專利名稱：制造滾珠絲杠副新技術工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及機械技術領域中的傳動技術，是一種制造絲杠副的工藝，具體地說，是一種制造滾珠絲杠副的新技術工藝。
滾珠絲杠副是由滾珠絲杠、滾珠螺母和滾珠組成的部件。它可將旋轉運動轉變?yōu)橹本€運動，或者將直線運動轉變?yōu)樾D運動。滾珠絲杠副具有傳動效率高、工作壽命長、運動平穩(wěn)、同步無爬行、無反向間隙、磨擦特性優(yōu)良、對環(huán)境的適應性強等特征，是各類數控機床、機電產品的關鍵傳動副和定位元件，早已廣泛應用于各個領域，被國家列為重點振興的“特定基礎件產品”。目前國內制造滾珠絲杠副產品的廠家中，工藝路線有較大差別，但在產品質量上存在不少問題，加之制造滾珠絲杠副投資巨大，投入產出比小，極大制約了滾珠絲杠副等滾動元件的規(guī)模生產。
滾珠絲杠加工的一般工藝下料—→校直—→車削外圓—→熱處理—→修研中心孔—→磨外圓—→螺紋磨磨削絲杠螺紋—→銑鍵槽或方身—→鉗—→去應力處理—→螺紋磨削(半精密磨滾道)—→去應力處理—→研中心孔—→精密外圓磨削—→螺紋磨削(精密磨削，倒兩端不完整牙1/4圈)—→螺紋磨削倒角螺紋及頂端45°。
存在缺陷1、絲杠校直在常溫下校直，應力增加，由于材料是GCr15，易產生回彈。
2、車削的圓跳動要求高，加工時間相對延長。
3、直接中頻淬火，特別是長絲杠(長徑比≥25)易彎曲，且回火時間較短，容易造成絲杠淬火硬度不均勻，應力不易去除，雖然經冰凍定型處理，但原有應力尚未去除徹底。
4、粗磨削螺紋，因螺紋部分淬火硬度高，切削量大，造成切削時間長，消耗材料多，極易彎曲變形，且因切削量大，溫度高，使絲杠淬火硬度下降。
5、滾道截形采用名義螺旋角概念與實際工作狀態(tài)下的螺旋角有區(qū)別，易造成裝配后正反向扭矩力大小不一。
6、熱處理工藝程序較多，時間較長，效果不穩(wěn)定。
7、精密磨削的螺紋滾道，因機床本身的精密及加工調試水平，易產生滾道波紋，小周期，磨削高等級螺紋滾道不易保障。
滾珠螺母加工的一般工藝下料—→車—→銑—→鉗—→熱處理—→內圓磨削—→外圓磨削—→磨內螺紋滾道(粗、精)存在的缺陷1、螺母淬火后粗、精磨內螺紋滾道，磨削余量大、周期長、效率低。
2、內圓、外圓分步磨削不易同軸，且工序要求高。
3、熱處理一般采用鹽溶或油介質淬火易變形、開裂、不完整，且不磨削表面的色澤差。
4、螺母的螺紋滾道截形采用名義螺旋角概念，與實際工作狀態(tài)下的螺旋角有區(qū)別，易造成裝配后正反向扭矩力差加大。
5、鉆孔機床要求很高，一般使用加工中心或數控銑床，設備價格昂貴，且加工效率不高。
本發(fā)明的目的是提供一種投資少、見效快、加工易、降成本、低銷價、有助于大面積推廣使用滾珠絲杠副等滾動元件的制造滾珠絲杠副新技術工藝。
本發(fā)明的技術解決方案是一種制造滾珠絲杠副新技術工藝，包括滾珠絲杠加工和滾珠螺母加工，滾珠絲杠加工是以現有的下料、校直、車外圓、熱處理、研中心孔、磨外圓、銑鍵槽或方身、螺紋磨削、倒兩端不完整牙1/4圈、精密外圓磨削及螺紋頂端倒角為基礎；滾珠螺母加工是以下料、車、銑、磨內螺紋、熱處理、外圓磨削、磨內螺紋滾道為基礎，其特征在于滾珠絲杠加工A、坯料在熱態(tài)下校直，B、絲杠在淬火前粗車螺旋槽，C、滾道加工采用CBN刀具進行加工，D、熱處理前先采用粗校直去應力，E、中心孔采用火焰淬硬，采用振動研磨，F、滾道截形采用工作螺旋角概念進行加工，G、螺紋磨削以外圓定位磨削螺紋滾道，
H、振動研磨螺紋滾道；滾珠螺母加工A、螺母采用真空淬火工藝，B、用旋風銑粗加工內螺紋滾道，C、采用彈簧心軸漲緊磨削外圓，D、內螺紋磨削采用“軟夾頭”定位裝夾，E、采用螺母滾道工作螺旋角法向截形概念加工。
本發(fā)明中所述的絲杠淬火前按絲杠導程粗車螺旋槽；螺母在用真空淬火后，再經冰凍和回火。絲杠加工熱處理采用粗校直去應力—→中頻淬火—→回火—→精校直—→去應力—→冰凍處理工藝路線。
本發(fā)明中所述的滾珠絲杠加工的工藝路線為下料—→調質校直—→車外園螺紋—→熱處理—→研中心孔—→磨外圓—→銑鍵槽或方身等—→鉗—→中心孔淬硬—→研中心孔—→螺紋磨削(半精磨)—→倒兩端不完整牙1/4圈—→研中心孔—→精密外圓磨削及螺紋頂端倒角0.5×45°—→螺紋滾道振動研磨。
本發(fā)明中所述的滾珠螺母加工的工藝路線為下料—→車—→銑—→旋風銑內滾道—→磨內螺紋—→鉗、鉆、熱處理(真空淬火、冰凍、回火)—→外圓磨削—→磨內螺紋滾道。
本發(fā)明中所述的在加工好滾珠絲杠和滾珠螺母后，再進行下列裝配工藝A、二次裝配，B、采用超聲波清洗技術，C、采用裝配扭矩儀控制空載扭矩，D、螺母滾道過渡區(qū)的修整，采用電動磨頭及金剛石磨頭。
本發(fā)明的優(yōu)點是利用較小的投資，規(guī)?；圃斐龈哔|量滾珠絲杠副產品，提高投入產出比例，用簡易辦法消除工藝加工中的難點，使之達到投資少、見效快、加工易、降成本、低銷價的目的，為大面積推廣使用滾珠絲杠副等滾動元件開辟了一條新路子。本發(fā)明中工藝的主要部分是國內同行業(yè)廠家中沒采用過的，特別是絲杠、螺母加工工藝更是國內獨創(chuàng)。不但省了昂貴的數控機床和加工中心，而且可以大幅度提高零件的加工質量和加工批量。采用本發(fā)明生產的各類滾珠絲杠副產品，全部質量指標都可達到和超過GB/T17587.3--1998標準。生產效率可比一般工藝提高30％以上。制造周期比一般工藝縮短1/3。固定資產投資減少40％。批量加工質量穩(wěn)定，正品率可達99％。
以下結合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明滾珠絲杠加工新技術工藝下料—→調質校直—→車外園螺紋—→熱處理—→研中心孔—→磨外圓—→銑鍵槽或方身等—→鉗—→中心孔淬硬—→研中心孔—→螺紋磨削(半精磨)—→倒兩端不完整牙1/4圈—→研中心孔—→精密外圓磨削及螺紋頂端倒角0.5×45°—→螺紋滾道振動研磨。
工藝特點A、嚴格控制車削前坯料的直線度，坯料在熱態(tài)下校直去應力，使應力控制在較小范圍內。
B、絲杠淬火前粗車螺旋槽(按絲杠導程)，中頻淬火后滾道部分硬度層較深，粗開螺旋槽也有利于外圓磨削時的冷卻。
C、滾道加工采用CBN刀具加工，高效不退火，減少成本。
D、熱處理采用粗校直去應力—→中頻淬火—→回火—→精校直—→去應力—→冰凍處理工藝路線，使絲杠在后道磨削加工中應力降到最低，有效保持絲杠不變形。
E、中心孔火焰淬硬，采用振動研磨，高效、精度好，配有強應力定位萬能頂尖，長柄桃子夾頭，可提高外圓磨削、外螺紋磨削的精度(周期圓度等)。
F、滾道截形采用工作螺旋角概念(行業(yè)中普遍采用名義螺旋角概念)用鋼球刮色檢查工作接觸角，提高了絲杠副性能的穩(wěn)定性，省卻昂貴的檢測設備。
G、螺紋磨削采用專用定點中心架，以外圓定位磨削螺紋滾道，確保滾道與外圓同軸，并有效提高絲杠的錐度精度。
H、振動研磨滾道，可有效消除螺紋滾道的波紋，小周期，提高導程精度，中徑錐度，粗糙度等。
滾珠螺母加工新技術工藝下料—→車—→銑—→旋風銑內滾道—→磨內螺紋—→鉗、鉆、熱處理(真空淬火、冰凍、回火)—→外圓磨削—→磨內螺紋滾道工藝特點A、螺母采用真空淬火工藝，最大限度的減少淬火后內螺紋磨削的余量，為采用CBN砂輪或低應力磨削創(chuàng)造了條件，提高了螺母的品質(表面完美性)及提高了生產效率。
B、用旋風銑粗加工內螺紋滾道，替代車削及內螺紋加工，提高工效減少成本。
C、采用彈簧心軸漲緊磨削外圓，可減少先行對內圓磨削。
D、內螺紋磨削采用“軟夾頭”定位裝夾，可以提高批量加工螺母滾道與反向器孔的位移精度，滾道與外圓的同軸度，可以取消裝配后的“同步磨”工序。
E、采用螺母滾道工作螺旋角法向截形概念，以鋼球刮色檢查，有效控制接觸角，提高絲杠副的正反轉力矩差的性能。
F、反向器孔及扦管孔在普通銑床上改裝機械定位裝置，作點、位行程控制，滿足孔位置公差的加工要求，節(jié)省大量投資。
滾珠絲杠副裝配新工藝特點A、二次裝配，確保質量。
B、采用超聲波清洗技術，提高產品的清潔度。
C、采用裝配扭矩儀控制空載扭矩。
D、螺母滾道過渡區(qū)的修整，采用電動磨頭及金剛石磨頭。
權利要求
1.一種制造滾珠絲杠副新技術工藝，包括滾珠絲杠加工和滾珠螺母加工，滾珠絲杠加工是以現有的下料、校直、車外圓、熱處理、研中心孔、磨外圓、銑鍵槽或方身、螺紋磨削、倒兩端不完整牙1/4圈、精密外圓磨削及螺紋頂端倒角為基礎；滾珠螺母加工是以下料、車、銑、磨內螺紋、熱處理、外圓磨削、磨內螺紋滾道為基礎，其特征在于滾珠絲杠加工A、坯料在熱態(tài)下校直，B、絲杠在淬火前粗車螺旋槽，C、滾道加工采用CBN刀具進行加工，D、熱處理前先采用粗校直去應力，E、中心孔采用火焰淬硬，采用振動研磨，F、滾道截形采用工作螺旋角概念進行加工，G、螺紋磨削以外圓定位磨削螺紋滾道，H、振動研磨螺紋滾道；滾珠螺母加工A、螺母采用真空淬火工藝，B、用旋風銑粗加工內螺紋滾道，C、采用彈簧心軸漲緊磨削外圓，D、內螺紋磨削采用“軟夾頭”定位裝夾，E、采用螺母滾道工作螺旋角法向截形概念加工。
2.根據權利要求1所述的制造滾珠絲杠副新技術工藝，其特征在于絲杠淬火前按絲杠導程粗車螺旋槽；螺母在用真空淬火后，再經冰凍和回火。
3.根據權利要求1或2所述的制造滾珠絲杠副新技術工藝，其特征在于絲杠加工熱處理采用粗校直去應力—→中頻淬火—→回火—→精校直—→去應力—→冰凍處理工藝路線。
4.根據權利要求1或2所述的制造滾珠絲杠副新技術工藝，其特征在于滾珠絲杠加工的工藝路線為下料—→調質校直—→車外園螺紋—→熱處理—→研中心孔—→磨外圓—→銑鍵槽或方身等—→鉗—→中心孔淬硬—→研中心孔—→螺紋磨削(半精磨)—→倒兩端不完整牙1/4圈—→研中心孔—→精密外圓磨削及螺紋頂端倒角0.5×45°—→螺紋滾道振動研磨。
5.根據權利要求1或2所述的制造滾珠絲杠副新技術工藝，其特征在于滾珠螺母加工的工藝路線為下料—→車—→銑—→旋風銑內滾道—→磨內螺紋—→鉗、鉆、熱處理(真空淬火、冰凍、回火)—→外圓磨削—→磨內螺紋滾道。
6.根據權利要求1或2所述的制造滾珠絲杠副新技術工藝，其特征在于在加工好滾珠絲杠和滾珠螺母后，再進行下列裝配工藝A、二次裝配，B、采用超聲波清洗技術，C、采用裝配扭矩儀控制空載扭矩，D、螺母滾道過渡區(qū)的修整，采用電動磨頭及金剛石磨頭。
全文摘要
公開了一種制造滾珠絲杠副新技術工藝,包括滾珠絲杠和滾珠螺母加工,以現有的工藝步驟為基礎,特征:滾珠絲杠加工:坯料在熱態(tài)下校直,絲杠在淬火前粗車螺旋槽,滾道加工用CBN刀具進行加工,熱處理前先用粗校直去應力,中心孔用火焰淬硬,用振動研磨,滾道截形采用工作螺旋角概念,螺紋磨削以外圓定位磨削螺紋滾道,振動研磨螺紋滾道;滾珠螺母加工:螺母用真空淬火工藝,旋風銑粗加工內螺紋滾道,用彈簧心軸漲緊磨削外圓,內螺紋磨削用“軟夾頭”定位裝夾,采用螺母滾道工作螺旋角法向截形概念。優(yōu)點:投資少、見效快、加工易、降成本、低銷價,為大面積推廣使用滾珠絲杠副等滾動元件開辟了一條新路子。
文檔編號B23P13/00GK1338346SQ0112728
公開日2002年3月6日 申請日期2001年9月29日 優(yōu)先權日2001年9月29日
發(fā)明者張國梁, 周建偉 申請人:張國梁, 周建偉