CN106975807B - 一种滚珠螺母滚道的电解加工阴极 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滚珠螺母滚道的电解加工阴极，包括阴极头和弹簧压板组件；阴极头上开设有喷嘴，喷嘴与进液管连通，且喷嘴与阴极头的轴线间的角度为预设锐角；弹簧压板组件包括相对设置的密封压板和固定板，密封压板和固定板之间连接有压缩弹簧，阴极头位于密封压板背离固定板的一侧，且与密封压板平行。应用本发明提供的电解加工阴极，通过压缩弹簧预压力作用于密封压板来封闭滚珠螺母形成密闭空间，工作液以一定的液体压力从进液管通入，压缩弹簧对压板的作用力大于液体压力作用与压板的力，从而工作液的压力形成加工间隙出口的背压，通过液体背压来使得液体流动呈收敛式，有效地避免了流纹等缺陷，同时也提高了加工过程的稳定性。

Description

一种滚珠螺母滚道的电解加工阴极

技术领域

本发明涉及数控电解展成加工技术领域，更具体地说，涉及一种滚珠螺母滚道的电解加工阴极。

背景技术

滚珠螺母是滚珠丝杠副的关键零部件，滚珠丝杠副广泛应用于机床、工业机器人等工业领域。目前，滚珠螺母滚道的加工方法主要有车削-磨削法、硬车包络法等方法。

但车削-磨削加工大导程滚珠螺母滚道时不可避免存在砂轮杆与螺母内壁面产生干涉，限制了更大导程滚珠螺母滚道的加工。硬车包络法对加工机床要求极高，直线电机驱动，液体静压导轨、光栅闭环测量系统组成的运动控制系统，速度达到60m/min，这对机床的制造是个挑战，机床价格昂贵。同时，刀具磨损严重，需要购买进口刀具，增加了加工成本。

为了解决大导程滚珠螺母滚道加工的制造难点，也有电解加工大导程滚珠螺母，但在加工螺旋升角小于40°的滚珠螺母滚道还存在一定的缺陷。

电解加工中，加工间隙的流场不仅直接关系到电解加工精度的高低、表面质量的好坏，甚至会决定电解加工能否实施，对于大切深滚道电解加工，随着阴极的进给，阴极逐渐切入工件，阴极在未完全切入到工件的这段过程中，流场是非对称分布的，大多数工作液不会进入加工间隙，尤其对于螺旋升角小于40°的滚珠螺母滚道的加工，可能造成加工间隙局部缺液而导致加工过程不稳定现象。

综上所述，如何有效地解决电解加工螺旋升角小于40°的滚珠螺母滚道加工过程不稳定等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种滚珠螺母滚道的电解加工阴极，该滚珠螺母滚道的电解加工阴极的结构设计可以有效地解决电解加工螺旋升角小于40°的滚珠螺母滚道加工过程不稳定的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种滚珠螺母滚道的电解加工阴极，包括阴极头和弹簧压板组件；

所述阴极头上开设有喷嘴，所述喷嘴与进液管连通，且所述喷嘴与所述阴极头的轴线间的角度为预设锐角；

所述弹簧压板组件包括相对设置的密封压板和固定板，所述密封压板和固定板之间连接有压缩弹簧，所述阴极头位于所述密封压板背离所述固定板的一侧，且与所述密封压板平行。

优选地，上述电解加工阴极中，所述固定板与所述密封压板之间设置有弹簧导杆，所述固定板和所述密封压板中的一者开设有用于限制所述弹簧导杆径向位移的通孔，另一者与所述弹簧导杆的另一端螺纹连接以改变所述压缩弹簧的长度，所述弹簧导杆的一端由所述通孔穿出。

优选地，上述电解加工阴极中，包括至少两根所述压缩弹簧，与每根所述压缩弹簧配合的均设置有所述弹簧导杆。

优选地，上述电解加工阴极中，所述阴极头的横截面呈圆形或双圆弧哥特形。

优选地，上述电解加工阴极中，还包括阴极导杆，所述阴极导杆的一端穿过所述密封压板并与所述阴极头固定连接，所述阴极导杆的另一端与锥形套筒以圆锥面配合并通过锁紧螺母固定连接，所述锥形套筒与固定于所述固定板上的固定轴连接。

优选地，上述电解加工阴极中，还包括套设于所述阴极导杆外的流场约束套环。

优选地，上述电解加工阴极中，所述阴极头的角度可调。

优选地，上述电解加工阴极中，与所述进液管连通的设置有出液管，所述出液管的出液口设置有调节阀。

本发明提供的滚珠螺母滚道的电解加工阴极包括阴极头和弹簧压板组件。其中，阴极头上开设有喷嘴，喷嘴与进液管连通，且喷嘴与阴极头的轴线间的角度为预设锐角；弹簧压板组件包括相对设置的密封压板和固定板，密封压板和固定板之间连接有压缩弹簧，阴极头位于密封压板背离固定板的一侧，且与密封压板平行。

应用本发明提供的电解加工阴极，通过压缩弹簧预压力作用于密封压板来封闭滚珠螺母形成密闭空间，工作液以一定的液体压力从进液管通入，液体迅速填充该密闭空间，压缩弹簧对压板的作用力始终都要大于液体压力作用与压板的力，从而工作液的压力形成加工间隙出口的背压，通过液体背压来使得液体流动呈收敛式，有效地避免了流纹等缺陷，同时也提高了加工过程的稳定性。

同时，倾斜喷嘴正对加工区域的阴极头设计，保证加工区域有足够的工作液，喷嘴的直径与角度可根据加工深度与直径作适当调整，选择最优的组合实现高效、高精度电解展成加工。

在一种优选的实施方式中，设置有流场约束套环。对于大切深滚道电解加工，随着阴极的进给，阴极在未完全切入到工件的这段过程中，流场是非对称分布的，大多数工作液不会进入加工间隙，尤其对于螺旋升角小于40°的滚珠螺母滚道的加工，可能造成加工间隙局部缺液而导致加工过程不稳定现象，因而通过流场约束套环可以阻挡大部分工作液重新反流回加工区域，有效地提高了切入阶段电解加工的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个具体实施例的滚珠螺母滚道的电解加工阴极的结构示意图；

图2为图1作用于滚珠螺母时的结构示意图；

图3为图1中阴极头的结构示意图；

图4为流场约束套环的结构示意图；

图5为阴极头角度调整示意图。

附图中标记如下：

1、密封压板，2、压缩弹簧，3、弹簧导杆，4、固定板，5、固定轴，6、进液管接头，7、阴极头，8、出液管接头，9、密封圈，10、阴极导杆，11、锁紧螺母，12、锥形套筒，13、滚珠螺母，14、流场约束套环，15、角度盘。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种滚珠螺母滚道的电解加工阴极，以提高电解加工螺旋升角小于40°的滚珠螺母滚道加工过程的稳定性。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图5，图1为本发明一个具体实施例的滚珠螺母滚道的电解加工阴极的结构示意图；图2为图1作用于滚珠螺母时的结构示意图；图3为图1中阴极头的结构示意图；图4为流场约束套环的结构示意图；图5为阴极头角度调整示意图。

在一个实施例中，本发明提供的滚珠螺母滚道的电解加工阴极包括阴极头7和弹簧压板组件。

其中，阴极头7上开设有喷嘴，喷嘴与进液管连通，且喷嘴与阴极头7的轴线间的角度为预设锐角。也就是喷嘴倾斜设置，具体预设角度的大小可以根据需要进行设置，以满足不同的电解加工需求，也就是喷嘴与阴极头7的轴线间的角度可根据需要调整，其具体数值此处不作限定。

弹簧压板组件包括相对设置的密封压板1和固定板4，密封压板1和固定板4之间连接有压缩弹簧2，阴极头7位于密封压板1背离固定板4的一侧，且与密封压板1平行。用密封压板1来封闭滚珠螺母13形成密闭空间，依靠周围工作液的压力形成背压，通过调节出液口的调节阀即可调节背压的大小。

且斜喷嘴正对加工区域，保证加工区域有足够的工作液，该电解液流动形式属于正流方式，液体呈扩散式流动，加工表面易出现流纹，针对这个问题，通过液体背压来使得液体流动呈收敛式，有效地避免了流纹等缺陷，同时也提高了加工过程的稳定性。

应用本发明提供的电解加工阴极，通过压缩弹簧2预压力作用于密封压板1来封闭滚珠螺母13形成密闭空间，工作液以一定的液体压力从进液管通入，液体迅速填充该密闭空间，压缩弹簧2对压板的作用力始终都要大于液体压力作用与压板的力，从而工作液的压力形成加工间隙出口的背压，通过液体背压来使得液体流动呈收敛式，有效地避免了流纹等缺陷，同时也提高了加工过程的稳定性。

同时，倾斜喷嘴正对加工区域的阴极头7设计，保证加工区域有足够的工作液，喷嘴的直径与角度可根据加工深度与直径作适当调整，选择最优的组合实现高效、高精度电解展成加工。

进一步地，固定板4与密封压板1之间设置有弹簧导杆3，固定板4和密封压板1中的一者开设有用于限制弹簧导杆3径向位移的通孔，另一者与弹簧导杆3的另一端螺纹连接以改变压缩弹簧2的长度，弹簧导杆3的一端由通孔穿出。从而通过旋转调整弹簧导杆3改变位于固定板4与密封压板1间的弹簧导杆3的长度，即可调整压缩弹簧2的长度及压缩量，从而对压缩弹簧2的预压作用大小进行调整。

优选的，包括至少两根压缩弹簧2，与每根压缩弹簧2配合的均设置有弹簧导杆3。使得结构更为可靠。

具体的，阴极头7的横截面呈圆形或双圆弧哥特形。当然，根据需要也可以调整阴极头7的横截面形状，而并不局限于上述两种。

在上述各实施例的基础上，还包括阴极导杆10，阴极导杆10的一端穿过密封压板1并与阴极头7固定连接，阴极导杆10的另一端与锥形套筒12以圆锥面配合并通过锁紧螺母11固定连接，锥形套筒12与固定于固定板4上的固定轴5连接。从而能够确保阴极导杆10与滚螺母轴线严格平行。

进一步地，还包括套设于阴极导杆10外的流场约束套环14。流场约束套环14与阴极导杆10在旋转方向是相对静止的，而相对于阳极工件是运动的；在导杆的轴向方向，流场约束套环14也是相对静止的。通过流场约束套环14来约束加工间隙的流场分布。对于大切深滚道电解加工，随着阴极的进给，阴极头7在未完全切入到工件的过程中，流场是非对称分布的，大多数工作液不会进入加工间隙，尤其对于螺旋升角小于40°的滚珠螺母滚道的加工，可能造成加工间隙局部缺液而导致加工过程不稳定现象，通过流场约束套环14可以阻挡大部分工作液重新反流回加工区域，有效地提高了切入阶段电解加工的稳定性。

具体的，流场约束套环14可以为如图4所示的圆环结构，侧边一个圆弧孔，结构简单。

更进一步地，阴极头7的角度可调。具体可以通过球头将阴极头7通过阴极导杆10连接于固定板4等阴极头7固定件上，进而通过旋转球头即可调节阴极头7的角度，以满足不同的加工需要。为了便于阴极头7角度调整的控制，可以设置角度盘15，如在阴极导杆10上固定角度盘15，以便于相关人员根据角度盘15的角度标示调整阴极头7的角度。

在上述各实施例中，与进液管连通的设置有出液管，出液管的出液口设置有调节阀。进而通过调节出液口的调节阀即可调节背压的大小，通过液体背压来使得液体流动呈收敛式，有效地避免了流纹等缺陷，同时也提高了加工过程的稳定性。

以下以一个优选的实施方式为例说明。

在一个优选的实施方式中，如图1所示，通过压缩弹簧2预压力作用于压板来封闭滚珠螺母13形成密闭空间，工作液以一定的液体压力从进液管接头6通入，液体迅速填充该密闭空间，压缩弹簧2对压板的作用力始终都要大于液体压力作用与压板的力，那么，工作液的压力形成加工间隙出口的背压，通过调节出液口的调节阀即可调节背压的大小，通过液体背压来使得液体流动呈收敛式，有效地避免了流纹等缺陷，同时也提高了加工过程的稳定性。

如图2所示，为了确保阴极导杆10与滚螺母轴线严格平行，阴极导杆10与锥形套筒12以圆锥面配合安装，通过锁紧螺母11锁紧，安装在固定轴5上。

如图3所示，斜喷嘴正对加工区域的阴极头7设计，保证加工区域有足够的工作液，斜喷嘴的直径与角度可根据加工深度与直径作适当调整，选择最优的组合实现高效、高精度电解展成加工。

如图4所示，对于大切深滚道电解加工，随着阴极的进给，阴极在未完全切入到工件的这段过程中，流场是非对称分布的，大多数工作液不会进入加工间隙，尤其对于螺旋升角小于40°的滚珠螺母滚道的加工，可能造成加工间隙局部缺液而导致加工过程不稳定现象，通过流场约束套环14可以阻挡大部分工作液重新反流回加工区域，有效地提高了切入阶段电解加工的稳定性。

如图5所示，阴极导杆10是中空结构，阴极头7安装在阴极导杆10上，根据需要加工的滚珠螺母13的螺旋升角大小来调节阴极头7角度，可实现任意螺旋升角的滚珠螺母滚道加工。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种滚珠螺母滚道的电解加工阴极，包括阴极头，所述阴极头上开设有喷嘴，所述喷嘴与进液管连通，且所述喷嘴与所述阴极头的轴线间的角度为预设锐角；其特征在于，还包括弹簧压板组件；

所述弹簧压板组件包括相对设置的密封压板和固定板，所述密封压板和固定板之间连接有压缩弹簧，所述阴极头位于所述密封压板背离所述固定板的一侧，且与所述密封压板平行。

2.根据权利要求1所述的电解加工阴极，其特征在于，所述固定板与所述密封压板之间设置有弹簧导杆，所述固定板和所述密封压板中的一者开设有用于限制所述弹簧导杆径向位移的通孔，另一者与所述弹簧导杆的另一端螺纹连接以改变所述压缩弹簧的长度，所述弹簧导杆的一端由所述通孔穿出。

3.根据权利要求2所述的电解加工阴极，其特征在于，包括至少两根所述压缩弹簧，与每根所述压缩弹簧配合的均设置有所述弹簧导杆。

4.根据权利要求1所述的电解加工阴极，其特征在于，所述阴极头的横截面呈圆形或双圆弧哥特形。

5.根据权利要求1-4任一项所述的电解加工阴极，其特征在于，还包括阴极导杆，所述阴极导杆的一端穿过所述密封压板并与所述阴极头固定连接，所述阴极导杆的另一端与锥形套筒以圆锥面配合并通过锁紧螺母固定连接，所述锥形套筒与固定于所述固定板上的固定轴连接。

6.根据权利要求5所述的电解加工阴极，其特征在于，还包括套设于所述阴极导杆外的流场约束套环。

7.根据权利要求5所述的电解加工阴极，其特征在于，所述阴极头的角度可调。

8.根据权利要求5所述的电解加工阴极，其特征在于，与所述进液管连通的设置有出液管，所述出液管的出液口设置有调节阀。