CN114273879B - 静压丝杠副的间隙加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了静压丝杠副的间隙加工方法，属于静压丝杠领域，包括如下步骤：S1、将螺母进行切割处理形成若干块螺母块；S2、将螺母块进行表面加工处理使螺母块上的螺旋面与丝杠上的螺旋面能完全贴合；S3、将厚度等于所需油膜的间隙值尺寸的间隔件贴在螺母块的螺旋面和丝杠的螺旋面之间；S4、将各螺母块通过压紧装置一压紧在丝杠上固定，间隔件间隔在丝杠的螺旋面和螺母块的螺旋面之间形成所需的间隙；S5、将S4中压紧在丝杠上的各螺母块通过固定件固定为一个整体形成螺母组件；S6、取下螺母组件，将丝杠的螺旋面和螺母块的螺旋面之间的间隔件取下，重新将螺母组件装回到丝杠上，螺母组件的螺旋面和丝杠的螺旋面之间形成均匀的间隙。

Description

静压丝杠副的间隙加工方法

技术领域

本发明涉及静压丝杠领域，尤其涉及静压丝杠副的间隙加工方法。

背景技术

静压丝杠副包括丝杠和螺母，螺母是螺接在丝杠上，并且螺母和丝杠是不直接接触的，螺母与丝杠之间有一层高压液体膜相隔，高压液体膜使丝杠和螺母之间没有由于摩擦而引起的爬行和反向间隙，可以长期保持精度。由于静压丝杠副的高精度性，使其可用作金属切削机床工作台的驱动装置，尤其适用于在精加工领域中使用。

例如专利公告号为CN206943353U的一种高精密传动的液压静压丝杆，包括丝杆主体，丝杆主体上活动安装有螺母。

现有的间隙加工方法是直接将丝杠和螺母的螺纹尺寸计算好，然后通过加工设备根据计算好的丝杠外螺纹尺寸和螺母内螺纹尺寸加工丝杠和和螺母，但是在加工过程中具有很多因素会影响工件精度，例如加工设备的加工精度、温度等，从而导致丝杠和螺母之间无法产生均匀的间隙，导致装配的静压丝杠副性能不佳，甚至工件报废。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于加工静压丝杠副间隙的加工方法。

本发明的技术方案为：静压丝杠副的间隙加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将螺母进行切割处理形成若干块螺母块；

S2、将螺母块的螺旋面以丝杠的螺旋面为基准进行表面加工处理，使得螺母块上的螺旋面与丝杠上的螺旋面能无间隙的完全贴合；

S3、根据螺母和丝杠之间的液体膜所需的间隙值，将厚度等于该间隙值尺寸的间隔件贴在表面处理后的螺母块的螺旋面和丝杠的螺旋面之间；

S4、将各螺母块通过压紧装置一压紧在丝杠上固定，使得螺母块将S3中的间隔件紧压在丝杠上，间隔件间隔在丝杠的螺旋面和螺母块的螺旋面之间，形成所需的间隙；

S5、将S4中压紧在丝杠上的各螺母块通过固定件固定为一个整体，以形成螺母组件；

S6、取下螺母组件，将贴在丝杠的螺旋面和螺母块的螺旋面之间的间隔件取下，重新将螺母组件装回到丝杠上，螺母组件的螺旋面和丝杠的螺旋面之间形成均匀的间隙。

本发明进一步的优化方案为：步骤S2中，将S1所得的若干块螺母块通过压紧装置二压向丝杠，螺母块受到丝杠和压紧装置二的挤压后发生塑性变形，使得螺母块上的螺旋面与丝杠上的螺旋面能无间隙的完全贴合。

本发明进一步的优化方案为：步骤S2中，将S1所得的若干块螺母块的螺旋面进行表面电加工处理，使得螺母块上的螺旋面与丝杠上的螺旋面能无间隙的完全贴合。

本发明进一步的优化方案为：所述间隔件为柔性的塑料材质制成。

本发明进一步的优化方案为：步骤S4中，压紧装置一包括箍紧件，箍紧件将各螺母块箍紧在丝杠上固定，使得各螺母块围成一圈。

本发明进一步的优化方案为：步骤S4中，对各螺母块外壁进行槽加工，在螺母块的外壁上形成箍紧槽，箍紧件箍紧在箍紧槽中。

本发明进一步的优化方案为：对步骤S4中固定在丝杠上的各螺母块的外圆进行表面加工处理，所述固定件为套圈，将套圈套在丝杠上，并且将套圈抵在表面处理后的各螺母块的一侧侧壁上，通过螺丝将套圈和各螺母块固定连接在一起，以形成螺母组件。

本发明进一步的优化方案为：对步骤S4中固定在丝杠上的各螺母块的外圆进行表面加工处理，所述固定件为套圈，将套圈套在丝杠上，套圈的一端中心具有套接槽，套接槽套在表面处理后的各螺母块外侧，各螺母块的一侧侧壁与套接槽的内底触接，通过螺丝将套圈和各螺母块固定连接在一起，以形成螺母组件。

本发明进一步的优化方案为：对步骤S4中固定在丝杠上的各螺母块的外圆进行表面加工处理，所述固定件为套圈，将套圈套在丝杠上，套圈的中心设有供丝杠穿过的套圈孔，套圈孔套在表面处理后的各螺母块外侧，通过螺丝将套圈和各螺母块固定连接在一起，以形成螺母组件。

本发明进一步的优化方案为：步骤S6中，需要重新将螺母组件装回到丝杠上时，在套圈和各螺母块之间涂覆胶水，再将套圈与各螺母块固定连接形成螺母组件。

与现有技术相比，本发明的优点是通过将螺母切割成若干块螺母块，再将螺母块的螺旋面以丝杠的螺旋面为基准进行表面加工处理，使得螺母块上的螺旋面与丝杠上的螺旋面能无间隙的完全贴合，然后在螺母块的螺旋面和丝杠的螺旋面之间贴间隔件，形成所需的间隙，在将各螺母块通过固定件固定在一起，形成独立的螺母组件，取下螺母组件将间隔件取下，重新将螺母组件装回到丝杠上，使螺母组件的螺旋面和丝杠的螺旋面之间形成均匀的间隙，该加工方法方便加工静压丝杠副的间隙，成品率高，保证静压丝杠副精准移动。

附图说明

以下将结合附图和优选实施例来对本发明进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于说明背景技术和解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本发明范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅示意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。

图1为螺母块与丝杠的关系图。

图2为各螺母块的爆炸图。

图3为压紧装置二将螺母块压向丝杠的结构示意图。

图4为压紧装置二将螺母块压向丝杠的剖切图。

图5为压紧装置一将各螺母块压紧在丝杠上的剖切图。

图6为套圈抵在各螺母块一侧侧壁上固定的结构示意图。

图7为套圈抵在各螺母块一侧侧壁上固定的剖切图。

图8为套接槽套在各螺母块上的结构示意图。

图9为套接槽套在各螺母块上的剖切图一。

图10为套接槽套在各螺母块上的剖切图二。

图11为套圈孔套在各螺母块上的结构示意图。

图12为套圈孔套在各螺母块上的剖切图一。

图13为套圈孔套在各螺母块上的剖切图二。

图中：1、螺母块；2、丝杠；3、丝杠的螺旋面；4、螺母块的螺旋面；5、升降驱动机构；6、上模具；7、下模具；8、箍紧件；9、箍紧槽；10、套圈；11、螺丝；12、定位销；13、间隔件；14、销孔；15、套接槽；16、套圈孔。

具体实施方式

以下将参考附图来详细描述本发明的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本发明的保护范围。

应注意到：相似的标号在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中可能不再对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

图1-图13所示，静压丝杠副的间隙加工方法，主要用于加工螺母组件的螺旋面和丝杠的螺旋面3之间的间隙，使得螺母组件的螺旋面和丝杠的螺旋面3之间具有均匀的间隙，在使用静压丝杠时，向螺母组件和丝杠2之间的油腔内注入液压油，液压油从油腔进入到螺母组件的螺旋面和丝杠的螺旋面3之间的间隙中，形成一层均匀的油膜，使螺母组件的螺旋面和丝杠的螺旋面3之间处于纯液体摩擦状态，从而保证静压丝杠副的移动精度。

包括如下步骤：

步骤1，图1、图2所示，将螺母进行切割处理形成若干块螺母块1，切割处理能通过驱动电机驱动切割片旋转对螺母进行切割。

优选的，切割片将螺母径向等分切割成四块。

步骤2，将螺母块的螺旋面4以丝杠的螺旋面3为基准进行表面加工处理，使得螺母块1上的螺旋面与丝杠2上的螺旋面能无间隙的完全贴合。根据丝杠的螺旋面3对螺母块的螺旋面4进行微调，使螺母块1一些浮起的螺旋面能够与丝杠2上的螺旋面完全贴合。

优选的，将步骤1中所得的四块螺母块1通过压紧装置二压向丝杠2，螺母块1受到丝杠2和压紧装置二的挤压后发生塑性变形，使得螺母块1上的螺旋面与丝杠2上的螺旋面能无间隙的完全贴合。螺母由受强压会发生塑性变形的金属材质制成。

图3、图4所示，具体而言，上述压紧装置二包括上模具6和下模具7，上模具6和下模具7的内表面与螺母块1的外缘形状吻合，上模具6由升降驱动机构5驱动上下移动，需要对螺母块的螺旋面4进行表面处理时，将其中一块螺母块1放置在下模具7上，再将丝杠2叠放在该块螺母块1上，丝杠的螺旋面3与下方的螺母块的螺旋面4相匹配，再在丝杠2的上方放上一块螺母块1，丝杠的螺旋面3与上方的螺母块的螺旋面4相匹配，上模具6下压在丝杠2上方的螺母块1上，使得丝杠2上方和下方的螺母块1均受到挤压，丝杠2上下两侧的螺母块1受挤压后发生塑性变形，使螺母块的螺旋面4与丝杠的螺旋面3完全贴合无间隙，下模具7作为上模具6下压时的抵靠基础，将四块螺母块1均通过该种方式进行加工。

上述升降驱动机构5可参考市场上现有的压力机结构，例如公布号为CN113857374A的一种热模压工艺生产用压力机，上模具6固定在压力机的压块上，下模具7固定在压力机的底座上，压块驱动上模具6升降对螺母块1提供下压力。

针对上述表面加工处理的具体方式，我们还有另一种方案，将步骤1中所得的四块螺母块的螺旋面4进行表面电加工处理，使得螺母块1上的螺旋面与丝杠2上的螺旋面能无间隙的完全贴合。

优选的，电加工处理包括电脉冲加工或电火花加工，电火花加工时，工具电极和工件分别接脉冲电源的两级，通过工具电极对螺母块的螺旋面4进行电火花加工处理，工具电极为丝杠2或与丝杠2具有相同螺旋面的加工部件。

步骤3，根据螺母和丝杠2之间的液体膜所需的间隙值，将厚度等于该间隙值尺寸的间隔件13贴在表面处理后的螺母块的螺旋面4和丝杠的螺旋面3之间。

可以将厚度等于该间隙值尺寸的间隔件13贴在丝杠的螺旋面3或螺母块的螺旋面4上；

也可以将厚度等于该间隙值尺寸的间隔件13分为两部分，分为两部分的间隔件13分别贴在丝杠的螺旋面3和螺母块的螺旋面4上，当螺母块1压在丝杠2上时，贴在螺母块的螺旋面4上的间隔件13与贴在丝杠的螺旋面3上的间隔件13组合为完整厚度的间隔件13，其效果与上述将间隔件13贴在丝杠的螺旋面3或螺母块的螺旋面4上的效果一致。

优选的，间隔件13为柔性的塑料材质制成，在螺母块1压在丝杠2上时，间隔件13能随丝杠的螺旋面3和螺母块的螺旋面4柔性变形，使间隔件13完全贴合在丝杠的螺旋面3和螺母块的螺旋面4之间。

步骤4，将各螺母块1通过压紧装置一压紧在丝杠2上固定，使得螺母块1将步骤3中的间隔件13紧压在丝杠2上，间隔件13间隔在丝杠的螺旋面3和螺母块的螺旋面4之间，形成所需的间隙。

图5所示，上述压紧装置一包括箍紧件8，箍紧件8将各螺母块1箍紧在丝杠2上固定，使得四块螺母块1围成一圈。箍紧件8可为抱箍结构，也可为绑绳或皮带。

另外，对四块螺母块1外壁进行槽加工，能通过数控机床对螺母块1进行槽加工，使得螺母块1的外壁上形成箍紧槽9，上述箍紧件8箍紧在箍紧槽9中。

步骤5，将步骤4中压紧在丝杠2上的各螺母块1通过固定件固定为一个整体，以形成所需的间隙。

对步骤4中固定在丝杠2上的各螺母块1的外圆进行表面加工处理，该表面加工处理为对各螺母块1的外缘进行切削处理或磨削处理，使四块螺母块1的外缘组合形成一个圆形。

图6、图7所示，固定件为套圈10，将套圈10套在丝杠2上，并且将套圈10抵在表面处理后的各螺母块1的一侧侧壁上，通过螺丝11将套圈10和四块螺母块1固定连接在一起，以形成螺母组件。

图8-图10所示，另一方案，固定件为套圈10，将套圈10套在丝杠2上，套圈10的一端中心具有套接槽15，套接槽15套在表面处理后的各螺母块1外侧，各螺母块1的一侧侧壁与套接槽15的内底触接，通过螺丝11将套圈10和四块螺母块1固定连接在一起，以形成螺母组件。

图11、图13所示，另一种方案，固定件为套圈10，将套圈10套在丝杠2上，套圈10的中心设有供丝杠2穿过的套圈孔16，套圈孔16套在表面处理后的各螺母块1外侧，通过螺丝11将套圈10和四块螺母块1固定连接在一起，以形成螺母组件。

另外，还能在套圈10和螺母块1进行打销孔14，套圈10上的销孔14与螺母块1上的销孔14对接，将定位销12插入套圈10和螺母块1上的销孔14中对套圈10和螺母块1位置进行定位。

步骤6，将组成螺母组件的各部件拆卸开来，使螺母组件能从丝杠2上取下，将贴在螺母块的螺旋面4和丝杠的螺旋面3之间的间隔件13取下，再将四块螺母块1和套圈10重新固定连接在一起形成套在丝杠2上的螺母组件，螺母组件的螺旋面和丝杠的螺旋面3之间形成均匀的间隙。

上述步骤6中，需要重新将螺母组件装回到丝杠2上时，在套圈10和各螺母块1之间涂覆胶水，再将套圈10与各螺母块1固定连接形成螺母组件，胶水使套圈10和各螺母块1连接更稳固。

以上对本发明所提供的静压丝杠副的间隙加工方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.静压丝杠副的间隙加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将螺母进行切割处理形成若干块螺母块；

S2、将螺母块的螺旋面以丝杠的螺旋面为基准进行表面加工处理，使得螺母块上的螺旋面与丝杠上的螺旋面能无间隙的完全贴合；

S3、根据螺母和丝杠之间的液体膜所需的间隙值，将厚度等于该间隙值尺寸的间隔件贴在表面处理后的螺母块的螺旋面和丝杠的螺旋面之间；

S4、将各螺母块通过压紧装置一压紧在丝杠上固定，使得螺母块将S3中的间隔件紧压在丝杠上，间隔件间隔在丝杠的螺旋面和螺母块的螺旋面之间，形成所需的间隙；

S5、将S4中压紧在丝杠上的各螺母块通过固定件固定为一个整体，以形成螺母组件；

S6、取下螺母组件，将贴在丝杠的螺旋面和螺母块的螺旋面之间的间隔件取下，重新将螺母组件装回到丝杠上，螺母组件的螺旋面和丝杠的螺旋面之间形成均匀的间隙。

2.根据权利要求1所述的静压丝杠副的间隙加工方法，其特征在于，步骤S2中，将S1所得的若干块螺母块通过压紧装置二压向丝杠，螺母块受到丝杠和压紧装置二的挤压后发生塑性变形，使得螺母块上的螺旋面与丝杠上的螺旋面能无间隙的完全贴合。

3.根据权利要求1所述的静压丝杠副的间隙加工方法，其特征在于，步骤S2中，将S1所得的若干块螺母块的螺旋面进行表面电加工处理，使得螺母块上的螺旋面与丝杠上的螺旋面能无间隙的完全贴合。

4.根据权利要求1所述的静压丝杠副的间隙加工方法，其特征在于，所述间隔件为柔性的塑料材质制成。

5.根据权利要求1所述的静压丝杠副的间隙加工方法，其特征在于，步骤S4中，压紧装置一包括箍紧件，箍紧件将各螺母块箍紧在丝杠上固定，使得各螺母块围成一圈。

6.根据权利要求5所述的静压丝杠副的间隙加工方法，其特征在于，步骤S4中，对各螺母块外壁进行槽加工，在螺母块的外壁上形成箍紧槽，箍紧件箍紧在箍紧槽中。

7.根据权利要求1所述的静压丝杠副的间隙加工方法，其特征在于，对步骤S4中固定在丝杠上的各螺母块的外圆进行表面加工处理，所述固定件为套圈，将套圈套在丝杠上，并且将套圈抵在表面处理后的各螺母块的一侧侧壁上，通过螺丝将套圈和各螺母块固定连接在一起，以形成螺母组件。

8.根据权利要求1所述的静压丝杠副的间隙加工方法，其特征在于，对步骤S4中固定在丝杠上的各螺母块的外圆进行表面加工处理，所述固定件为套圈，将套圈套在丝杠上，套圈的一端中心具有套接槽，套接槽套在表面处理后的各螺母块外侧，各螺母块的一侧侧壁与套接槽的内底触接，通过螺丝将套圈和各螺母块固定连接在一起，以形成螺母组件。

9.根据权利要求1所述的静压丝杠副的间隙加工方法，其特征在于，对步骤S4中固定在丝杠上的各螺母块的外圆进行表面加工处理，所述固定件为套圈，将套圈套在丝杠上，套圈的中心设有供丝杠穿过的套圈孔，套圈孔套在表面处理后的各螺母块外侧，通过螺丝将套圈和各螺母块固定连接在一起，以形成螺母组件。

10.根据权利要求7或8或9所述的静压丝杠副的间隙加工方法，其特征在于，步骤S6中，需要重新将螺母组件装回到丝杠上时，在套圈和各螺母块之间涂覆胶水，再将套圈与各螺母块固定连接形成螺母组件。

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