CN103770100B - 一种间歇进给径向锻造成形丝杠的方法 - Google Patents

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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La，长度L和La满足公式L≤La；
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 ω = v 2 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La，长度L和La满足公式L≤La；
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 ω = v 2 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La，长度L和La满足公式L≤La；
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 ω = v 2 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La，长度L和La满足公式L≤La；
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 ω = v 2 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La，长度L和La满足公式L≤La；
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 ω = v 2 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La，长度L和La满足公式L≤La；
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 ω = v 2 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；
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