專利名稱：大導(dǎo)程滾珠螺母磨削的軟軸磨頭系統(tǒng)及加工螺母的磨削方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工件的磨削加工工藝及裝備，特別涉及一種螺母的磨削的裝置及磨削方法，尤其是一種大導(dǎo)程滾珠螺母的磨削加工工藝及裝備。
背景技術(shù)：
滾珠絲桿副具有傳動效率高、定位和重復(fù)定位精度高、使用壽命長、低摩擦因數(shù)等特性，雖然出現(xiàn)了直線電動機進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)，但目前高速滾珠絲杠螺母副仍是機械傳動的常用部件。一般滾珠絲杠副滾道的表面質(zhì)量要求達(dá)到Ra0.8以上，滾珠螺母加工最后一道工藝一般都是采用磨削成形加工，因此內(nèi)滾道的最終精度和表面質(zhì)量是由磨削工藝保證的。大多數(shù)進(jìn)給系統(tǒng)所使用的滾珠絲杠副的螺旋滾道法向截形采用哥特式截形，由兩段對稱的圓弧組成。傳統(tǒng)的成型磨削加工，砂輪的截面被加工成哥特式弧形，砂輪回轉(zhuǎn)軸線相對螺母中心軸線成螺旋升角進(jìn)行安裝，對工件進(jìn)行成形磨削。當(dāng)螺母的導(dǎo)程增大時，螺旋升角增大，砂輪回轉(zhuǎn)軸線與螺母中心軸線之間的夾角變大，砂輪磨桿與螺母內(nèi)滾道面發(fā)生干涉，使砂輪不能越過這一位置進(jìn)行磨削。目前比較常用的加工技術(shù)是改變砂輪安裝角的同時，改變砂輪的截形，對大導(dǎo)程長螺母進(jìn)行磨削加工。采用這種磨削方法，在一定程度上增大了可磨削螺旋升角的范圍，但不能從根本上解決大導(dǎo)程長螺母滾道的磨削干涉問題，并且如果砂輪軸安裝角度太小，砂輪與螺紋滾道面之間易形成過切，使得磨削后的滾珠螺母滾道截形不完全是哥特式弧形。因此，需要設(shè)計一種能保證足夠磨桿剛度，并實現(xiàn)任意導(dǎo)程及長度滾珠螺母滾道的磨削方法及裝置，但目前應(yīng)用的大導(dǎo)程滾珠螺母的磨削加工工藝及裝備還不夠理想。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，提供一種大導(dǎo)程滾珠螺母磨削的軟軸磨頭系統(tǒng)，消除傳統(tǒng)大導(dǎo)程滾珠螺母磨削中砂輪磨桿與滾珠螺母內(nèi)圈發(fā)生干涉的現(xiàn)象，并使軟軸磨頭系統(tǒng)保持足夠磨桿剛度，實現(xiàn)基于軟軸磨頭系統(tǒng)對任意導(dǎo)程及長度滾珠螺母滾道的磨削加工工藝。為達(dá)到上述發(fā)明創(chuàng)造目的，本發(fā)明構(gòu)思如下:
采用一種軟軸磨頭系統(tǒng)，利用軟軸可以任意改變軸端力偶矢方向的特點，實現(xiàn)砂輪回轉(zhuǎn)軸線與磨桿軸線之間以螺母導(dǎo)程角角度連接。使用該磨頭系統(tǒng)對滾珠螺母磨削時，磨桿軸線與螺母軸線平行，避免了砂輪磨桿與滾珠螺母內(nèi)圈發(fā)生干涉，從而實現(xiàn)了大導(dǎo)程、長距離滾珠螺母內(nèi)滾動磨削加工。根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，采用下述技術(shù)方案:
一種大導(dǎo)程滾珠螺母磨削的軟軸磨頭系統(tǒng)，主要包括機械軟軸、前端小軸、軟軸接頭、支撐塊和磨桿軸套，機械軟軸的動力輸出端與前端小軸通過軟軸接頭進(jìn)行連接組裝，機械軟軸的被傳動端與電主軸連接軸頭同軸固定連接，前端小軸以轉(zhuǎn)動連接方式活動嵌套安裝在支撐塊的內(nèi)孔中，機械軟軸以轉(zhuǎn)動連接方式活動嵌套安裝在磨桿軸套內(nèi)腔中，連接支撐塊與嵌套磨桿軸套緊固連接，通過連接法蘭盤將嵌套磨桿軸套固定于磨削砂輪架上，螺母滾道磨削砂輪的回轉(zhuǎn)軸線與前端小軸的軸線同軸設(shè)置，通過砂輪壓緊螺釘將螺母滾道磨削砂輪固定在砂輪前端小軸上，螺母滾道磨削砂輪的回轉(zhuǎn)軸線和機械軟軸的軸線的連接角α的角度與待磨削螺母的螺紋導(dǎo)程角的角度一致，電主軸連接軸頭輸出的動力依次通過機械軟軸傳遞到前端小軸，然后再傳遞到螺母滾道磨削砂輪上，使待磨削螺母軸線與機械軟軸軸線平行設(shè)置安裝后，對待磨削螺母進(jìn)行磨削加工。上述前端小軸優(yōu)選通過軸承活動嵌套安裝在支撐塊內(nèi)孔中，機械軟軸優(yōu)選通過軸承活動嵌套安裝在磨桿軸套內(nèi)腔中，分別形成轉(zhuǎn)動連接副。采用上述的大導(dǎo)程滾珠螺母磨削的軟軸磨頭系統(tǒng)的磨削裝置加工螺母的磨削方法，具體為:
a.采用任意改變軸端力偶矢方向的組合軸構(gòu)造軟軸磨頭系統(tǒng)，在軸端安裝前端砂輪部件，并按照標(biāo)準(zhǔn)螺母滾道截型對前端砂輪部件的截型進(jìn)行修整；
b.根據(jù)待磨削螺母導(dǎo)程的大小，使砂輪回轉(zhuǎn)軸線與軟軸磨頭系統(tǒng)的磨桿軸線的連接角度符合滾珠螺母的螺旋升角，磨桿直接接受外力傳動；
c.砂輪架帶動軟軸磨頭系統(tǒng)做Z軸向運動，待磨削螺母裝夾于頭架卡盤上，由頭架卡盤帶動待磨削螺母做C軸旋轉(zhuǎn)運動；
d.通過軟軸磨頭系統(tǒng)的Z軸向進(jìn)給與待磨削螺母的C軸回轉(zhuǎn)的聯(lián)動運動，對待磨削螺母滾道進(jìn)行成型磨削加工，軟軸磨頭系統(tǒng)的Z軸向進(jìn)給與待磨削螺母的C軸回轉(zhuǎn)運動之間存在如下關(guān)系:
權(quán)利要求
1.一種大導(dǎo)程滾珠螺母磨削的軟軸磨頭系統(tǒng)，其特征在于:主要包括機械軟軸(3)、前端小軸(8 )、軟軸接頭(4)、支撐塊(10 )和磨桿軸套(2 )，所述機械軟軸(3 )的動力輸出端與所述前端小軸(8)通過所述軟軸接頭(4)進(jìn)行連接組裝，所述機械軟軸(3)的被傳動端與電主軸連接軸頭(I)同軸固定連接，所述前端小軸(8)以轉(zhuǎn)動連接方式活動嵌套安裝在支撐塊(10)的內(nèi)孔中，所述機械軟軸(3)以轉(zhuǎn)動連接方式活動嵌套安裝在磨桿軸套(2)內(nèi)腔中，所述連接支撐塊(10)與所述嵌套磨桿軸套(2)緊固連接，通過連接法蘭盤(9)將所述嵌套磨桿軸套(2)固定于磨削砂輪架上，螺母滾道磨削砂輪(7)的回轉(zhuǎn)軸線與所述前端小軸(8)的軸線同軸設(shè)置，通過砂輪壓緊螺釘(6)將所述螺母滾道磨削砂輪(7)固定在砂輪前端小軸(8)上，所述螺母滾道磨削砂輪(7)的回轉(zhuǎn)軸線和所述機械軟軸(3)的軸線的連接角α的角度與待磨削螺母(5)的螺紋導(dǎo)程角的角度一致，電主軸連接軸頭(I)輸出的動力依次通過所述機械軟軸(3)傳遞到所述前端小軸(8)，然后再傳遞到所述螺母滾道磨削砂輪(7)上，使待磨削螺母(5)軸線與所述機械軟軸(3)軸線平行設(shè)置安裝后，對待磨削螺母(5)進(jìn)行磨削加工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大導(dǎo)程滾珠螺母磨削的軟軸磨頭系統(tǒng)，其特征在于:所述前端小軸(8)通過軸承活動嵌套安裝在支撐塊(10)內(nèi)孔中，所述機械軟軸(3)通過軸承活動嵌套安裝在磨桿軸套(2)內(nèi)腔中，分別形成轉(zhuǎn)動連接副。
3.一種采用權(quán)利要求1或2所述的大導(dǎo)程滾珠螺母磨削的軟軸磨頭系統(tǒng)的磨削裝置加工螺母的磨削方法，其特征在于: a.采用任意改變軸端力偶矢方向的組合軸構(gòu)造軟軸磨頭系統(tǒng)，在軸端安裝前端砂輪部件，并按照標(biāo)準(zhǔn)螺母滾道截型對前端砂輪部件的截型進(jìn)行修整； b.根據(jù)待磨削螺母導(dǎo)程的大小，使砂輪回轉(zhuǎn)軸線與軟軸磨頭系統(tǒng)的磨桿軸線的連接角度符合滾珠螺母的螺旋升角，磨桿直接接受外力傳動； c.砂輪架帶動軟軸磨頭系統(tǒng)做Z軸向運動，待磨削螺母裝夾于頭架卡盤上，由頭架卡盤帶動待磨削螺母做C軸旋轉(zhuǎn)運動； d.通過軟軸磨頭系統(tǒng)的Z軸向進(jìn)給與待磨削螺母的C軸回轉(zhuǎn)的聯(lián)動運動，對待磨削螺母滾道進(jìn)行成型磨削加工，軟軸磨頭系統(tǒng)的Z軸向進(jìn)給與待磨削螺母的C軸回轉(zhuǎn)運動之間存在如下關(guān)系:
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大導(dǎo)程滾珠螺母磨削的軟軸磨頭系統(tǒng)，由機械軟軸的動力輸出端與前端小軸通過軟軸接頭進(jìn)行連接組裝，機械軟軸的被傳動端與電主軸連接軸頭同軸固定連接，磨削砂輪的回轉(zhuǎn)軸線與前端小軸的軸線同軸設(shè)置，通過砂輪壓緊螺釘將磨削砂輪固定在砂輪前端小軸上，磨削砂輪的回轉(zhuǎn)軸線和機械軟軸的軸線的連接角α的角度與待磨削螺母的螺紋導(dǎo)程角的角度一致，對待磨削螺母進(jìn)行磨削加工。本發(fā)明還公開了一種加工螺母的磨削方法，采用任意改變軸端力偶矢方向的組合軸構(gòu)造軟軸磨頭系統(tǒng)，使砂輪回轉(zhuǎn)軸線與磨桿軸線連接角度符合不同螺紋升角角度，避免了磨削中砂輪磨桿與螺母內(nèi)圈發(fā)生干涉，適用于大導(dǎo)程螺母內(nèi)滾道的長距離磨削加工。
文檔編號B24B19/06GK103170888SQ20131010692
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者李靜, 林帷杰, 沈南燕, 杜永聰, 何永義, 張偉, 賈亞凱 申請人:上海大學(xué)