[发明专利]一种基于力流变抛光技术的滚珠丝杠抛光方法

说明书

一种基于力流变抛光技术的滚珠丝杠抛光方法，加工过程中，抛光液随传送带运送到丝杠下方，与丝杠滚道发生接触，抛光液与丝杠之间的相对速度超过设定阈值时而产生力流变效应，抛光液中均匀分布的聚合物汇聚与磨粒一起形成“粒子簇”，在高剪切速度下，由于丝杠处于自转运动，“粒子簇”在丝杠的滚道部位流动，使得“粒子簇”与滚道部位充分接触。本发明利用抛光液的力流变效应，提供一种滚珠丝杠表面的高效、高质量和柔性抛光的方法及装置。

技术领域

本发明涉及精密与超精密加工技术，尤其是一种基于力流变抛光技术的滚珠丝杠抛光方法。

背景技术

随着工业行业的发展，工业技术对机床和特种仪器设备提出了高速、高精度、高可靠性等性能要求。如今需要的滚珠丝杠与用传统方法加工出来的滚珠丝杠相比，具有高精度等级、低表面粗糙度、耐磨、热膨胀系数低和高稳定性的综合性能要求。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工件，是工具机械和精密机械上最常使用的传动原件，兼具高精度、可逆性和高效率的特点，被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。

目前滚珠丝杠的传统加工方法主要以流体抛光工业为主，这类方法需将丝杠固定在相应的夹具中，通过流体磨料自上而下对工件进行研磨。研磨过程中，研磨剂是影响滚珠丝杠加工效率和质量的重要工艺因素之一。研磨剂一般由磨料、研磨基液和添加剂三部分组成。磨料应具有良好的磨削性能(一定的硬度、韧性、机械强度、热稳定性以及化学稳定性)。磨料的成分、浓度、粒度不同，研磨效果也截然不同。研磨基液的主要功能是粘附磨料和冷却，并具有改善研磨效率和表面加工质量的作用。添加剂主要起到提高磨料与滚珠丝杠亲和性、润滑、防锈以及促进化学反应等作用。

但是，滚珠丝杠现有的研磨方式较少，且现有的研磨方式加工得到的效果并不理想，加工出来的丝杠表面无法达到较高的精度。主要是由于滚珠丝杠的表面加工较为复杂，需要对滚珠丝杠的各个凹槽进行均匀加工。力流变抛光利用非牛顿流体的力流变特性，在抛光液与工件的接触区域形成“柔性固着磨具”，实现对工件表面凹槽高效抛光。同时，抛光液具有一定的流动性，可以保证对滚珠丝杠的抛光要求。因此，目前市面上专门从事加工滚珠丝杠的机器很少，主要以抛光机为主，这种方式和装置抛光滚珠丝杠存在如下主要问题：1)无法有效均匀加工每个表面，抛光效率低；2)抛光机运行并不稳定；3)气缸容易发生不正常响动。

发明内容

为了克服现有对滚珠丝杠抛光过程中容易出现的精度不高，每个表面加工不均匀等问题；本发明针对现有技术的不足之处，提出了一种基于力流变抛光技术加工丝杠表面的滚珠丝杠抛光方法，该方法利用力流变抛光液的力流变效应，实现复杂丝杠表面的高效、高质量和柔性抛光；设计了一种滚珠丝杠抛光器，在降低人工成本的同时也提高生产效益，弥补目前市面上滚珠丝杠抛光装置缺少的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于力流变抛光技术的滚珠丝杠抛光方法，将丝杠安装在夹具装置中，夹具装置安装在龙门架之间，龙门架安装在安装底盘上；在放置有传送带装置的抛光液槽内加入抛光液，使得抛光液黏附在传送带上；启动传送带装置电机，传送带在转轴驱动下进行运动，黏附的抛光液随传送带表面进行转动，被传送到丝杠下方，抛光液与丝杠表面发生接触，抛光液与丝杠之间的相对速度超过设定阈值时而产生力流变效应，抛光液中均匀分散的聚合物汇聚于磨粒一起形成“粒子簇”，使抛光液出现类似“固体”的特性，从而对丝杠滚道进行高效、高质量抛光。

进一步，所述的丝杠安放在传送带的上方，丝杠是固定在龙门架上，丝杠随龙门架做左右往复运动，同时丝杠自身做自转运动。

再进一步，所述的丝杠与传送带上表面的间距为0.5-2cm，抛光槽内的抛光液的液面高于传送带下表面1-5cm，传送带运动速度为 1-3m/s，龙门架移动速度为2-5mm/s，丝杠自转速度为20-50rpm。