CN113441911A - 一种内循环转向螺母一体加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种内循环转向螺母一体加工方法，包括：一，加工转向螺母毛坯；二，加工完成的转向螺母毛坯端面向下竖直装夹在加工中心上，保证转向螺母毛坯的内孔和加工中心同心，使用成型滚道铣刀加工螺旋线滚道；三，使用角度头装夹球头铣刀，加工返向滚道；四，整体热处理；五，热处理完成后的转向螺母装夹在内滚道磨床上，磨削螺旋滚道；六，经过探伤清洗处理工序，转向螺母一体加工完成；本发明杜绝了以往的分体加工再合体装配工艺中的热处理变形造成的间隙大或装不进、滚道错位、因分批加工的换向器、螺母之间匹配不上等一系列问题，加工工序少，加工周期短、加工效率高，可作为转向器行业大批量生产工艺。
Description
技术领域
本发明属于汽车技术领域，尤其涉及一种内循环转向螺母一体加工方法。
背景技术
商用车电动助力转向技术正逐渐兴起，循环球式转向器得到越来越多的应用，当前市场上开发的循环球式转向器结构，分为外循环结构和内循环结构两种，这两种结构均需要更多的循环钢球来承载来自整车的载荷。目前的方法是增大钢球直径、增加钢球数量，而外循环结构的滚柱丝杠在钢球数量大于一定数量后，丝杠运行发卡严重，无法在商用车机械循环球转向上进行应用，而内循环滚珠丝杠很好的平衡了增加钢球数量同时保证运行流畅，在国内电动循环球上进行了大量应用。
目前内循环滚珠丝杠及其螺母加工时，将螺母和换向器分开加工，各自加工完成后需要将其组装在一起，然后进行装配，然后作为一个整装构件实现滚珠内循环。
然而，由于采用分开加工，目前普遍存在以下问题：一、分体加工工序误差大，因为不同的加工方式和热处理变形，导致在换向器装入螺母时，出现装配困难或装入后间隙大等质量问题；二、分体加工装配组件质量控制难，安装后定位靠螺钉拧紧，可能出现定位不准，造成滚道错位，组件无法装配或装配后卡滞问题；三、螺母和换向器分批加工混装不匹配，可能出现不同批次因加工误差无法装配在一起，造成零件批量报废；四、分体加工工序多，分体加工后一直到装配过程中，存在大量工序，严重影响产品加工效率；五、分体加工的换向器在内孔同一侧，在径向上的换向器侧钢球间隙配合，影响滚珠丝杠的侧向承载能力。因此，如何能够解决将螺母和换向器分开加工而产生的一系列问题成为内循环循环球式转向器的一个技术瓶颈。
发明内容
本发明通过提供一种内循环转向螺母一体加工方法，包括以下步骤：
第一步，加工转向螺母毛坯，包括转向螺母的两端面、内孔以及外侧壁；
第二步，将第一步中加工完成的转向螺母毛坯端面向下竖直装夹在加工中心上，保证转向螺母毛坯的内孔和加工中心同心，使用成型滚道铣刀加工螺旋线滚道；
第三步，使用角度头装夹球头铣刀，加工返向滚道；
第四步，整体热处理；
第五步，第四步中热处理完成后的转向螺母装夹在内滚道磨床上，磨削螺旋滚道；
第六步，经过探伤清洗处理工序，转向螺母一体加工完成。
优选的，所述第二步中，所述加工中心为带转盘的加工中心，转向螺母毛坯端面向下竖直装夹在加工中心的转盘上。
更优的，所述第三步中，加工时，角度头带动球头铣刀转动，同时转盘转动，做为C轴，控制圆周角度，加工中心的工作台平移，控制切削深度，加工中心的主轴上下移动，控制上下坐标，三个坐标约束，协作完成返向滚道加工。
优选的，所述第三步中，球头铣刀包括成型球头铣刀。
优选的，所述第五步中，加工时，磨床头架轴为C轴，磨杆转动，同时可前后移动，加工时，磨杆先在转向螺母的内孔中，然后磨杆前后移动，切入滚道，按照螺纹磨削，磨削一定长度后，然后砂轮杆平移退出滚道，C轴转动，转到螺旋位置后，砂轮杆再次移动，切入滚道，往复此动作后，完成磨削。
优选的，所述第五步中，所述内滚道磨床包括数控内螺纹磨床。
更优的，所述内滚道磨床的磨削轮包括磨床用成型金刚滚轮、内滚道磨床砂轮。
本发明的有益效果是：
1.本发明的内循环螺母的加工方法中，因螺母和换向器为一个整体，杜绝了热处理变形造成的间隙大或装不进等质量问题。
2.本发明一体加工工艺不需要重新对换向器进行定位，保证了换向滚道和螺旋滚道针对位置，杜绝了滚道错位问题。
3.本发明杜绝了因分批加工的换向器、螺母之间匹配不上的问题。
4.本发明的工序滚道和换向器一体加工，粗加工在1台设备上进行，省掉了大量的加工工序，加工周期短、加工效率高，可作为转向器行业大批量生产工艺。
5.本发明使用的加工方法，换向器位置在每一个循环上可任意调整，螺母受力均匀，承载力大大提升。
附图说明
图1是一种内循环转向螺母一体加工方法的转向螺母毛坯加工前立体图；
图2是加工螺旋线滚道示意图；
图3是转向螺母毛坯加工螺旋线滚道后立体图；
图4是加工返向滚道示意图；
图5是转向螺母毛坯加工返向滚道后立体图；
图6是磨削螺旋线滚道、返向滚道示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
参考图1～6，一种内循环转向螺母一体加工方法，包括以下步骤：
第一步，加工转向螺母毛坯，包括转向螺母的两端面、内孔以及外侧壁；
第二步，将第一步中加工完成的转向螺母毛坯端面向下竖直装夹在加工中心上，保证转向螺母毛坯的内孔和加工中心同心，使用成型滚道铣刀加工螺旋线滚道；
第三步，使用角度头装夹球头铣刀，加工返向滚道；
第四步，整体热处理；
第五步，第四步中热处理完成后的转向螺母装夹在内滚道磨床上，磨削螺旋滚道；
第六步，经过探伤清洗处理工序，转向螺母一体加工完成。
优选的，所述第二步中，所述加工中心为带转盘的加工中心，转向螺母毛坯端面向下竖直装夹在加工中心的转盘上。
更优的，所述第三步中，加工时，角度头带动球头铣刀转动，同时转盘转动，做为C轴，控制圆周角度，加工中心的工作台平移，控制切削深度，加工中心的主轴上下移动，控制上下坐标，三个坐标约束，协作完成返向滚道加工。
进一步的，所述第三步中，球头铣刀包括成型球头铣刀。
进一步的，所述第五步中，加工时，磨床头架轴为C轴，磨杆转动，同时可前后移动，加工时，磨杆先在转向螺母的内孔中，然后磨杆前后移动，切入滚道，按照螺纹磨削，磨削一定长度后（C轴转动并向前移动），然后砂轮杆平移退出滚道，C轴转动，转到螺旋位置后，砂轮杆再次移动，切入滚道，往复此动作后，完成磨削。
进一步的，所述第五步中，所述内滚道磨床包括数控内螺纹磨床。
更进一步的，所述内滚道磨床的磨削轮包括磨床用成型金刚滚轮、内滚道磨床砂轮。
综上所述，本发明一种内循环转向螺母一体加工方法，采用一体化加工方法，因螺母和换向器在整个加工过程中为一个整体，因此，杜绝了以往的分体加工再合体装配工艺中的热处理变形造成的间隙大或装不进、滚道错位、因分批加工的换向器、螺母之间匹配不上等一系列问题，且本发明的工序滚道、换向器一体加工、粗加工在1台设备上进行，省掉了大量的加工工序，加工周期短、加工效率高，可作为转向器行业大批量生产工艺；因此本发明拥有广泛的应用前景。
本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种内循环转向螺母一体加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，加工转向螺母毛坯，包括转向螺母的两端面、内孔以及外侧壁；
第二步，将第一步中加工完成的转向螺母毛坯端面向下竖直装夹在加工中心上，保证转向螺母毛坯的内孔和加工中心同心，使用成型滚道铣刀加工螺旋线滚道；
第三步，使用角度头装夹球头铣刀，加工返向滚道；
第四步，整体热处理；
第五步，第四步中热处理完成后的转向螺母装夹在内滚道磨床上，磨削螺旋滚道；
第六步，经过探伤清洗处理工序，转向螺母一体加工完成。
2.根据权利要求1所述的一种内循环转向螺母一体加工方法，其特征在于，所述第二步中，所述加工中心为带转盘的加工中心，转向螺母毛坯端面向下竖直装夹在加工中心的转盘上。
3.根据权利要求2所述的一种内循环转向螺母一体加工方法，其特征在于，所述第三步中，加工时，角度头带动球头铣刀转动，同时转盘转动，做为C轴，控制圆周角度，加工中心的工作台平移，控制切削深度，加工中心的主轴上下移动，控制上下坐标，三个坐标约束，协作完成返向滚道加工。
4.根据权利要求1所述的一种内循环转向螺母一体加工方法，其特征在于，所述第三步中，球头铣刀包括成型球头铣刀。
5.根据权利要求1所述的一种内循环转向螺母一体加工方法，其特征在于，所述第五步中，加工时，磨床头架轴为C轴，磨杆转动，同时可前后移动，加工时，磨杆先在转向螺母的内孔中，然后磨杆前后移动，切入滚道，按照螺纹磨削，磨削一定长度后，然后砂轮杆平移退出滚道，C轴转动，转到螺旋位置后，砂轮杆再次移动，切入滚道，往复此动作后，完成磨削。
6.根据权利要求1所述的一种内循环转向螺母一体加工方法，其特征在于，所述第五步中，所述内滚道磨床包括数控内螺纹磨床。
7.根据权利要求6所述的一种内循环转向螺母一体加工方法，其特征在于，所述内滚道磨床的磨削轮包括磨床用成型金刚滚轮、内滚道磨床砂轮。
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