本发明涉及一种用于加工滚珠丝杠的螺母的工装、加工方法。
背景技术：
滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的部件，是设备、工程、汽车、航天等领域广泛应用，具有高精度、可逆性和高效率的特点，具有很小的摩擦阻力。
滚珠丝杠由螺杆（丝杠）、螺母、钢球、预压片、反向器、防尘器等组成。滚珠丝杠中的螺母作为重要的传动部件，其对加工工艺的要求很高。螺母的外圆和端面的磨削加工是制造整个滚珠丝杠中的一道重要工序。它是以零件的内孔为定位基准，采用磨削、切削等工艺进行加工。
现有技术中螺母的外圆和端面的加工，多是将螺母单独固定在机床上进行加工，这样会存在无法保证其跳动精度的技术问题，导致丝杠和螺母装配后存在较大间隙，同轴度误差较大，跳动量较大，无法满足整个产品的精度要求（例如专利文献cn103486213a）。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是克服上述现有技术中的缺陷，提供一种用于加工滚珠丝杠的螺母的工装、加工方法，解决了现有技术中导致丝杠和螺母装配后存在较大间隙，跳动量较大，无法满足整个产品的精度要求的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种用于加工滚珠丝杠的螺母的工装，其特征在于，包括：第一夹持装置、第二夹持装置和固持装置（5）；
其中，所述第一卡夹持装置和所述第二夹持装置可旋转的固定在机床上，且同轴相对布置，由驱动机构驱动旋转；
其中，沿所述第一夹持装置的中心轴线，在所述第一夹持装置的端面上还设有第一顶尖（11）；沿所述第二夹持装置的中心轴线，在所述第二夹持装置的端面上设有第二顶尖（21）；所述第一顶尖（11）和所述第二顶尖（21）同轴相对布置；
所述第一夹持装置上设有凸柱（12），所述固持装置（5）包括连杆（53）；
丝杠（3）和螺母（4）预先装配后一起固定在所述固持装置（5）上，所述固持装置（5）安装在所述第一夹持装置和所述第二夹持装置之间，所述第一顶尖（11）和所述第二顶尖（21）分别抵住所述丝杠（3）的两端；
所述凸柱（12）和所述连杆（53）抵靠在一起。
进一步地，所述固持装置（5）还包括：圆柱段（51）、夹持部（52）和紧固装置（54）；
其中，所述圆柱段（51）沿轴向设有通孔（511）；所述紧固装置（54）沿所述圆柱段（51）的周向布置；所述连杆（53）固定在所述圆柱段（51）的圆柱面上。
进一步地，所述夹持部（52）包括圆盘部（521）和左右对称的扇形突起（522），所述左右对称的扇形突起（522）的对称轴为所述圆盘部（521）的直径方向，其突出方向为与所述圆盘部（521）朝向所述圆柱段（51）的方向相反的方向，所述左右对称的扇形突起（522）在所述圆盘部（521）上形成一个凹槽（55）。
进一步地，所述紧固装置（54）为螺钉，数量为2-3个。
进一步地，所述圆盘部（521）的直径大于所述圆柱段（51）的直径。
进一步地，所述圆柱段（51）和所述夹持部（52）为一体成型。
本发明还提出了一种用于加工滚珠丝杠的螺母的加工方法，其特征在于，包括：步骤1：采用过盈配合装配丝杠（3）和螺母（4）；步骤2：将预装配好的丝杠（3）和螺母（4）一起装入工装，并相互固定，其中，丝杠（3）穿过工装的通孔，丝杠（3）的中心轴线和工装的通孔的中心轴线重合；步骤3：将丝杠（3）、螺母（4）和工装一起安装到机床上，由驱动装置带动丝杠（3）、螺母（4）和工装一起旋转，进而对螺母（4）的外圆和端面进行加工。
进一步地，其中，步骤1中采用过盈配合装配丝杠（3）和螺母（4）包括：将比正常工作时所适配的钢球直径大的大直径钢球放入螺母（4）的滚道中，然后旋入丝杠（3）。
进一步地，其中，步骤2中的工装为权利要求1-6中任一项所述的工装。
与现有技术相比，本发明的优点在于：由于采用了比正常工作时所适配的钢球直径大的大直径钢球装入待加工的螺母滚道中，消除了丝杠和螺母之间的间隙，对预先装配好的丝杠和螺母一起进行装夹进而对螺母的外圆和端面进行加工，有效减小了跳动量，提高了整个产品的精度。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1是本发明一种用于加工滚珠丝杠的螺母的工装的装配图；
图2是本发明一种用于加工滚珠丝杠的螺母的工装的爆炸图；
图3是本发明一种用于加工滚珠丝杠的螺母的工装的主视剖视图；
图4是本发明一种用于加工滚珠丝杠的螺母的工装的螺母和固持装置的放大视图；
图5是本发明一种用于加工滚珠丝杠的螺母的工装的去掉第一卡盘后的侧视半剖视图。
图中各标号表示：
1、第一卡盘；11、第一顶尖；12、凸柱；2、第二卡盘；21、第二顶尖；3、丝杠；4、螺母；41、圆柱部分；42、端盖部分；5、固持装置；51、圆柱段；52、夹持部；521、圆盘部；522、扇形突起；53、连杆；54、紧固装置；55、凹槽；56、通孔。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在本文件中，如第一和第二、顶部和底部等的相关术语可以仅仅用于区分一个实体或动作与另一个实体或动作，而不必需要或暗示这种实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。术语“包括”或者其任何其它的变型意在覆盖非排他的包括，使得包括一系列元件的过程、方法、物品、或装置不仅包括那些元件，而是可以包括未明确列出或者对于这种过程、方法、物品、或装置而言固有的其它元件。通过“包括……”而获得的元件在不具有更多限制的情况下不排除在包括该元件的过程、方法、物品、或装置中存在其它相同的元件。
另一方面，本说明书中使用的术语用于说明实施例，并非要限定本发明。在本说明书中，只要在句子中未特别言及，单数型也包括复数型。说明书中使用的“包括(comprises)”及/或“包含的(comprising)”，是指言及的构成元件、步骤、动作及/或元件不排除存在或追加一个以上的其他构成元件、步骤、动作及/或元件。下面参照附图，详细说明本发明的实施例。
参见附图1-2，本发明提出了一种用于加工滚珠丝杠的螺母的工装，包括：第一卡盘1（第一夹持装置）、第二卡盘2（第二夹持装置）和固持装置5。其中，第一卡盘1和第二卡盘2可旋转的固定在机床上，且同轴相对布置，由驱动机构，例如电机驱动旋转。其中第一卡盘1的端面上设有凸柱12，沿第一卡盘1的中心轴线，在第一卡盘1的端面上还设有第一顶尖11；沿第二卡盘2的中心轴线，在第二卡盘2的端面上设有第二顶尖21；所述第一顶尖11（第一卡盘）和第二顶尖21（第二卡盘）同轴相对布置。
其中，固持装置5包括圆柱段51、夹持部52、连杆53和紧固装置54。其中，圆柱段51沿轴向设有通孔511；紧固装置54沿圆柱段51的周向布置，本实施例中，紧固装置54为螺钉，数量为2个，然而也可以是其他固定装置，例如铆钉等，数量可为1个或3-5个；夹持部52包括圆盘部521和左右对称的扇形突起522，所述左右对称的扇形突起522的对称轴为圆盘部521的直径方向，其突出方向为与圆盘部521朝向圆柱段51的方向相反的方向，所述左右对称的扇形突起522在圆盘部521上形成一个凹槽55。所述连杆53采用焊接的方式固定在圆柱段51的圆柱面上。
其中，圆盘部521的直径大于圆柱段51的直径。
圆柱段51和夹持部52优选一体成型，可以节约成本，便于加工，当然也可以分开制造，然后采用焊接或其他固定连接方式进行连接。
工件包括丝杠3和螺母4，螺母4包括圆柱部分41和端盖部分42，其中，端盖部分42的端面形状和凹槽55相适应，丝杠3两端沿中心轴线开有固定孔（图中未示出）。螺母4的圆柱部分41的圆柱面和端盖42的外周面是待磨削加工的表面。
其中，端盖部分42的壁厚稍大于凹槽55的深度，也可以设置成相同。
尽管本实施例中连杆53和凸柱12中的数量均为1个，但是也可以设置相互配合的多个，使得传动更加平稳。
安装过程：将比正常工作时所适配的钢球直径大的大直径滚珠（钢球）放入螺母4的滚道中，然后旋入丝杠3，消除了丝杠3和螺母4之间的间隙；将螺母4的端盖部分42嵌入固持装置5的凹槽55中，同时丝杠3穿过固持装置5的通孔56中，旋紧螺钉（紧固装置54）将丝杠3、螺母4和固持装置5固定在一起；调整第一卡盘1和第二卡盘2之间的距离，将丝杠3两端的固定孔分别对准第一顶尖11和第二顶尖21，再调整第一卡盘1和第二卡盘2顶住丝杠3，然后，拨动连杆53使其抵靠在第一卡盘1的凸柱12上；通过驱动装置带动第一卡盘1和第二卡盘2旋转，进而通过凸柱12带动工件一起旋转，进而对螺母4的圆柱面和外周面进行磨削加工。加工完成后，将工件从工装中拆卸下来，然后旋出丝杠，拆下大直径滚珠，再换上正常工作时适配的尺寸的滚珠即可。
为了清楚说明消除间隙的原理，在此举例说明：设定正常使用的滚珠直径为d0，例如d0=10mm，滚道直径为dt，例如dt=12mm，大直径滚珠的直径为db，例如db为13mm；正常工作时，滚珠的直径d0<滚道的直径dt，即丝杠和螺母之间存在间隙；在本实施例的螺母的加工方法中，采用大直径的滚珠，即db>滚道的直径dt，采用过盈配合装配丝杠和螺母，然后再一起装入工装进而进行加工。大直径滚珠的直径可以根据需要灵活选择，只要保证滚珠直径大于或者稍大于滚道直径即可，即可实现消除间隙的目的。
本发明还公开了一种加工方法，用于加工滚珠丝杠的螺母的外圆和端面，步骤1：将比正常工作时所适配的钢球直径大的大直径钢球放入螺母4的滚道中，然后旋入丝杠3；步骤2：将预装配好的丝杠3和螺母4一起装入工装，并相互固定，其中，丝杠3穿过工装的通孔，丝杠3的中心轴线和工装的通孔的中心轴线重合；步骤3：将工装安装到机床上，由驱动装置带动丝杠3、螺母4和工装一起旋转，进而对螺母4的圆柱面和外周面进行加工。
前面对本发明具体示例性实施方式所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方式及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。