丝杆加工方法，在步骤105磨削丝杆圓弧形螺紋滚道前 还可以包括丝杆螺紋表面淬火和丝杆校直步骤。以上所述的滚J朱丝杆加工方法，在步骤105中可以用至少2个中心架或 V形托架作为丝杆螺紋外圓的定位支承。其中，有2个中心架或V形托架支承在丝杆螺紋两端。以上所述的滚珠丝杆加工方法，所述的以中心孔为辅助基准，是被加工 滚珠丝杆的一端作轴向和径向限位，另一端只作轴向限位，不作径向限位。可以在4皮加工的滚珠丝杆在机床驱动端打中心孔并用普通顶尖定位，滚珠丝 杆的另 一端的端面不打中心孔，用漆J朱顶尖轴向限位。以上所述的滚珠丝杆加工方法，在步骤105磨削丝杆圆弧形螺紋滚道时， 砂轮相对于螺紋滚道的轴向定位最好以螺紋中段的滚道为基准。本发明丝杆的螺紋采用滚压(冷轧)成型，因而具备滚压(冷轧)丝杆成型的主要优点金属材料消耗少，能耗低，工艺过程简单，生产效率高， 丝杆圆弧形螺紋部分的表面性能较高，丝杆的一致性好。本发明为了提高丝 杆的导程精度，对丝杆圆弧形螺紋滚道进行磨削加工成型。本发明在磨削滚 压(冷轧)成型的丝杆圓弧形螺紋滚道前先磨削丝杆螺紋外圆，然后以磨削 过的丝杆螺紋外圆为定位基准，中心孔为辅助基准磨削丝杆圆弧形螺紋滚道。 这样，不仅最大限度地减小了螺紋滚道磨削的磨削余量，节省加工成本，同 时还尽可能地保留了因螺紋滚压(冷轧)在丝杆圓弧形螺紋滚道上形成的表 面性能。通过螺紋滚道磨削加工，经滚压(冷轧)成型的丝杆精度完全可以 达到ISO3408-3P2级的国际标准。[
]下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。 图1是本发明实施例1的主视图。 [具体实施方式
]本发明滚珠丝杆加工方法实施例加工的滚珠丝杆的加工图如图1所示。本发明滚^^丝杆加工方法实施例1主要包括以下工序1. 丝杆圆弧形螺紋滚压(冷轧)成型对6至8米长的圆柱钢棒料进行丝杆 圆弧形螺紋滚压(冷轧)，丝杆螺紋外圆的尺寸公差为+O. 02mm,圆柱度公差 为0. 015mm;圓弧形螺紋滚道300mm导程/〉差是± 0. 05mm，圓弧形螺紋滚道 对于丝杆螺紋外圆轴线的对称度误差不大于0. Olmm。2. 切断按成品丝杆的长度留出车削余量，用切割机将6至8米长的丝杆切 断下料。3. 热处理对丝杆棒料两端需进^t车削加工的部位利用高频加热器进行高频 退火，使其硬度在HB180至HB220之间，便于后续车削加工。4. 热校直在校直机上进行热才交直，使丝杆棒并牛，在500mm长度范围内径向 跳动不大于0. 015mm,在全长范围内径向跳动不大于0. 03mm。5. 磨削丝杆棒料外圓利用无心磨床磨削丝杆螺紋齿顶外圆，外圆直径公差 为± 0. 005mm。6. 校直在校直机上进行校直，使磨削后的丝杆棒料，在500mm长度范围内 径向跳动不大于0. Ol隱，在全长范围内径向跳动不大于0. 015mm。7. 加工中心孔平丝杆两端的端面，保证总长达到产品规定长度；在丝杆轴 颈较长一端的端面打中心孔，并研磨该中心孔。8. 车轴端用车床车削丝杆两端的轴颈。9. 磨轴端用外圆磨床磨削丝杆两端的轴颈。10. 精磨丝杆圆弧形螺紋滚道以磨削过的丝杆螺紋外圓为定位基准，中 心孔为辅助基准在滚道专用磨床上4青磨丝杆圓弧形螺紋滚道。丝杆的螺故部分两端分别用1个V形托架，中部再用2个V形托架，一共4个V形托架(也 可视丝杆螺紋总长确定托架数量)作为丝杆圓弧形螺紋外圆的定位支承；被 加工滚珠丝杆的一端既有轴向定位又有径向限位，另一端只作轴向限位，不 作径向限位。本实施例将被加工的滚珠丝杆打有中心孔的一端作为在磨床上 的驱动端，用鸡心夹驱动，中心孔用活顶尖来定位；滚珠丝杆的另一端的端 面用滚玉朱顶尖轴向限位。磨削丝杆圆弧形螺紋滚道时，砂、4仑的轴向对刀以螺 紋中段的滚道为基准，以保证在丝杆圆弧形螺紋全长磨削余量分布均匀。本 实施例磨削圓弧形螺紋滚道的精度要求是螺距(2丌)误差小于0. 008mm， 在300mm螺紋范围内，螺距累计误差小于0. 018mm;圓弧形螺紋滚道中径对 丝杆外圓的同轴度误差在d) 0. 008mm之内，螺紋滚道的面轮廓度误差在0. 005mm之内，表面净且并造度0. 4 |a m。 11. 铣键槽。本发明漆J朱丝杆加工方法实施例1的加工过程有以下特点1. 丝杆圓弧形螺紋成型采用滚压(冷轧)加工金属材料消耗少，能耗低，工 艺过程简单，生产效率很高，有利于成批大量生产。滚压(冷轧)在丝杆圓 弧形螺紋滚道上形成的表面硬化层还有利于提高螺紋滚道的耐磨性和疲劳 强度。2. 利用无心磨床磨削丝杆螺紋齿顶外圓，生产效率高，精度高，同样有利于 成批大量生产。3. 以磨削过的高精度的丝杆螺紋外圓为定位基准，中心孔为辅助基准在滚道 专用磨床上精磨丝杆圆弧形螺紋滚道。可以减小精磨丝杆圆弧形螺紋滚道的 磨削余量，去除丝杆圆弧形螺紋滚道上的金属量小，不仅可以达到足够的磨削精度，达到ISO3408-3P2级的国际标准，又可以节省加工成本，同时还尽 可能多地保留了因螺紋滚压(冷轧)在丝杆圓弧形螺紋滚道上形成的表面性 能，发挥螺紋滚道滚压(冷轧)加工成型的优势。综上所述，本实施例的加工方法是一种加工中金属材料消耗少，工艺过程简单，生产效率较高，丝杆圆弧形螺紋精度高的大批量生产滚珠丝杆加工方法。本发明滚珠丝杆加工方法实施例2仍以图1所示的滚珠丝杆为例。与本 发明实施例l的方法相比，主要有以下不同1. 在步骤3热处理的过程中对丝杆棒料最终要形成圓弧形螺紋滚道的部分 进行表面淬火，回火；对丝杆棒料两端需进行车削加工的部位利用高频加热 器进行高频退火。2. 在步骤5磨削丝杆棒料外圆之前，平丝杆两端的端面，保证总长达到产品 规定长度；在丝杆棒料两端打中心孔，并研磨两相中心孔。3. 步骤5磨削丝杆棒料外圆中用外圆磨床磨削丝杆圆弧形螺紋外圓，磨削丝 杆棒料外圓用两中心孔定位。4. 精磨丝杆圆弧形螺紋滚道时也是以磨削过的丝杆圓弧形螺紋外圓为 定位基准，中心孔为辅助基准在滚道专用磨床上精磨丝杆圆弧形螺紋滚 道。 一共3个中心架作为丝杆圆弧形螺紋外圓的定位支承，即丝杆的螺紋 部分两端分别用l个中心架，中部再用l个中心架支承。作为辅助定位 基准，被加工滚珠丝杆的一端既有轴向定位又有径向限位，另一端只作轴向 限位，不作径向限位。本实施例将被加工的滚珠丝杆打有中心孔的一端作为 在磨床上的驱动端，用鸡心夹驱动，中心孔用活顶尖来定位；滚珠丝杆的另一端的中心孔中置一粒滚^K，突出中心孔之外，顶尖且前端面为平面的活 顶尖对被加工的丝^H乍轴向限位。本实施例适合于滚珠丝杆的小批量生产。
权利要求
1.一种滚珠丝杆加工方法，其特征在于，包括以下步骤101)丝杆圆弧形螺纹采用冷轧成型；102)磨削丝杆圆弧形螺纹外圆；103)以磨削过的丝杆圆弧形螺纹外圆为基准制作和/或研磨丝杆的中心孔；104)加工丝杆轴端；105)以磨削过的丝杆圆弧形螺纹外圆为定位基准，中心孔为辅助基准磨削丝杆圆弧形螺纹滚道。
2. 根据权利要求1所述的滚珠丝杆加工方法，其特征在于，在步骤102 中用无心磨床磨削丝杆螺紋外圆。
3. 根据权利要求1或2所述的滚珠丝杆加工方法，其特征在于，在步 骤102磨削丝杆螺紋外圆前还包括校直步骤。
4. 根据权利要求1或2所述的滚珠丝杆加工方法，其特征在于，在步 骤103制作丝杆两端的中心孔前还包括校直步骤。
5. 根据权利要求1或2所述的滚珠丝杆加工方法，其特征在于，在步 骤105磨削丝杆圆弧形螺紋滚道前还包括丝杆圆弧形螺紋表面淬 火、正火和丝杆校直步骤。
6. 根据权利要求1或2所述的滚珠丝杆加工方法，其特征在于，在步 骤105中用至少2个中心架或V形托架作为丝杆螺紋外圓的定位支承。
7. 根据权利要求6所述的滚珠丝杆加工方法，其特征在于，有2个中 心架或V形托架支承在丝杆螺紋两端。
8. 根据权利要求7所述的滚珠丝杆加工方法，其特征在于，所述的以 中心孔为辅助基准是被加工滚珠丝杆的一端作轴向和径向限位，另 一端只作轴向限位，不作径向限位。
9. 根据权利要求8所述的滚珠丝杆加工方法，其特征在于，被加工的 滚珠丝杆在机床驱动端打有中心孔并用普通顶尖定位；滚珠丝杆的 另一端的端面可不打中心孔，用滚J朱顶尖轴向限位。
10. 根据权利要求1或2所述的滚珠丝杆加工方法，其特征在于，在步 骤105磨削丝杆圓弧形螺紋滚道时，石少轮相对于螺紋滚道的轴向定 位以螺紋中段的滚道为基准。
全文摘要
本发明公开了一种滚珠丝杆加工方法，它包括以下步骤1)丝杆圆弧形螺纹采用滚压(冷轧)成型，2)磨削丝杆圆弧形螺纹外圆，3)以磨削过的丝杆圆弧形螺纹外圆为基准制作和/或研磨丝杆的中心孔，4)加工丝杆轴端，5)以磨削过的丝杆圆弧形螺纹外圆为定位基准，中心孔为辅助基准磨削丝杆圆弧形螺纹滚道。本发明不仅具备滚压(冷轧)丝杆成型金属材料消耗少，能耗低，工艺过程简单，生产效率高，丝杆圆弧形螺纹部分的表面性能较高等优点，而且通过圆弧形螺纹滚道磨削加工，经滚压(冷轧)成型的丝杆精度可以达到ISO3408-3P2级的国际标准。
文档编号B23P15/14GK101224540SQ20081006565
公开日2008年7月23日 申请日期2008年1月25日 优先权日2008年1月25日
发明者李一前, 李敬宇 申请人:深圳市威远精密技术有限公司