[发明专利]一种滚珠丝杆加工方法

说明书

[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，它的摩擦损失小，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，滚珠丝杆的螺纹部分可以采用切削加工和冷滚压(冷轧无切削)加工。滚珠丝杆圆弧形螺纹滚压(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)在丝杆圆弧形螺纹滚道上形成的表面硬化层还有利于提高圆弧形螺纹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纹进行精密加工，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，丝杆螺纹导程精度高的滚珠丝杆加工方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种滚珠丝杆加工方法，包括以下步骤：

101)丝杆圆弧形螺纹采用冷轧成型；

102)磨削丝杆螺纹外圆；

103)以磨削过的丝杆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。

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纹外圆。

以上所述的滚珠丝杆加工方法，在步骤102磨削丝杆螺纹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。

以上所述的滚珠丝杆加工方法，在步骤105磨削丝杆圆弧形螺纹滚道前还可以包括丝杆螺纹表面淬火和丝杆校直步骤。

以上所述的滚珠丝杆加工方法，在步骤105中可以用至少2个中心架或V形托架作为丝杆螺纹外圆的定位支承。其中，有2个中心架或V形托架支承在丝杆螺纹两端。

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。可以在被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，用滚珠顶尖轴向限位。

以上所述的滚珠丝杆加工方法，在步骤105磨削丝杆圆弧形螺纹滚道时，砂轮相对于螺纹滚道的轴向定位最好以螺纹中段的滚道为基准。

本发明丝杆的螺纹采用滚压(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，丝杆圆弧形螺纹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，对丝杆圆弧形螺纹滚道进行磨削加工成型。本发明在磨削滚压(冷轧)成型的丝杆圆弧形螺纹滚道前先磨削丝杆螺纹外圆，然后以磨削过的丝杆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。这样，不仅最大限度地减小了螺纹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纹滚压(冷轧)在丝杆圆弧形螺纹滚道上形成的表面性能。通过螺纹滚道磨削加工，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。

[附图说明]

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。本发明滚珠丝杆加工方法实施例1主要包括以下工序：

1.丝杆圆弧形螺纹滚压(冷轧)成型：对6至8米长的圆柱钢棒料进行丝杆圆弧形螺纹滚压(冷轧)，丝杆螺纹外圆的尺寸公差为+0.02mm，圆柱度公差为0.015mm；圆弧形螺纹滚道300mm导程公差是±0.05mm，圆弧形螺纹滚道对于丝杆螺纹外圆轴线的对称度误差不大于0.01mm。