CN102091792A - 多头滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多头滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工方法，其步骤为：将圆筒形工件夹持在与车床主轴连接的卡盘上，球形车刀安装在分度夹具中，分度夹具装夹到车床刀架上，所述车床主轴与车床刀架之间采用挂轮传动；启动车床完成第一条滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工；将分度夹具中的球形车刀旋转一个分度转角α并完成下一条滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工，直至加工出条滚珠螺母圆弧螺旋槽，其关键在于：采用了分线准确的分度夹具和结构简单的球形车刀。本发明沿用了传统滚珠螺母圆弧螺旋槽加工方法中所使用的普通机床，结合分度夹具球形车刀，解决了长期以来普通车床难于加工出高精度多头滚珠螺母圆弧螺旋槽的技术难题。

Description

多头滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工方法

技术领域

本发明车床加工工艺领域，主要用于加工多头滚珠螺母的圆弧螺旋槽。

背景技术

对于多头滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工，国内大多数专业厂家使用普通车床结合旋风车削工艺加工滚球丝杠螺母的圆弧螺旋槽，其工艺方法是：将圆筒形工件夹持在机床主轴的三爪或四抓卡盘上慢速旋转，旋风铣削头安装在机床的横向溜板上，车床主轴与横向溜板之间采用挂轮传动。旋风铣削头按工件的螺距与主轴旋转保持一定的速比联动，为旋风铣削头提供一个进给量。旋风铣削头的刀盘上安装有多把成形刀并高速旋转，借助于刀盘旋转中心与工件中心的偏心量来完成渐进式的高速铣削，刀盘的旋转轴线按照工件的螺纹升角及旋向倾斜一个角度，加工时工件低速旋转，旋风铣削头在进给的同时高速旋转。工件每转一圈，旋风铣削头纵向进给一个相应导程，从而铣削出螺纹，刀盘上有多把成形刀，但只能依次有一把刀参与铣削。

多头滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工，历来是普通车床上车削加工的一大难点，主要难点在于如何解决分线问题以及如何保证分线的精度，常用的传统分线方法有：轴向分线法和圆周分线法。 

轴向分线法是指当第一条螺旋线加工完毕后，丝杠螺母保持接通，将刀架纵向前移（或后移）一个螺距后加工第二条螺旋线、第三条螺旋线……对于一般精度的多线螺纹常采用此法。普通车床加工时主要是利用小滑板刻度确定直线移动量。该方法缺点主要体现在：一是小滑板刻度的准确性和小滑板丝杠间隙的影响；再者就是当螺距并非刻度对应移动量的整数倍时所存在的主观估计误差。因而对于一般精度的单件加工比较适合，而且在加工前的准备工作也比较费事。精度要求不高，单件工件的加工，这种方法的主要缺点是在分线过程中操作者是人为控制的，所以难免会产生分线误差，在利用百分表和量块分线法中，虽然其分线精度能好一些，但是其准备工作繁琐，加工效率低，在复杂时容易产生错误。 

圆周分线法在普通车床上加工时，主要是指车好一条螺旋线后，脱开主轴与丝杠之间的传动联系，使主轴旋转一个角度α（α= 360°/线数）然后再恢复主轴与丝杠之间的传动联系，在进行下一个螺旋线的车削。具体加工的办法有，利用三爪自定心卡盘，四爪单动卡盘分线，以及利用交换齿轮分线和用多孔拨盘分线法。三爪自定心卡盘只适合三头螺纹的分线，四爪单动卡盘适合双线和四头螺纹的分线，而交换齿轮分线法只有当车床交换齿轮齿数是螺纹线数的整数倍时才可以。所以说这两种方法都有其局限性，而且其分线精度不高。多孔拨盘分线法虽然其加工精度和加工性能比前面两种方法较好，但其需要购买多孔拨盘，而且准备工作多，加工效率低，加工成本高。 

以上多线螺纹的分线方法，在分线过程中容易出现误差，使车出的多线螺纹的螺距不相等，直接影响到内外螺纹之间的配合性能，增加不必要的磨损，降低其使用寿命。有没有更好的分线方法既可以很好地保证螺纹的分线精度，又能够大大降低成本呢。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种成本低、分线精度高、操作简单的多头滚珠螺母圆弧螺旋槽加工方法。

为达到上述目的，本发明提供的一种多头滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工方法，其步骤为：将圆筒形工件（1）夹持在与车床主轴（21）连接的卡盘（22）上，球形车刀（4）安装在分度夹具（3）中，分度夹具（3）装夹到车床刀架（23）上，所述车床主轴（21）与车床刀架（23）之间采用挂轮传动；启动车床（2）完成所述工件（1）第一条滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工；将分度夹具（3）中的球形车刀（4）旋转一个分度转角α并完成下一条滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工，直至加工出                                                

条滚珠螺母圆弧螺旋槽，关键在于：所述分度夹具（3）包括固定杆（31）、旋转杆（32）、端盖（33）、第一锁紧螺钉（34）、第二锁紧螺钉（35）和锁紧螺母（36），所述固定杆（31）内开有左大右小的T形阶梯孔，所述T形阶梯孔的轴线与固定杆（31）的轴线重合，所述旋转杆（32）为左大右小的T形圆柱杆，该旋转杆（32）穿在固定杆（31）的T形阶梯孔内且旋转杆（32）的大端与固定杆（31）的大端相配合，所述旋转杆（32）的部分大端位于固定杆（31）内且其上开有

条沿外圆周均匀分布的缺口（32a），所述缺口（32a）沿旋转杆（32）的轴线延伸，所述第一锁紧螺钉（34）径向穿过固定杆（31）和缺口（32a）顶在所述旋转杆（32）上；所述旋转杆（32）的部分大端位于固定杆（31）外且其上开有径向通孔（32b），所述径向通孔（32b）的轴线与所述旋转杆（32）的轴线相交且该径向通孔（32b）与所述固定杆（31）的左端面相切，所述球形车刀（4）安装在该径向通孔（32b）内，所述第二锁紧螺钉（35）径向穿过所述旋转杆（32）并垂直顶在所述球形车刀（4）上；所述旋转杆（32）的小端伸出固定杆（31）外并通过所述端盖（33）、锁紧螺母（36）与所述固定杆（31）相连；球形车刀（4）的轴线平行于车床主轴（21）的径向截面，所述分度夹具（3）的左端外径小于所述工件（1）的内径。  

分度夹具的精度决定了多头滚珠螺母圆弧螺旋槽的分线精度，安装时，首先将球形车刀装入旋转杆的径向通孔中，并通过第二锁紧螺钉固定；再把旋转杆装入固定杆内，盖上端盖，旋入锁紧螺母紧固；最后，将该分度夹具装夹到车床刀架上，并固定好，通过旋转固定杆内的旋转杆位置来加工不同分度位置的圆弧螺旋槽。旋转杆通过第一锁紧螺钉结合缺口使其卡紧在固定杆内，缺口的数量与加工的螺母圆弧螺旋槽的头数相等。旋转杆的大端与固定杆的大端相配合，确保了安装时旋转杆的轴线与固定杆的轴线重合，两者之间径向不会发生上下窜动；旋转杆轴向通过球形车刀、锁紧螺母进行定位；旋转杆周向通过缺口和第一锁紧螺钉定位。

为进一步节约材料，便于加工制造及安装球形车刀，所述分度夹具（3）中旋转杆（32）的大端开有与该旋转杆（32）同轴线的盲孔（32c），所述盲孔（32c）从旋转杆（32）的左端面向内延伸且该盲孔（32c）的深度小于旋转杆（32）的大端长度。

作为优选，所述缺口（32a）的长度与所述旋转杆（32）位于固定杆（31）内的那部分大端的长度相等。

本发明沿用了传统滚珠螺母圆弧螺旋槽加工方法中所使用的普通机床，通过分度夹具进行准确分线，加工出较高质量的多头滚珠螺母圆弧螺旋槽，提高了滚珠螺母及丝杠的使用寿命；结合结构更为简单、易于制造的球形车刀，进一步有效地降低成本；且操作简单，工作可靠，解决了长期以来普通车床难于加工出高精度多头滚珠螺母圆弧螺旋槽的技术难题，具有广阔的市场前景。

附图说明

图1是本发明所使用的车床、分度夹具安装示意图。

图2是图1中的分度夹具结构图。

图3是图2的A-A剖视图。

图4是图2的俯视图。

图5是图4的B-B剖视图。

图6是加工出的多头滚珠螺母结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

要加工如图6所示的多头滚珠螺母工件1中的20条圆弧螺旋槽11，采用如图1所示的加工设备，其加工方法步骤为：将圆筒形工件1夹持在与车床主轴21连接的卡盘22上，卡盘22可以是三爪卡盘或四爪卡盘。分度夹具3装夹到车床刀架23上，车床主轴21与车床刀架23之间采用挂轮传动。车床1由主轴车床主轴21、卡盘22、车床刀架23、齿轮组24、丝杠25、开合螺母26组成。为了保证车削时，工件每转动一周，车床刀架纵向移动的尺寸等于零件的螺距值或导程值，必须进行挂轮传动，利用车床刀架纵向移动速度与主轴转速的配合，来完成一条滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工。在多头滚珠螺母圆弧螺旋槽的传统加工方法中，均是采用挂轮传动的普通车床进行加工，在此不再赘述。

将球形车刀4安装在分度夹具3中，球形车刀4的轴线平行于车床主轴21的径向截面，分度夹具3的左端外径小于工件1的内径；启动车床2完成工件1的第一条滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工；将分度夹具3中的球形车刀4旋转一个18°的分度转角α并完成下一条滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工，直至加工出20条滚珠螺母圆弧螺旋槽，20即的值。该方法步骤与普通车床加工多头滚珠螺母圆弧螺旋槽的方法步骤基本相同，区别在于，步骤中采用了分度夹具3和球形车刀4。球形车刀4本体为圆柱形，带有半圆球的一个端头，也是车削加工中常用的刀具。

如图2、图4所示的分度夹具3，由固定杆31、旋转杆32、端盖33、第一锁紧螺钉34、第二锁紧螺钉35和锁紧螺母36组成。固定杆31内开有左大右小的T形阶梯孔，T形阶梯孔的轴线与固定杆31的轴线重合。旋转杆32为左大右小的T形圆柱杆，该旋转杆32穿在固定杆31的T形阶梯孔内，且旋转杆32的大端与固定杆31的大端相配合，即两者的直径相等以保证安装时旋转杆32在固定杆31内不会上下窜动，其小端直径小于固定杆31的小端直径，以便于安装。旋转杆32的一部分大端位于固定杆内，另一部分大端位于固定杆31外。

结合图4、图5可知，旋转杆32位于固定杆31的内的那部分大端上开有20条沿外圆周均匀分布的缺口32a，缺口32a沿旋转杆32的轴线延伸，缺口32a的长度最好与旋转杆32位于固定杆31内的那部分大端的长度相等。分度夹具3是用于加工头数为20的滚珠螺母中的圆弧螺旋槽，圆弧螺旋槽的条数就是滚珠螺母的头数。第一锁紧螺钉34径向穿过固定杆31和缺口32a顶在旋转杆32上，第一锁紧螺钉34的轴线与固定杆31的轴线垂直相交。

结合图2、图3可知，旋转杆32的部分大端位于固定杆31外且其上开有径向通孔32b，该径向通孔32b的轴线与旋转杆32的轴线相交且该径向通孔32b与固定杆31的左端面相切，球形车刀4安装在该径向通孔32b内，第二锁紧螺钉35横向穿过旋转杆32并垂直顶在球形车刀4上，第二锁紧螺钉35的轴线与球形车刀4的轴线垂直相交；旋转杆32的小端伸出固定杆31外并通过端盖33、锁紧螺母36与固定杆31相连。

为进一步优分度夹具3，如图2、图3所示，旋转杆32的大端开有与该旋转杆32同轴线的盲孔32c，该盲孔32c从旋转杆32的左端面向内延伸且该盲孔32c的深度小于旋转杆32的大端长度。

Claims (3)

1.一种多头滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工方法，其步骤为：将圆筒形工件（1）夹持在与车床主轴（21）连接的卡盘（22）上，球形车刀（4）安装在分度夹具（3）中，分度夹具（3）装夹到车床刀架（23）上，所述车床主轴（21）与车床刀架（23）之间采用挂轮传动；启动车床（2）完成所述工件（1）第一条滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工；将分度夹具（3）中的球形车刀（4）旋转一个分度转角α并完成下一条滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工，直至加工出                                                

条滚珠螺母圆弧螺旋槽，其特征在于：所述分度夹具（3）包括固定杆（31）、旋转杆（32）、端盖（33）、第一锁紧螺钉（34）、第二锁紧螺钉（35）和锁紧螺母（36），所述固定杆（31）内开有左大右小的T形阶梯孔，所述T形阶梯孔的轴线与固定杆（31）的轴线重合，所述旋转杆（32）为左大右小的T形圆柱杆，该旋转杆（32）穿在固定杆（31）的T形阶梯孔内且旋转杆（32）的大端与固定杆（31）的大端相配合，所述旋转杆（32）的部分大端位于固定杆（31）内且其上开有条沿外圆周均匀分布的缺口（32a），所述缺口（32a）沿旋转杆（32）的轴线延伸，所述第一锁紧螺钉（34）径向穿过固定杆（31）和缺口（32a）顶在所述旋转杆（32）上；所述旋转杆（32）的部分大端位于固定杆（31）外且其上开有径向通孔（32b），所述径向通孔（32b）的轴线与所述旋转杆（32）的轴线相交且该径向通孔（32b）与所述固定杆（31）的左端面相切，所述球形车刀（4）安装在该径向通孔（32b）内，所述第二锁紧螺钉（35）径向穿过所述旋转杆（32）并垂直顶在所述球形车刀（4）上；所述旋转杆（32）的小端伸出固定杆（31）外并通过所述端盖（33）、锁紧螺母（36）与所述固定杆（31）相连；球形车刀（4）的轴线平行于车床主轴（21）的径向截面，所述分度夹具（3）的左端外径小于所述工件（1）的内径。

2.按照权利要求1所述的多头滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工方法，其特征在于：所述分度夹具（3）中旋转杆（32）的大端开有与该旋转杆（32）同轴线的盲孔（32c），所述盲孔（32c）从旋转杆（32）的左端面向内延伸且该盲孔（32c）的深度小于旋转杆（32）的大端长度。

3.按照权利要求1所述的多头滚珠螺母圆弧螺旋槽的加工方法，其特征在于：所述缺口（32a）的长度与所述旋转杆（32）位于固定杆（31）内的那部分大端的长度相等。

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