本發(fā)明涉及一種行星絲杠螺母分序磨削工裝、加工機(jī)構(gòu)及磨削方法，屬于機(jī)械制造類。

背景技術(shù)：

行星絲杠螺母是行星絲杠組成零件中最為重要、最難加工的零件之一，其中螺母的重要特征--螺紋的加工決定了行星絲杠的精度和生產(chǎn)效率?，F(xiàn)階段主要的螺母螺紋加工方法包括車削、銑削和磨削，其中車削和銑削效率高、精度低，不適合具有高精度要求的行星絲杠螺母的終序加工；磨削加工盡管精度高，但加工效率低，最終序的加工余量直接決定了高精度螺紋磨削的加工時(shí)間。同時(shí)，由于行星絲杠多頭螺母的分度精度和螺距精度的高要求，使得車-磨和銑-磨等分序加工的工藝難以實(shí)現(xiàn)，目前，磨削加工行星絲杠螺母螺紋時(shí)基本都采取一次裝夾多步磨削的方法，尤其針對螺距1mm左右的高精度螺母的高效加工實(shí)現(xiàn)困難，常面臨去量大、砂輪反復(fù)修整等現(xiàn)象，必須憑借操作者的經(jīng)驗(yàn)反復(fù)調(diào)整加工工藝參數(shù)，常存在螺母螺紋精度一致性較低的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：公開了一種專用于行星絲杠螺母加工的簡易工裝和機(jī)床的分序加工機(jī)構(gòu)及方法，能夠?qū)崿F(xiàn)粗精分序加工而不失精度，可以高效高精的加工螺距較大的行星絲杠多頭螺紋螺母。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種行星絲杠螺母分序磨削工裝，工裝主體為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，圓環(huán)用于套裝在待安裝行星絲杠螺母的配合面上，對行星絲杠螺母進(jìn)行徑向定位；其中圓環(huán)的圓度至少0.005mm，尺寸公差0.01mm之內(nèi)，圓環(huán)內(nèi)表面與外端面垂直度0.005mm之內(nèi)。

圓環(huán)沿徑向加工至少3個(gè)安裝孔，所述安裝孔的位置與待安裝行星絲杠螺母上的法蘭安裝孔位置配合，實(shí)現(xiàn)安裝固定。

一種行星絲杠螺母分序加工機(jī)構(gòu)，包括工件頭架、主軸變速箱、砂輪頭架，還包括一級(jí)導(dǎo)軌和二級(jí)導(dǎo)軌；二級(jí)導(dǎo)軌由梯形絲杠或者滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)用于粗磨加工，一級(jí)導(dǎo)軌采用線導(dǎo)軌或者通過精密滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)，用于精磨加工；二級(jí)導(dǎo)軌安裝在整個(gè)加工機(jī)構(gòu)的安裝底座上且能夠通過一個(gè)二級(jí)夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)二級(jí)導(dǎo)軌與安裝底座的固連或者分離；一級(jí)導(dǎo)軌安裝在二級(jí)導(dǎo)軌上，一二級(jí)導(dǎo)軌之間通過一級(jí)夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)二者的固連或者分離，主軸變速箱固定安裝在一級(jí)導(dǎo)軌上，主軸變速箱的輸出軸連接工件頭架，工件頭架與其位于同一軸線上的砂輪頭架分別用于裝夾待磨削工件和砂輪。

所述的一級(jí)夾緊機(jī)構(gòu)和二級(jí)夾緊機(jī)構(gòu)均采用偏心夾緊機(jī)構(gòu)或者楔形機(jī)構(gòu)。

一種行星絲杠螺母分序磨削方法，其特征在于步驟如下：

第一步，將所述的工裝固定安裝在加工機(jī)構(gòu)的工件頭架上；

第二步，將待磨削行星絲杠螺母安裝在所述的工裝上，將加工機(jī)構(gòu)的一級(jí)導(dǎo)軌與二級(jí)導(dǎo)軌之間通過一級(jí)夾緊機(jī)構(gòu)固連，松開二級(jí)導(dǎo)軌夾緊機(jī)構(gòu)；

第三步，進(jìn)行粗磨加工：通過梯形絲杠或者滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)工件頭架進(jìn)行軸向(Z軸)運(yùn)動(dòng)，與工件主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(繞C軸)聯(lián)動(dòng)，配合砂輪頭架上的粗砂輪實(shí)現(xiàn)螺紋形狀的去量磨削；

第四步，進(jìn)行精磨加工：二級(jí)導(dǎo)軌通過偏心夾緊機(jī)構(gòu)固定不動(dòng)，松開一級(jí)導(dǎo)軌與二級(jí)導(dǎo)軌之間的偏心夾緊機(jī)構(gòu)；

第五步，通過精密滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)工件頭架進(jìn)行Z軸向運(yùn)動(dòng)，與工件主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(繞C軸)聯(lián)動(dòng)，配合砂輪頭架上的細(xì)砂輪進(jìn)行螺紋的精密磨削。

第三步中批量對所有待加工行星絲杠螺母進(jìn)行粗磨加工，粗磨加工完成后再在工裝上安裝粗加工后的行星絲杠螺母，執(zhí)行第四五步進(jìn)行精磨加工。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有益效果為：

(1)針對粗精磨削分序的要求，設(shè)計(jì)了一種兩級(jí)導(dǎo)軌驅(qū)動(dòng)裝置，承力較大的梯形絲杠驅(qū)動(dòng)導(dǎo)軌用于粗磨削序，精密滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)導(dǎo)軌用于精磨削序。兩級(jí)導(dǎo)軌的配合，不僅能增加螺母加工效率，也能滿足長螺母螺紋的磨削要求。同時(shí)，設(shè)計(jì)了一種螺母工裝夾具，在保證一定裝夾精度條件下，實(shí)現(xiàn)螺母便捷裝卸，多次裝夾仍能滿足螺母螺紋磨削精度要求。本發(fā)明中分級(jí)驅(qū)動(dòng)與工裝夾具的配合，可實(shí)現(xiàn)螺母螺紋的粗精分序加工、線下檢測，提高加工精度，增加加工效率。

(2)通過調(diào)節(jié)一級(jí)導(dǎo)軌與二級(jí)導(dǎo)軌之間的位置，還可以調(diào)節(jié)Z軸行程，滿足長螺母加工的需求。粗精磨分序加工時(shí)，螺母工裝與螺母通過螺釘固連，便于裝卸，便捷的實(shí)現(xiàn)線下測量。

附圖說明

圖1為待加工行星絲杠螺母的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明工裝示意圖；

圖3a、3b為本發(fā)明工裝與螺母安裝示意圖；

圖4為本發(fā)明分序加工機(jī)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)例對本發(fā)明做詳細(xì)說明。

圖1為本發(fā)明涉及的待加工行星絲杠螺母的結(jié)構(gòu)示意圖，螺母為帶有螺紋段33和外圓配合面32的法蘭結(jié)構(gòu)、法蘭盤上對稱分布的法蘭孔31，外圓配合面與工裝內(nèi)圓配合面35配合，端面配合面34與工裝端面36配合，其中外圓配合面與端面配合面的垂直度小于0.005mm，法蘭安裝孔用于螺紋分度方向的定位。

本發(fā)明工裝主體為圓環(huán)結(jié)構(gòu)如圖2所示，圓環(huán)用于套裝在待安裝行星絲杠螺母的配合面上，對行星絲杠螺母進(jìn)行徑向定位；其中圓環(huán)的圓度至少0.005mm，尺寸公差0.01mm之內(nèi)，內(nèi)圓配合面35與外端面36垂直度0.005之內(nèi)。如圖3a、3b所示，工裝的一端與機(jī)床主軸夾頭11(例如四爪夾頭)連接，一端與螺母22連接，工裝21與螺母22通過端面和螺母外圓定位、通過螺釘24結(jié)合墊片23固定，可以方便進(jìn)行螺母的裝卸，為分序加工和線下精度檢測提供可能。

如圖2所示，工裝圓環(huán)沿徑向加工至少3個(gè)安裝孔37，所述安裝孔的位置與待安裝行星絲杠螺母上的法蘭安裝孔位置配合，實(shí)現(xiàn)安裝固定。當(dāng)然當(dāng)行星絲杠螺母上沒有法蘭安裝孔時(shí)，則可以采用其他的定位固定方式進(jìn)行定位安裝。

如圖4，本發(fā)明一種行星絲杠螺母分序加工機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)的磨削加工功能部分與一般的螺紋磨床一樣，包括工件頭架11、主軸變速箱12、砂輪頭架13。獨(dú)特的設(shè)計(jì)是該分序機(jī)構(gòu)具有兩級(jí)導(dǎo)軌。具體包括精密滾珠絲杠14、一級(jí)導(dǎo)軌15、梯形絲杠16、二級(jí)導(dǎo)軌17、一級(jí)夾緊機(jī)構(gòu)18、二級(jí)夾緊機(jī)構(gòu)19；

二級(jí)導(dǎo)軌17由梯形絲杠或者滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)，梯形絲杠16驅(qū)動(dòng)載荷大，但傳動(dòng)精度相對較低，用于進(jìn)行粗磨削去量加工；一級(jí)導(dǎo)軌15采用線導(dǎo)軌或者通過精密滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)，磨削時(shí)采取微量磨削；二級(jí)導(dǎo)軌17安裝在整個(gè)加工機(jī)構(gòu)的安裝底座上且能夠通過一個(gè)二級(jí)偏心夾緊機(jī)構(gòu)19實(shí)現(xiàn)二級(jí)導(dǎo)軌與安裝底座的固連或者分離；一級(jí)導(dǎo)軌15安裝在二級(jí)導(dǎo)軌17上，一二級(jí)導(dǎo)軌之間通過一級(jí)偏心夾緊機(jī)構(gòu)18實(shí)現(xiàn)二者的固連或者分離，主軸變速箱12固定安裝在一級(jí)導(dǎo)軌15上，主軸變速箱12的輸出軸連接工件頭架11，工件頭架與其位于同一軸線上的砂輪頭架13分別用于裝夾待磨削工件和磨削工具。

梯形絲杠和精密滾珠絲杠可以分別由各自的變速箱進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，也可以采用同一個(gè)變速箱在減速箱的作用下分別根據(jù)需要進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

利用上述工裝或者機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的一種行星絲杠螺母分序磨削方法，步驟如下：

第一步，將上述工裝固定安裝在加工機(jī)構(gòu)的工件頭架11上；

第二步，將待磨削行星絲杠螺母安裝在所述的工裝上，將加工機(jī)構(gòu)的一級(jí)導(dǎo)軌與二級(jí)導(dǎo)軌之間通過一級(jí)偏心夾緊機(jī)構(gòu)18固連，松開二級(jí)導(dǎo)軌偏心夾緊機(jī)構(gòu)19；

第三步，進(jìn)行粗磨加工：通過梯形絲杠或者滾珠絲杠16驅(qū)動(dòng)工件頭架11進(jìn)行軸向(Z軸)運(yùn)動(dòng)，與工件主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(繞C軸)聯(lián)動(dòng)，配合砂輪頭架13上的粗砂輪實(shí)現(xiàn)螺紋形狀的去量磨削；例如針對螺距1.2mm的螺紋，當(dāng)牙型角為90°時(shí)，螺紋牙深約0.6mm，粗加工時(shí)，每次進(jìn)刀量0.015mm，預(yù)留加工余量0.1mm用于精加工序，粗序加工顯著縮短工時(shí)。

第四步，進(jìn)行精磨加工：二級(jí)導(dǎo)軌通過偏心夾緊機(jī)構(gòu)19固定不動(dòng)，松開一級(jí)導(dǎo)軌與二級(jí)導(dǎo)軌之間的偏心夾緊機(jī)構(gòu)18；調(diào)整砂輪頭架對細(xì)砂輪進(jìn)行對刀；

第五步，通過精密滾珠絲杠14驅(qū)動(dòng)工件頭架11進(jìn)行Z軸向運(yùn)動(dòng)，與工件主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(繞C軸)聯(lián)動(dòng)，配合砂輪頭架13上的細(xì)砂輪進(jìn)行螺紋的精密磨削。

當(dāng)需要進(jìn)行批量加工時(shí)，可以在第三步中批量對所有待加工行星絲杠螺母進(jìn)行粗磨加工，粗磨加工完成后再在工裝上安裝粗加工后的行星絲杠螺母，執(zhí)行第四五步進(jìn)行精磨加工，提高效率。分序加工方法對于螺距1mm左右，相對去量較大的螺紋加工非常有效。

本發(fā)明未詳細(xì)說明部分屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識(shí)。