CN103770100A - 一种间歇进给径向锻造成形丝杠的方法 - Google Patents

Abstract

一种间歇进给径向锻造成形丝杠的方法，装夹工件，工件轴向送进，锤头打击范围内首次成形丝杠形状，工件间歇进给，由锤头完成工件上成形丝杠段2/3～3/4部分的螺纹形状成形，第二机械手夹持工件另一端，第一机械手松开并退出，工件间歇进给，由锤头完成工件上成形丝杠段未成形部分的螺纹形状成形，工件由第二机械手夹紧轴向快速送进，卸料，本发明采用径向锻造方法成形丝杠零件；锤头具有上具有螺纹形状段；工件快速送进至锤头打击范围内，工件只作旋转，锤头打击范围内首次成形丝杠形状；工件间歇进给，由锤头打击锻造完成工件上余下部分丝杠成形；减少丝杠加工时间，金属纤维沿丝杠表面形状分布，增加丝杠表面强度，成形质量好，丝杠性能高。

Description

一种间歇进给径向锻造成形丝杠的方法

技术领域

本发明属于先进材料成形技术领域，具体涉及一种间歇进给径向锻造成形丝杠的方法。

背景技术

滚动功能部件是机械行业中重要的通用基础部件，是机床的基本功能部件，同时在航空、航天、车辆等领域应用广泛，而丝杠是滚动功能部件的重要组成部分。随着航空、航天、兵器工业以及装备制造业的迅速发展，越来越需要大推力、高速度、高精度的高性能、长寿命的功能部件。这就迫切需要高速、重载、高性能大直径的丝杠。

目前丝杠的生产主要是采用螺纹磨床等设备，以切削加工方法为主。切削加工丝杠，生产效率低、生产周期长，浪费材料和能源。并且加工过程中切断金属纤维，降低丝杠的力学性能。难以满足高性能大直径丝杠的加工制造要求。

径向锻造是一种多向局部加载渐进成形技术，成形效率高、节能、节材，而多向同时加载可改善材料塑性，此外径向锻造可有效提高锻件外形和尺寸精度。径向锻造成形的零件其金属纤维沿零件表面形状分布，并且塑性变形可有效增加零件的表面强度，显著提高产品的机械性能。目前还没有将径向锻造技术用于丝杠的加工制造中。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种间歇进给径向锻造成形丝杠的方法，提高材料利用率、缩短生产周期，增加丝杠表面强度，成形精度高，表面质量好，能加工高性能、大直径的丝杠。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种间歇进给径向锻造成形丝杠的方法，包括如下步骤：

步骤1，装夹工件2，工件2一端由第一机械手1夹紧；

步骤2，工件2轴向送进，第一机械手1夹持工件2向径向锻造锤头3方向送进，进入锤头打击范围内，锤头3上具有螺纹形状段a，工件2上成形丝杠段靠近锤头3一端同锤头3上螺纹形状段a不靠近工件2一端对齐；

步骤3，锤头打击范围内首次成形丝杠形状，具体为：

3.1、锤头3打击锻造；

3.2、锤头3提起；

3.3、工件2旋转；

所成形丝杠的头数为n，工件2旋转角度θ，旋转角度θ为

锤头数目为N，N=2～8，旋转角度θ不能等于

的整数倍；

3.4、锤头3打击锻造；

3.5、锤头3提起；

3.6、重复步骤3.3至步骤3.5，锤头打击范围内成形丝杠形状；

步骤4，工件间歇进给，由锤头3完成工件2上成形丝杠段2/3～3/4部分的螺纹形状成形，具体为：

4.1、工件2轴向进给，同时旋转；

工件2轴向进给长度为L，锤头3上螺纹形状段a的长度为L_a，长度L和L_a满足公式L≤L_a；

工件2轴向进给速度为v，旋转速度为ω，旋转速度ω应满足公式 $\mathrm{\ω}=v\frac{2\mathrm{\π}}{P};$

公式中P为工件2上所要成形丝杠的导程；

4.2、锤头3打击锻造；

4.3、锤头3提起；

4.4、工件2旋转；

所成形丝杠的头数为n，工件2旋转角度θ，旋转角度θ为锤头数目为N，N=2～8，旋转角度θ不能等于

的整数倍；

4.5、锤头3打击锻造；

4.6、锤头3提起；

4.7、重复步骤4.4至步骤4.6，锤头打击范围内成形丝杠形状；

4.8、重复步骤4.1至步骤4.7，工件2间歇进给，工件2不断旋转，锤头3不断打击、提起，工件2上成形丝杠段2/3～3/4部分成形出螺纹形状；

步骤5，第二机械手4夹持工件2另一端，第一机械手1松开并退出；

步骤6，工件间歇进给，由锤头3完成工件2上成形丝杠段未成形部分的螺纹形状成形，具体为：

6.1、工件2轴向进给，同时旋转；

工件2轴向进给长度为L，锤头3上螺纹形状段a的长度为L_a，长度L和L_a满足公式L≤L_a；

工件2轴向进给速度为v，旋转速度为ω，旋转速度ω应满足公式 $\mathrm{\ω}=v\frac{2\mathrm{\π}}{P};$

公式中P为工件2上所要成形丝杠的导程；

6.2、锤头3打击锻造；

6.3、锤头3提起；

6.4、工件2旋转；

所成形丝杠的头数为n，工件2旋转角度θ，旋转角度θ为锤头数目为N，N=2～8，旋转角度θ不能等于的整数倍；

6.5、锤头3打击锻造；

6.6、锤头3提起；

6.7、重复步骤6.4至步骤6.6，锤头打击范围内成形丝杠形状；

6.8、重复步骤6.1至步骤6.7，工件2间歇进给，工件2不断旋转，锤头3不断打击、提起，使工件2上成形丝杠段未成形部分成形出螺纹形状；

步骤7，工件2由第二机械手4夹紧轴向快速送进，卸料。

本发明采用径向锻造方法成形丝杠零件；锤头具有上具有螺纹形状段；工件快速送进至锤头打击范围内，工件只作旋转，锤头打击范围内首次成形丝杠形状；工件间歇进给，由锤头打击锻造完成工件上余下部分丝杠成形；减少丝杠加工时间，金属纤维沿丝杠表面形状分布，增加丝杠表面强度，成形质量好，丝杠性能高。

附图说明

图1为本发明所用装置连接示意图。

图2为本发明锤头3轴测图。

图3为本发明锤头打击锻造示意图。

图4为本发明锤头提起示意图。

图5为本发明工件2旋转示意图。

图6为本发明工件2间歇送进示意图。

图7为本发明机械手4夹持工件2另一端示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做详细描述。

本实例采用四个锤头，四个锤头在空间沿工件轴线等间距阵列，所成形丝杠头数为3。

一种间歇送进径向锻造成形丝杠的方法，包括如下步骤：

步骤1，装夹工件2，工件2一端由第一机械手1夹紧；

步骤2，工件2轴向送进，参照图1，第一机械手1夹持工件2向径向锻造锤头3方向送进，进入锤头打击范围内，参照图2，锤头3上具有螺纹形状段a，工件2上成形丝杠段靠近锤头3一端同锤头3上螺纹形状段a不靠近工件2一端对齐；

步骤3，锤头打击范围内首次成形丝杠形状，具体为：

3.1、参照图3，锤头3打击锻造；

3.2、参照图4，锤头3提起；

3.3、参照图5，工件2旋转；

所成形丝杠的头数为3，工件2旋转角度θ，旋转角度θ为

锤头数目为4，旋转角度θ不等于

的整数倍；

3.4、锤头3打击锻造；

3.5、锤头3提起；

3.6、重复步骤3.3至步骤3.5，锤头打击范围内成形丝杠形状；

步骤4，工件间歇进给，由锤头3完成工件2上成形丝杠段2/3～3/4部分的螺纹形状成形，具体为：

4.1、参照图6，工件2轴向进给，同时旋转；

工件2轴向进给长度为L，锤头3上螺纹形状段a的长度为L_a，长度L和L_a满足公式L≤L_a；

工件2轴向进给速度为v，旋转速度为ω，旋转速度ω应满足公式 $\mathrm{\ω}=v\frac{2\mathrm{\π}}{P};$

公式中P为工件2上所要成形丝杠的导程；

4.2、锤头3打击锻造；

4.3、锤头3提起；

4.4、工件2旋转；

所成形丝杠的头数为3，工件2旋转角度θ，旋转角度θ为

锤头数目为4，旋转角度θ不等于

的整数倍；

4.5、锤头3打击锻造；

4.6、锤头3提起；

4.7、重复步骤4.4至步骤4.6，锤头打击范围内成形丝杠形状；

4.8、重复步骤4.1至步骤4.7，工件2间歇进给，工件2不断旋转，锤头3不断打击、提起，工件2上成形丝杠段2/3～3/4部分成形出螺纹形状；

步骤5，参照图7，第二机械手4夹持工件2另一端，第一机械手1松开并退出；

步骤6，工件间歇进给，由锤头3完成工件2上成形丝杠段未成形部分的螺纹形状成形，具体为：

6.1、工件2轴向进给，同时旋转；

工件2轴向进给长度为L，锤头3上螺纹形状段a的长度为L_a，长度L和L_a满足公式L≤L_a；

工件2轴向进给速度为v，旋转速度为ω，旋转速度ω应满足公式 $\mathrm{\ω}=v\frac{2\mathrm{\π}}{P};$

公式中P为工件2上所要成形丝杠的导程；

6.2、锤头3打击锻造；

6.3、锤头3提起；

6.4、工件2旋转；

所成形丝杠的头数为3，工件2旋转角度θ，旋转角度θ为

锤头数目为4，旋转角度θ不等于

的整数倍；

6.5、锤头3打击锻造；

6.6、锤头3提起；

6.7、重复步骤6.4至步骤6.6，锤头打击范围内成形丝杠形状；

6.8、重复步骤6.1至步骤6.7，工件2间歇进给，工件2不断旋转，锤头3不断打击、提起，工件2上成形丝杠段未成形部分成形出螺纹形状；

步骤7，工件2由第二机械手4夹紧轴向快速送进，卸料。

Claims (1)

1.一种间歇进给径向锻造成形丝杠的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，装夹工件（2），工件（2）一端由第一机械手（1）夹紧；

步骤2，工件（2）轴向送进，第一机械手（1）夹持工件（2）向径向锻造锤头（3）方向送进，进入锤头打击范围内，锤头（3）上具有螺纹形状段a，工件（2）上成形丝杠段靠近锤头（3）一端同锤头（3）上螺纹形状段a不靠近工件（2）一端对齐；

步骤3，锤头打击范围内首次成形丝杠形状，具体为：

3.1、锤头（3）打击锻造；

3.2、锤头（3）提起；

3.3、工件（2）旋转；

所成形丝杠的头数为n，工件（2）旋转角度θ，旋转角度θ为

锤头数目为N，N=2～8，旋转角度θ不能等于

的整数倍；

3.4、锤头（3）打击锻造；

3.5、锤头（3）提起；

3.6、重复步骤3.3至步骤3.5，锤头打击范围内成形丝杠形状；

步骤4，工件间歇进给，由锤头（3）完成工件（2）上成形丝杠段2/3～3/4部分的螺纹形状成形，具体为：

4.1、工件（2）轴向进给，同时旋转；

工件（2）轴向进给长度为L，锤头（3）上螺纹形状段a的长度为L_a，长度L和L_a满足公式L≤L_a；

工件（2）轴向进给速度为v，旋转速度为ω，旋转速度ω应满足公式 $\mathrm{\ω}=v\frac{2\mathrm{\π}}{P};$

公式中P为工件（2）上所要成形丝杠的导程；

4.2、锤头（3）打击锻造；

4.3、锤头（3）提起；

4.4、工件（2）旋转；

所成形丝杠的头数为n，工件（2）旋转角度θ，旋转角度θ为

锤头数目为N，N=2～8，旋转角度θ不能等于

的整数倍；

4.5、锤头（3）打击锻造；

4.6、锤头（3）提起；

4.7、重复步骤4.4至步骤4.6，锤头打击范围内成形丝杠形状；

4.8、重复步骤4.1至步骤4.7，工件（2）间歇进给，工件（2）不断旋转，锤头（3）不断打击、提起，工件（2）上成形丝杠段2/3～3/4部分成形出螺纹形状；

步骤5，第二机械手（4）夹持工件（2）另一端，第一机械手（1）松开并退出；

步骤6，工件间歇进给，由锤头（3）完成工件（2）上成形丝杠段未成形部分的螺纹形状成形，具体为：

6.1、工件（2）轴向进给，同时旋转；

工件（2）轴向进给长度为L，锤头（3）上螺纹形状段a的长度为L_a，长度L和L_a满足公式L≤L_a；

工件（2）轴向进给速度为v，旋转速度为ω，旋转速度ω应满足公式 $\mathrm{\ω}=v\frac{2\mathrm{\π}}{P};$

公式中P为工件（2）上所要成形丝杠的导程；

6.2、锤头（3）打击锻造；

6.3、锤头（3）提起；

6.4、工件（2）旋转；

所成形丝杠的头数为n，工件（2）旋转角度θ，旋转角度θ为

锤头数目为N，N=2～8，旋转角度θ不能等于的整数倍；

6.5、锤头（3）打击锻造；

6.6、锤头（3）提起；

6.7、重复步骤6.4至步骤6.6，锤头打击范围内成形丝杠形状；

6.8、重复步骤6.1至步骤6.7，工件（2）间歇进给，工件（2）不断旋转，锤头（3）不断打击、提起，使工件（2）上成形丝杠段未成形部分成形出螺纹形状；

步骤7，工件（2）由第二机械手（4）夹紧轴向快速送进，卸料。

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