專利名稱：多頭滾珠螺母圓弧螺旋槽的加工方法
技術領域：
本發明車床加工工藝領域，主要用于加工多頭滾珠螺母的圓弧螺旋槽。
背景技術：
對于多頭滾珠螺母圓弧螺旋槽的加工，國內大多數專業廠家使用普通車床結合旋 風車削工藝加工滾球絲杠螺母的圓弧螺旋槽，其工藝方法是將圓筒形工件夾持在機床主 軸的三爪或四抓卡盤上慢速旋轉，旋風銑削頭安裝在機床的橫向溜板上，車床主軸與橫向 溜板之間采用掛輪傳動。旋風銑削頭按工件的螺距與主軸旋轉保持一定的速比聯動，為旋 風銑削頭提供一個進給量。旋風銑削頭的刀盤上安裝有多把成形刀并高速旋轉，借助于刀 盤旋轉中心與工件中心的偏心量來完成漸進式的高速銑削，刀盤的旋轉軸線按照工件的螺 紋升角及旋向傾斜一個角度，加工時工件低速旋轉，旋風銑削頭在進給的同時高速旋轉。工 件每轉一圈，旋風銑削頭縱向進給一個相應導程，從而銑削出螺紋，刀盤上有多把成形刀， 但只能依次有一把刀參與銑削。多頭滾珠螺母圓弧螺旋槽的加工，歷來是普通車床上車削加工的一大難點，主要 難點在于如何解決分線問題以及如何保證分線的精度，常用的傳統分線方法有軸向分線 法和圓周分線法。軸向分線法是指當第一條螺旋線加工完畢后，絲杠螺母保持接通，將刀架縱向前 移(或后移)一個螺距后加工第二條螺旋線、第三條螺旋線……對于一般精度的多線螺紋常 采用此法。普通車床加工時主要是利用小滑板刻度確定直線移動量。該方法缺點主要體現 在一是小滑板刻度的準確性和小滑板絲杠間隙的影響；再者就是當螺距并非刻度對應移 動量的整數倍時所存在的主觀估計誤差。因而對于一般精度的單件加工比較適合，而且在 加工前的準備工作也比較費事。精度要求不高，單件工件的加工，這種方法的主要缺點是在 分線過程中操作者是人為控制的，所以難免會產生分線誤差，在利用百分表和量塊分線法 中，雖然其分線精度能好一些，但是其準備工作繁瑣，加工效率低，在復雜時容易產生錯誤。圓周分線法在普通車床上加工時，主要是指車好一條螺旋線后，脫開主軸與絲杠 之間的傳動聯系，使主軸旋轉一個角度α (α= 360° /線數)然后再恢復主軸與絲杠之間 的傳動聯系，在進行下一個螺旋線的車削。具體加工的辦法有，利用三爪自定心卡盤，四爪 單動卡盤分線，以及利用交換齒輪分線和用多孔撥盤分線法。三爪自定心卡盤只適合三頭 螺紋的分線，四爪單動卡盤適合雙線和四頭螺紋的分線，而交換齒輪分線法只有當車床交 換齒輪齒數是螺紋線數的整數倍時才可以。所以說這兩種方法都有其局限性，而且其分線 精度不高。多孔撥盤分線法雖然其加工精度和加工性能比前面兩種方法較好，但其需要購 買多孔撥盤，而且準備工作多，加工效率低，加工成本高。以上多線螺紋的分線方法，在分線過程中容易出現誤差，使車出的多線螺紋的螺 距不相等，直接影響到內外螺紋之間的配合性能，增加不必要的磨損，降低其使用壽命。有 沒有更好的分線方法既可以很好地保證螺紋的分線精度，又能夠大大降低成本呢。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于提供一種成本低、分線精度高、操作簡單的多頭 滾珠螺母圓弧螺旋槽加工方法。為達到上述目的，本發明提供的一種多頭滾珠螺母圓弧螺旋槽的加工方法，其步 驟為將圓筒形工件(1)夾持在與車床主軸(21)連接的卡盤(22)上，球形車刀(4)安裝在分 度夾具(3)中，分度夾具(3)裝夾到車床刀架(23)上，所述車床主軸(21)與車床刀架(23) 之間采用掛輪傳動；啟動車床(2)完成所述工件(1)第一條滾珠螺母圓弧螺旋槽的加工；將 分度夾具(3)中的球形車刀(4)旋轉一個分度轉角α并完成下一條滾珠螺母圓弧螺旋槽的
加工，直至加工出360。/a條滾珠螺
母圓弧螺旋槽，關鍵在于所述分度夾具(3)包括固定桿(31)、旋轉桿(32)、端蓋(33)、第一 鎖緊螺釘(34)、第二鎖緊螺釘(35)和鎖緊螺母(36)，所述固定桿(31)內開有左大右小的T 形階梯孔，所述T形階梯孔的軸線與固定桿(31)的軸線重合，所述旋轉桿(32)為左大右小 的T形圓柱桿，該旋轉桿(32)穿在固定桿(31)的T形階梯孔內且旋轉桿(32)的大端與固
定桿(31)的大端相配合，所述旋轉桿(32)的部分大端位于固定桿(31)內且其上開有 360。/a
條沿外圓周均勻分布的缺口(32a)，所述缺口(32a)沿旋轉桿(32)的軸線延伸，所述第一鎖 緊螺釘(34)徑向穿過固定桿(31)和缺口(32a)頂在所述旋轉桿(32)上；所述旋轉桿(32) 的部分大端位于固定桿(31)外且其上開有徑向通孔(32b)，所述徑向通孔(32b)的軸線與 所述旋轉桿(32)的軸線相交且該徑向通孔(32b)與所述固定桿(31)的左端面相切，所述球 形車刀(4)安裝在該徑向通孔(32b)內，所述第二鎖緊螺釘(35)徑向穿過所述旋轉桿(32) 并垂直頂在所述球形車刀(4)上；所述旋轉桿(32)的小端伸出固定桿(31)外并通過所述端 蓋(33)、鎖緊螺母(36)與所述固定桿(31)相連；球形車刀(4)的軸線平行于車床主軸(21) 的徑向截面，所述分度夾具(3)的左端外徑小于所述工件(1)的內徑。
分度夾具的精度決定了多頭滾珠螺母圓弧螺旋槽的分線精度，安裝時，首先將球形車 刀裝入旋轉桿的徑向通孔中，并通過第二鎖緊螺釘固定；再把旋轉桿裝入固定桿內，蓋上端 蓋，旋入鎖緊螺母緊固；最后，將該分度夾具裝夾到車床刀架上，并固定好，通過旋轉固定桿 內的旋轉桿位置來加工不同分度位置的圓弧螺旋槽。旋轉桿通過第一鎖緊螺釘結合缺口使 其卡緊在固定桿內，缺口的數量與加工的螺母圓弧螺旋槽的頭數相等。旋轉桿的大端與固 定桿的大端相配合，確保了安裝時旋轉桿的軸線與固定桿的軸線重合，兩者之間徑向不會 發生上下竄動；旋轉桿軸向通過球形車刀、鎖緊螺母進行定位；旋轉桿周向通過缺口和第 一鎖緊螺釘定位。為進一步節約材料，便于加工制造及安裝球形車刀，所述分度夾具(3)中旋轉桿 (32)的大端開有與該旋轉桿(32)同軸線的盲孔(32c)，所述盲孔(32c)從旋轉桿(32)的左 端面向內延伸且該盲孔(32c)的深度小于旋轉桿(32)的大端長度。作為優選，所述缺口(32a)的長度與所述旋轉桿(32)位于固定桿(31)內的那部分 大端的長度相等。本發明沿用了傳統滾珠螺母圓弧螺旋槽加工方法中所使用的普通機床，通過分度 夾具進行準確分線，加工出較高質量的多頭滾珠螺母圓弧螺旋槽，提高了滾珠螺母及絲杠的使用壽命；結合結構更為簡單、易于制造的球形車刀，進一步有效地降低成本；且操作簡 單，工作可靠，解決了長期以來普通車床難于加工出高精度多頭滾珠螺母圓弧螺旋槽的技 術難題，具有廣闊的市場前景。
圖1是本發明所使用的車床、分度夾具安裝示意圖。圖2是圖1中的分度夾具結構圖。圖3是圖2的A-A剖視圖。圖4是圖2的俯視圖。圖5是圖4的B-B剖視圖。圖6是加工出的多頭滾珠螺母結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明
要加工如圖6所示的多頭滾珠螺母工件1中的20條圓弧螺旋槽11，采用如圖1所示的 加工設備，其加工方法步驟為將圓筒形工件1夾持在與車床主軸21連接的卡盤22上，卡 盤22可以是三爪卡盤或四爪卡盤。分度夾具3裝夾到車床刀架23上，車床主軸21與車床 刀架23之間采用掛輪傳動。車床1由主軸車床主軸21、卡盤22、車床刀架23、齒輪組24、 絲杠25、開合螺母26組成。為了保證車削時，工件每轉動一周，車床刀架縱向移動的尺寸等 于零件的螺距值或導程值，必須進行掛輪傳動，利用車床刀架縱向移動速度與主軸轉速的 配合，來完成一條滾珠螺母圓弧螺旋槽的加工。在多頭滾珠螺母圓弧螺旋槽的傳統加工方 法中，均是采用掛輪傳動的普通車床進行加工，在此不再贅述。將球形車刀4安裝在分度夾具3中，球形車刀4的軸線平行于車床主軸21的徑向 截面，分度夾具3的左端外徑小于工件1的內徑；啟動車床2完成工件1的第一條滾珠螺母 圓弧螺旋槽的加工；將分度夾具3中的球形車刀4旋轉一個18°的分度轉角α并完成下
360°
一條滾珠螺母圓弧螺旋槽的加工，直至加工出20條滾珠螺母圓弧螺旋槽，20即——的值。
a
該方法步驟與普通車床加工多頭滾珠螺母圓弧螺旋槽的方法步驟基本相同，區別在于，步 驟中采用了分度夾具3和球形車刀4。球形車刀4本體為圓柱形，帶有半圓球的一個端頭， 也是車削加工中常用的刀具。如圖2、圖4所示的分度夾具3，由固定桿31、旋轉桿32、端蓋33、第一鎖緊螺釘34、 第二鎖緊螺釘35和鎖緊螺母36組成。固定桿31內開有左大右小的T形階梯孔，T形階梯 孔的軸線與固定桿31的軸線重合。旋轉桿32為左大右小的T形圓柱桿，該旋轉桿32穿在 固定桿31的T形階梯孔內，且旋轉桿32的大端與固定桿31的大端相配合，即兩者的直徑 相等以保證安裝時旋轉桿32在固定桿31內不會上下竄動，其小端直徑小于固定桿31的小 端直徑，以便于安裝。旋轉桿32的一部分大端位于固定桿內，另一部分大端位于固定桿31 外。結合圖4、圖5可知，旋轉桿32位于固定桿31的內的那部分大端上開有20條沿外 圓周均勻分布的缺口 32a，缺口 32a沿旋轉桿32的軸線延伸，缺口 32a的長度最好與旋轉桿32位于固定桿31內的那部分大端的長度相等。分度夾具3是用于加工頭數為20的滾 珠螺母中的圓弧螺旋槽，圓弧螺旋槽的條數就是滾珠螺母的頭數。第一鎖緊螺釘34徑向穿 過固定桿31和缺口 3 頂在旋轉桿32上，第一鎖緊螺釘34的軸線與固定桿31的軸線垂 直相交。結合圖2、圖3可知，旋轉桿32的部分大端位于固定桿31外且其上開有徑向通孔 32b，該徑向通孔32b的軸線與旋轉桿32的軸線相交且該徑向通孔32b與固定桿31的左端 面相切，球形車刀4安裝在該徑向通孔32b內，第二鎖緊螺釘35橫向穿過旋轉桿32并垂直 頂在球形車刀4上，第二鎖緊螺釘35的軸線與球形車刀4的軸線垂直相交；旋轉桿32的小 端伸出固定桿31外并通過端蓋33、鎖緊螺母36與固定桿31相連。為進一步優分度夾具3，如圖2、圖3所示，旋轉桿32的大端開有與該旋轉桿32同 軸線的盲孔32c，該盲孔32c從旋轉桿32的左端面向內延伸且該盲孔32c的深度小于旋轉 桿32的大端長度。
權利要求
1.一種多頭滾珠螺母圓弧螺旋槽的加工方法，其步驟為將圓筒形工件(1)夾持在 與車床主軸(21)連接的卡盤(22)上，球形車刀(4)安裝在分度夾具(3)中，分度夾具(3) 裝夾到車床刀架(23)上，所述車床主軸(21)與車床刀架(23)之間采用掛輪傳動；啟動 車床(2)完成所述工件(1)第一條滾珠螺母圓弧螺旋槽的加工；將分度夾具(3)中的球 形車刀(4)旋轉一個分度轉角α并完成下一條滾珠螺母圓弧螺旋槽的加工，直至加工出 160°-~條滾珠螺母圓弧螺旋槽，其特征在于所述分度夾具(3)包括固定桿(31)、旋轉桿(32)、端蓋(33)、第一鎖緊螺釘(34)、第二鎖緊螺釘(35)和鎖緊螺母(36)，所述固定桿(31) 內開有左大右小的T形階梯孔，所述T形階梯孔的軸線與固定桿(31)的軸線重合，所述旋轉 桿(32)為左大右小的T形圓柱桿，該旋轉桿(32)穿在固定桿(31)的T形階梯孔內且旋轉 桿(32)的大端與固定桿(31)的大端相配合，所述旋轉桿(32)的部分大端位于固定桿(31)內且其上開有！條沿外圓周均勻分布的缺口(3 )，所述缺口(32a)沿旋轉桿(32)的軸線延伸，所述第一鎖緊螺釘(34)徑向穿過固定桿(31)和缺口(32a)頂在所述旋轉桿(32) 上；所述旋轉桿(32)的部分大端位于固定桿(31)外且其上開有徑向通孔(32b)，所述徑向 通孔(32b)的軸線與所述旋轉桿(32)的軸線相交且該徑向通孔(32b)與所述固定桿(31) 的左端面相切，所述球形車刀(4)安裝在該徑向通孔(32b)內，所述第二鎖緊螺釘(35)徑向 穿過所述旋轉桿(32 )并垂直頂在所述球形車刀(4 )上；所述旋轉桿(32 )的小端伸出固定桿 (31)外并通過所述端蓋(33)、鎖緊螺母(36)與所述固定桿(31)相連；球形車刀(4)的軸線 平行于車床主軸(21)的徑向截面，所述分度夾具(3)的左端外徑小于所述工件(1)的內徑。
2.按照權利要求1所述的多頭滾珠螺母圓弧螺旋槽的加工方法，其特征在于所述分 度夾具(3)中旋轉桿(32)的大端開有與該旋轉桿(32)同軸線的盲孔(32c)，所述盲孔(32c) 從旋轉桿(32)的左端面向內延伸且該盲孔(32c)的深度小于旋轉桿(32)的大端長度。
3.按照權利要求1所述的多頭滾珠螺母圓弧螺旋槽的加工方法，其特征在于所述缺 口(32a)的長度與所述旋轉桿(32)位于固定桿(31)內的那部分大端的長度相等。
全文摘要
本發明公開了一種多頭滾珠螺母圓弧螺旋槽的加工方法，其步驟為將圓筒形工件夾持在與車床主軸連接的卡盤上，球形車刀安裝在分度夾具中，分度夾具裝夾到車床刀架上，所述車床主軸與車床刀架之間采用掛輪傳動；啟動車床完成第一條滾珠螺母圓弧螺旋槽的加工；將分度夾具中的球形車刀旋轉一個分度轉角α并完成下一條滾珠螺母圓弧螺旋槽的加工，直至加工出條滾珠螺母圓弧螺旋槽，其關鍵在于采用了分線準確的分度夾具和結構簡單的球形車刀。本發明沿用了傳統滾珠螺母圓弧螺旋槽加工方法中所使用的普通機床，結合分度夾具球形車刀，解決了長期以來普通車床難于加工出高精度多頭滾珠螺母圓弧螺旋槽的技術難題。
文檔編號B23Q16/02GK102091792SQ201010610969
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月29日 優先權日2010年12月29日
發明者刀禹銘, 孔令孝, 宋云鵬, 陳文勝 申請人:中船重工重慶液壓機電有限公司