一种大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具及工艺的制作方法

本发明涉及特种加工领域，尤其涉及一种大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具及工艺。

背景技术：

随着机械产品向高速、高效、自动化方向发展，对大导程、多滚道、高精度的滚珠丝杠副提出了要求，但随着滚珠丝杠副导程的增加，滚道列数的增加，螺母的内螺纹滚道制造难度大大增加，采用传统的加工工艺难以保证精度，容易造成误差过大。螺母内螺纹滚道的传统加工工艺为：1.粗车螺母滚道(留有磨削余量)；2.螺母淬火；3.内螺纹磨床磨削螺母滚道。目前，滚珠螺母滚道的加工方法主要有车削-磨削法、硬车包络法等方法。由于多头螺纹且是大导程的规格，另外要求装配预紧，按照传统加工工艺有两个难点：一、螺纹升角很大，当达到32.5°，砂轮接杆的角度搬不了这么大，而且本身允许搬的角度也没有这么大，所以滚道截形的保证有困难；二、由于是多头滚道，主要难点在于如何解决分线问题以及如何保证分线的精度，常用的传统分线方法有：轴向分线法和圆周分线法，但在磨削中存在分度误差，以及多头螺纹直径的一致性存在较大误差，导致难以保证装配的预紧要求。

面对上述难题，现有的多头滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工是通过采用分线准确的分度夹具和结构简单的球形车刀，将圆筒形工件夹持在与车床主轴连接的卡盘上，球形车刀安装在分度夹具中，分度夹具装夹到车床刀架上，所述车床主轴与车床刀架之间采用挂轮传动，然后启动车床完成第一条滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工，最后将分度夹具中的球形车刀旋转一个分度转角α并完成下一条滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工，直至加工出条滚珠螺母圆弧螺旋槽。

然而，上述现有技术存在一定缺陷，就是存在刀具磨损影响轮廓精度、多列分线精度低和加工效率低的问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具及工艺，根据待加工滚珠螺母螺纹列数等分角度均匀设置等量的阴极球头，然后通过连通第一流道与第二流道向加工间隙充满电解液，并在阴极球头和待加工滚珠螺母两端加载一定的工作电压，使得加工工具在给进的同时通过电解液腐蚀待加工滚珠螺母滚道，解决了现有技术中刀具磨损影响轮廓精度、多列分线精度低和加工效率低的问题。

本发明实施例提供的一种大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具，包括：

内部设置有第一流道的阴极导杆、按照等分角度均匀设置在所述阴极导杆下端周围的n个阴极球头；

n个所述阴极球头设置在同一高度；

n个所述阴极球头内部均设置有第二流道；

所述第一流道与n个所述第二流道均连通。

优选地，

n个所述阴极球头上均设置有喷嘴。

优选地，

所述喷嘴为可调节喷嘴且与所述阴极球头活性连接。

优选地，

所述大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具还包括内部设置有第三流道的阴极连杆；

n个所述阴极球头均通过所述阴极连杆与所述阴极导杆连接；

所述第一流道、n个所述第二流道、n个所述第三流道依次连通。

优选地，

所述n个所述阴极球头直接与所述阴极导杆连接；

所述所述第一流道与n个所述第二流道均直接连通。

优选地，

所述第一流道为一个共用流道；

n个所述第二流道均与一个所述共用流道连通。

优选地，

所述第一流道为n个独立流道；

n个所述独立流道分别与n个所述第二流道连通。

本发明实施例提供的一种大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工艺，包括：

将大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具固定在由伺服电机控制的旋转主轴上并与待加工滚珠螺母配合放置；

将大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具内的流道和加工间隙中充满电解液并在阴极球头和所述待加工滚珠螺母之间加载脉冲电压；

根据预先设定的滚道螺升角的大小调整大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具的喷嘴直径大小和角度；

根据预先设定的滚道螺升角旋转大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具并纵向进给加工所述待加工滚珠螺母。

优选地，

将大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具内的流道和加工间隙中充满电解液并在阴极球头和所述待加工滚珠螺母之间加载脉冲电压具体包括：

将大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具内的流道充满电解液，然后调节喷嘴处的液体背压使电解液呈收敛式流动并充满加工间隙；

在大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的阴极球头和所述待加工滚珠螺母之间加载脉冲电压。

优选地，

在将大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具固定在由伺服电机控制的旋转主轴上并与待加工滚珠螺母配合放置之前还包括：

根据所述待加工滚珠螺母的螺纹列数选择阴极球头数量与所述螺纹列数相同的大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具，根据加工要求选择设置有相应第一流道的大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

1、本实施例设置有按照等分角度均匀设置在阴极导杆下端周围的n个阴极球头，实现了任意列数的大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工，然后通过连通的阴极导杆的第一流道与阴极球头的第二流道向加工间隙充满电解液，然后在阴极球头和待加工滚珠螺母两端加载一定的工作电压，使得加工工具在给进的同时通过电解液腐蚀待加工滚珠螺母滚道，解决了现有技术中刀具磨损影响轮廓精度、多列分线精度低和加工效率低的问题。

2、可调节喷嘴可以根据预先设定的滚道螺升角的大小调整喷嘴直径大小和角度，从而可以选择最优的组合实现高效、高精度的滚道电解加工。

3、阴极球头与阴极导杆通过阴极连杆连通，更有利于电解液的流出，便于排除废屑，而阴极球头直接与阴极导杆连通，更方便控制阴极球头的同轴度。

4、第一流道为一个共用流道时，结构简单；第一流道为n个独立流道时，每个独立的流道分别与对应的阴极球头相连，从而减少电解液对各球头阴极加工时的影响。

5、可调节喷嘴可以调节喷嘴处的液体背压，使得电解液流动呈收敛式，有效地避免了流纹等缺陷，同时也提高了加工过程的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具和待加工滚珠螺母组合体示意图；

图3为本发明实施例提供的一种大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具和待加工滚珠螺母组合体剖面图；

图4(a)(b)分别为本发明实施例提供的一种大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具中阴极导杆和阴极球头两种连接结构图；

图5(a)(b)分别为本发明实施例提供的一种大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具中第一流道的两种结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工艺的第一实施例的流程示意图；

图7为本发明实施例提供的一种大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工艺的第二实施例的流程示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具及工艺，根据待加工滚珠螺母螺纹列数等分角度均匀设置等量的阴极球头，然后通过连通第一流道与第二流道向加工间隙充满电解液，并在阴极球头和待加工滚珠螺母两端加载一定的工作电压，使得加工工具在给进的同时通过电解液腐蚀待加工滚珠螺母滚道，解决了现有技术中刀具磨损影响轮廓精度、多列分线精度低和加工效率低的问题。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图5，本发明实施例提供了一种大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具，包括：

内部设置有第一流道的阴极导杆、按照等分角度均匀设置在阴极导杆下端周围的n个阴极球头，n个阴极球头设置在同一高度n个阴极球头内部均设置有第二流道，第一流道与n个第二流道均连通，其中n由待加工滚珠螺母螺纹列数决定，从而实现任意列数的大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工。

n个阴极球头上均设置有喷嘴，喷嘴为可调节喷嘴且与阴极球头活性连接，这里所说的喷嘴可调节是指可以根据预先设定的滚道螺升角的大小调整喷嘴直径大小和角度，从而可以选择最优的组合实现高效、高精度的滚道电解加工，也是指可以调节喷嘴处的液体背压，使得电解液流动呈收敛式，有效地避免了流纹等缺陷，同时也提高了加工过程的稳定性。

如图4(a)所示，大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具还包括内部设置有第三流道的阴极连杆，n个阴极球头均通过阴极连杆与阴极导杆连接，这是阴极导杆和阴极球头的一种连接方式，第一流道、n个第二流道、n个第三流道依次连通，这种连接方式有利于电解液的流出，便于排除废屑；如图4(b)所示，阴极球头和阴极导杆的第二种连接方式就是n个阴极球头直接与阴极导杆连接，第一流道与n个第二流道均直接连通，这种连接方式更方便控制阴极球头的同轴度。

第一流道也有两种结构，第一种是将第一流道设置为一个共用流道，n个第二流道均与一个共用流道连通，如图4(a)(b)和所示；第二种是将第一流道设置为n个独立流道，n个独立流道分别与n个第二流道连通，如图5(a)(b)和所示，图5(a)为4个独立圆形流道，图5(b)为4个独立扇形流道，独立流道还有其他多种形状，此处不一一列举。

如图3所示，大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具内部的箭头方向代表电解液的流动方向，而外部的电压方向是指将待加工滚珠螺母加正电压，阴极导杆加负电压，相对于待加工滚珠螺母来说，阴极球头也为负电压。

请参阅图6，本发明实施例提供了一种大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工艺的第一实施例，包括：

101，将大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具固定在由伺服电机控制的旋转主轴上并与待加工滚珠螺母配合放置；

102，将大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具内的流道和加工间隙中充满电解液并在阴极球头和待加工滚珠螺母之间加载脉冲电压；

103，根据预先设定的滚道螺升角的大小调整大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具的喷嘴直径大小和角度；

104，根据预先设定的滚道螺升角旋转大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具并纵向进给加工待加工滚珠螺母。

在本实施例中，需要先将大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具固定在由伺服电机控制的旋转主轴上并与待加工滚珠螺母配合放置，然后将大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具内的流道和加工间隙中充满电解液并在阴极球头和待加工滚珠螺母之间加载脉冲电压，再根据预先设定的滚道螺升角的大小调整大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具的喷嘴直径大小和角度，最后根据预先设定的滚道螺升角旋转大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具并纵向进给加工待加工滚珠螺母。

请参阅图7，本发明实施例提供了一种大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工艺的第二实施例，包括：

201，根据待加工滚珠螺母的螺纹列数选择阴极球头数量与螺纹列数相同的大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具，根据加工要求选择设置有相应第一流道的大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具。

202，将大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具固定在由伺服电机控制的旋转主轴上并与待加工滚珠螺母配合放置；

203，将大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具内的流道充满电解液，然后调节喷嘴处的液体背压使电解液呈收敛式流动并充满加工间隙；

204，在大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的阴极球头和待加工滚珠螺母之间加载脉冲电压。

205，根据预先设定的滚道螺升角的大小调整大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具的喷嘴直径大小和角度；

206，根据预先设定的滚道螺升角旋转大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具并纵向进给加工待加工滚珠螺母。

在本实施例中，首先根据待加工滚珠螺母的螺纹列数选择阴极球头数量与螺纹列数相同的大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具，根据加工要求选择设置有相应第一流道的大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具，然后需要将大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具固定在由伺服电机控制的旋转主轴上并与待加工滚珠螺母配合放置，接着需要将大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具内的流道充满电解液，然后调节喷嘴处的液体背压使电解液呈收敛式流动并充满加工间隙，还需要在大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的阴极球头和待加工滚珠螺母之间加载脉冲电压，再需要根据预先设定的滚道螺升角的大小调整大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具的喷嘴直径大小和角度，最后根据预先设定的滚道螺升角旋转大导程多滚道滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工工具并纵向进给加工待加工滚珠螺母。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。