[发明专利]一种滚珠丝杠螺旋沟槽研磨装置及研磨方法

说明书

本发明公开了一种滚珠丝杠螺旋沟槽研磨装置及研磨方法，特点是包括工作台、夹紧台和气动负载控制系统三部分组成，工作台的上表面两侧且沿长度方向对称设置有Y轴滑轨，工作台的上表面一端设置有用于固定滚珠丝杠工件的三爪卡盘和机床尾座，三爪卡盘的中心轴上连接有伺服电机；夹紧台位于三爪卡盘与机床尾座之间，夹紧台的两侧对称设置有X轴滑轨和夹板，夹板的内侧设置有用于对滚珠丝杠工件进行研磨加工的研磨螺母，研磨螺母上设置有压力传感器，气缸对称设置在夹板的外侧，优点是接触更加均匀且起到主动柔顺控制效果的，该研磨方法可以较好地控制材料去除量，表面质量均匀程度明显提高，且质量分布均匀，加工效率进一步提高。

技术领域

本发明涉及一种滚珠丝杠螺旋沟槽研磨装置，尤其是涉及一种滚珠丝杠螺旋沟槽研磨装置及研磨方法。

背景技术

滚珠丝杠是各类精密设备中不可或缺的重要功能部件，不仅在数控机床以及各种自动化设备中大量应用，还在各种高精度应用场合，如半导体设备，光学设备等领域发挥重要作用，滚珠丝杠的质量将会直接影响到整体设备的工作精度和使用寿命。其中尤其是在制造业机床领域，高质量的滚珠丝杠能够制造出加工精度更高的机床设备，是我国制造业发展以及产业升级的重要基础。然而，在各类设备中无论是重型机械中使用的大型滚珠丝杠，还是各种精密模组中的微型滚珠丝杠，复杂的螺旋沟槽都是滚珠丝杠工件加工的难点。在使用滚珠丝杠作为部件的精密设备中，为了达到更高的精度和稳定性，需要利用研磨工艺对滚珠丝杠螺旋沟槽进行精加工，从而提高螺旋沟槽的表面质量如螺旋面误差，表面光洁度等，但由于滚珠丝杠特殊的曲面构型，大多只能采用人工研磨的加工方法。

目前国内外滚珠丝杠螺旋沟槽研磨技术存在以下问题：(1)待研磨滚珠丝杠工件主要有表面质量均匀与表面质量不均匀滚珠丝杠，针对表面质量不均匀工件采用的研磨方法依旧以人工研磨为主，相关研磨加工策略较少。(2)研磨装置中研磨工具与工件需要人工进行旋紧和加力，配合工序较为复杂，无法保证研磨工具与工件的均匀接触。(3)滚珠丝杠螺旋沟槽研磨装置主要采用被动柔顺装置，存在着施加研磨压力稳定性不足的问题，从而影响研磨加工质量。发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种接触更加均匀且起到主动柔顺控制效果的滚珠丝杠螺旋沟槽研磨装置及研磨方法，该研磨方法可以较好地控制材料去除量，表面质量均匀程度明显提高，且质量分布均匀，加工效率进一步提高。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种滚珠丝杠螺旋沟槽研磨装置，包括工作台、夹紧台和气动负载控制系统三部分组成；

所述的工作台的上表面两侧且沿长度方向对称设置有用于与所述的夹紧台底部滑槽滑动配合的Y轴滑轨，所述的工作台的上表面一端设置有用于固定滚珠丝杠工件一端的三爪卡盘，所述的工作台的上表面且位于所述的三爪卡盘的相对侧设置有用于固定所述的滚珠丝杠工件另一端的机床尾座，所述的三爪卡盘的中心轴上连接有用于驱动所述的滚珠丝杠工件旋转的伺服电机，所述的伺服电机的转轴上设置有用于获取所述的滚珠丝杠工件摩擦转矩值的动态扭矩传感器；

所述的夹紧台位于所述的三爪卡盘与所述的机床尾座之间，所述的夹紧台的两侧对称设置有与所述的Y轴滑轨相垂直的X轴滑轨，所述的夹紧台上对称设置有两块与所述的X轴滑轨滑动配合的夹板，所述的夹板的内侧设置有用于对所述的滚珠丝杠工件进行研磨加工的研磨螺母，所述的研磨螺母上设置有压力传感器，两块所述的研磨螺母之间形成所述的滚珠丝杠工件的夹持空间；

所述的气动负载控制系统包括两个用于驱动所述的夹板移动并向所述的滚珠丝杠工件施加负载的气缸，所述的气缸对称设置在所述的夹板的外侧，所述的气缸电连接有电磁阀，所述的电磁阀分别电连接电源开关和用于将电信号转化为气压大小值的气动比例伺服阀，所述的气动比例伺服阀的一端连接气源且另一端通过PLC控制器与所述的压力传感器电连接。

进一步，所述的研磨螺母的螺旋沟槽的深度大于所述的滚珠丝杠工件的螺旋沟槽深度1-2mm。加深研磨螺母螺旋沟槽的深度使得研抛螺母与滚珠丝杠的非螺旋沟槽凸起部分不再接触，从而使研磨螺母与滚珠丝杠的接触点都分布在滚珠丝杠螺旋沟槽上，这就可以使研抛压力更好的作用在滚珠丝杠螺旋沟槽内，同时研磨螺母施加的压力分布也会比较均匀。