丝杆螺母的内螺旋滚道的加工方法与相关技术.doc

《丝杆螺母的内螺旋滚道的加工方法与相关技术.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《丝杆螺母的内螺旋滚道的加工方法与相关技术.doc（11页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、本技术涉及汽车刹车系统用丝杆螺母的内螺旋滚道 的加工方法，包括以下步骤：根据内螺旋滚道的几何尺寸和形貌修整砂轮轮廓和调整进刀的轨迹，对工件进行磨削，得到具有内螺旋滚道几何形貌 的丝杆螺母；再对制得 的丝杆螺母进行清洗，以去除残留 的磨屑和抛光液；最 后采用具有振动机构和磨料流进出通道的装置连接清洗干净 的丝杆螺母，使磨料流流经螺旋滚道，磨料流流经螺旋滚道 的同时振动机构对装置施加振动。本方法不仅避免了只采用磨 削的加工工艺易造成对表面烧伤 的问题，还将丝杆螺母内 的螺旋滚道的加工分为两个相对独 立的步骤，彼此衔接配合，加工效率高。权利要求书1. 一种丝杆螺母 的内螺旋滚道 的加工方法，包括以下

2、步骤：步骤1、根据内螺旋滚道 的几何尺寸和形貌修整砂轮轮廓和调整进刀的轨迹，对工件进行磨削，得到具有内螺旋滚道几何形貌 的丝杆螺母；步骤2、对制得的丝杆螺母进行清洗，以去除残留 的磨屑和抛光液；步骤3、采用具有振动机构和磨料流进出通道的装置连接清洗干净 的丝杆螺母，使磨料流流经螺旋滚道，磨料流流经螺旋滚道 的同时振动机构对装置施加振动，从而提升磨料流的 去除效率。2. 根据权利要求 1所述 的丝杆螺母 的内螺旋滚道 的加工方法，其特征在于：所述步骤 1中的砂 轮为超硬砂轮。3. 根据权利要求 1所述 的丝杆螺母 的内螺旋滚道 的加工方法，其特征在于：所述步骤 1中的砂 轮主轴为超高速电主轴。4

3、. 根据权利要求 1所述 的丝杆螺母 的内螺旋滚道 的加工方法，其特征在于：所述步骤 2中的清 洗方式为超声清洗。5. 根据权利要求 1所述 的丝杆螺母 的内螺旋滚道 的加工方法，其特征在于：所述步骤 3中的磨 料流施加方式为高压、双向流动。6. 根据权利要求 1所述 的丝杆螺母 的内螺旋滚道 的加工方法，其特征在于：所述步骤 3中的磨 料流可选择为磁流体，通过施加外界磁场来改变去除效率。7. 根据权利要求 6所述 的丝杆螺母 的内螺旋滚道 的加工方法，其特征在于：所述磁流体还添 加化学试剂，还通过化学反应来提升去除效率和去除质量。8. 根据权利要求 7所述 的丝杆螺母 的内螺旋滚道 的加工方

4、法，其特征在于：所述磁流体添 加的化学试剂为电解抛光液，通过电化学反应来提升去除效率和去除质量。9. 根据权利要求 1所述 的丝杆螺母 的内螺旋滚道 的加工方法，其特征在于：所述步骤 3中的振 动机构为超声振动装置。10. 据权利要求 1所述 的丝杆螺母 的内螺旋滚道 的加工方法，其特征在于：所述步骤 3中通过 调整振动频率和幅值来改变抛光效率和抛光质量。技术说明书一种丝杆螺母 的内螺旋滚道 的加工方法技术领域本技术属于高效磨削和超精密抛光加工领域，尤其是涉及一种丝杆螺母的内螺旋滚道的加工方法。背景技术随着我们产业发展，各种具有内腔结构的零件在航空、航天、武器、医疗等行业中得到越来越广泛的应用

5、。对于具有尺寸精度和形状精度要求的内腔结构，由于加工空间等 的限制，在保证产生加工质量稳定性 的前提下，很难实现高效、超精密 的加工。比如丝杆螺母内表 面的螺旋式滚道为了保证装配后 的运动精度和使用寿命，其形状尺寸精度要求非常高，而且 对滚道表面 的粗糙度也有很高 的要求。磨削加工是实现高精度光滑表面 的常用加工方法。通过选用不同粒度 的砂轮可以达到不 同的表面粗糙度要求。通过将砂轮修整成一定的形状，可以实现成形磨削加工。通过采用超硬砂轮，比如金刚石砂轮或立方氮化硼（CBN）砂轮，可以对超硬难加工材料进行加工。高速、超高速磨削加工技术是一种高效加工技术，其通过提高砂轮转速和砂轮直径，使磨削 区

6、的线速度达到上百米每秒。高 的砂轮线速度意味着单颗磨粒 的等效去除深度降低，磨削热 随切屑快速去除，而且对于硬脆材料来说，高的变形速率会引起材料 的脆塑转变，从而实现难加工材料的高效低损伤加工。抛光加工是指利用机械、化学或电化学的作用，使工件表面粗糙度降低，以获得光亮、平整表面的加工方法。是利用抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的精密加工。但是由于抛光加工时的材料去除率非常低，所以加工效率非常低。磨料流加工技术是以磨料介质 （掺有磨粒 的 一种可流动 的混合物 ）在压力下流过工件所需加 工的表面，进行去毛刺、除飞边、磨圆角，以减少工件表面 的波纹度和粗糙度 的 一种加工方 法。其加

7、工过程 的材料去除速率取决于以下因素：磨料介质 的流速、磨料 的 粘度、磨料颗粒 尺寸、磨料浓度、磨料颗粒硬度和工件硬度等因素相关。由于丝杆螺母类型 的 高精度半开放式螺旋滚道 的空间限制，所以现有 的 通过提高砂轮直径来 提升磨削区线速度 的 高速、超高速磨削加工技术难以应用于此。目前对于丝杆螺母类型的高精度半开放式螺旋滚道 的加工方法是采用小尺寸成形砂轮进行磨削加工。而且为了保证磨削 加工后 的 表面粗糙度达到要求，砂轮粒度号选择较小，在避免磨削烧伤的情况下，磨削去除量非常小，所以加工效率非常低。该丝杆螺母尤其应用于汽车 的刹车系统中，市场需求大。技术内容本技术 的目的是提供一种丝杆螺母

8、的内螺旋滚道 的 加工方法，尤其是一种小尺寸高精度内螺 旋滚道 的 加工方法。本技术 的 技术方案如下：一种内螺旋滚道 的 高效加工方法，包括以下步骤：步骤 1、根据内螺旋滚道 的几何尺寸和形貌修整砂轮轮廓和调整进刀 的轨迹，对工件进行磨 削，在保证磨削表面不烧伤 的 前提下，尽可能 的提高材料 的去除率，得到具有内螺旋滚道几 何形貌 的 丝杆螺母；步骤2、对制得 的丝杆螺母进行清洗，以去除残留 的磨屑和抛光液；步骤 3、采用具有振动机构和磨料流进出通道 的装置连接清洗干净 的丝杆螺母，使磨料流流 经螺旋滚道，磨料流流经螺旋滚道 的同时振动机构对装置施加振动，从而提升磨料流 的 去除 效率。进

9、一步 的，所述步骤 1所采用 的砂轮为超硬砂轮。进一步 的，所述步骤 1所采用 的砂轮主轴为超高速电主轴。进一步 的，所述步骤 2所采用 的 清洗方式为超声清洗。进一步 的，所述步骤 3所采用 的 磨料流施加方式为高压、双向流动。进一步 的，所述步骤 3所采用 的磨料流为磁流体，通过施加外界磁场来改变去除效率。进一步 的，所述步骤 3所采用 的磨料流根据加工材料来添加一定 的化学试剂，通过加强化学 反应来提升去除效率和去除质量。进一步 的 ，所述磁流体还添加化学试剂，通过化学反应来提升去除效率和去除质量。进一步 的 ，所述磁流体添加化学试剂为电解抛光液，通过电化学反应来提升去除效率和去除质量。

10、进一步 的，所述步骤 3所施加 的振动为超声振动。进一步 的 ，所述步骤 3中通过调整振动频率和幅值来改变抛光效率和抛光质量。本技术具有如下有益效果：1. 采用粗磨，不仅减少了磨削加工 的 工艺步骤，同时提升了材料去除率。尤其是通过采用超 硬砂轮可以有效减少砂轮 的 更换次数、对刀次数等，节约了加工辅助时间。2. 采用磨料流与超声相结合 的抛光方法，不仅可以保证加工质量 的一致性、长期加工 的 稳定 性，还可以实现单工位多工件同时装夹，从而有效减小了单个工件的 加工时间。3. 与单独 的 精密磨削加工工艺分相比，本技术申请更有效发挥了磨床的 加工潜力，提升了设备的运用效率。4. 采用磨料流与超

11、声相结合 的抛光方法，可以有效去除磨削引起 的 表面烧伤、表面粘附、表 面残余应力或亚表面损伤 的缺席，从而可以提升产品使用寿命。附图说明下面结合附图对本技术 的具体实施方式作进一步详细 的 说明，其中：图1是实施例一步骤一中具有初步内螺旋滚道形貌的 丝杆螺母 的结构示意图；图2是实施例一中针对单个丝杆螺母进行内螺旋滚道抛光的装置 的结构示意图； 图 3是实施例一中部分构件 的结构示意图及中心杆与丝杆螺母配合形成打磨管道 的结构示意 图；的装置 的拆解 的结构示意图；图4是实施例二中针对多个丝杆螺母进行内螺旋滚道抛光 图5是图3中顶盖 的结构示意图；图6是图3中底座 的结构示意图；图7是图 2

12、中中心杆及中心杆与丝杆螺母配合形成打磨管道的结构示意图；的装置 的 结构示意图；图8是实施例二中针对多个丝杆螺母进行内螺旋滚道抛光图9是实施例二中F夹子的结构示意图，该F夹子设有夹紧结构，该 F夹子可直接夹持顶盖和 底座，中心杆、丝杆螺母、顶盖和底座在所述F夹子夹持下配合连接形成一整体结构。具体实施方式 本技术公开了先通过采用较大粒度和大气孔 的 砂轮进行成形磨削，达到尺寸精度和形状精度 要求后；采用磨料流和超声结合进行内螺旋滚道 的 抛光。本技术磨削过程磨削去除量大，磨 料流和超声结合对磨削表面进行精细处理，不仅避免了只采用磨削 的加工工艺易造成对表面 烧伤 的问题，还将丝杆螺母 的内螺旋滚

13、道 的加工分为两个相对独立 的步骤，彼此衔接配合， 加工效率高。下面结合实施例一至四，对本技术做进一步地说明：【实施例一】步骤 1、根据内螺旋滚道 的几何尺寸和形貌修整砂轮轮廓和调整进刀的轨迹，对工件进行磨削，得到具有内螺旋滚道几何形貌 的丝杆螺母，所述具有初步内螺旋滚道形貌的 丝杆螺母结构如图 1所示。步骤2、对制得 的丝杆螺母进行清洗，以去除残留 的磨屑和抛光液。步骤 3、采用对单个丝杆螺母进行内螺旋滚道抛光的装置，对丝杆螺母进行连接后，使磨料流流经螺旋滚道，磨料流流经螺旋滚道 的 同时振动机构对装置施加振动。该抛光 的装置如图 2和图 3所示，包括：一个圆柱形中心杆 2，所述中心杆 2外

14、径与丝杆螺母 1的内径一致，所述 中心杆 2的 轴向长度大于所述丝杆螺母 1的轴向长度；所述中心杆 2设置于所述丝杆螺母 1的内 孔之中，从而所述中心杆 2的部分外表面与所述螺旋滚道形成一仅两端开口的打磨管道；底座3，对应所述打磨管道端头 的 位置，设有供磨料进出 的第二磨料进出口；顶盖 4，对应所述 打磨管道端头 的 位置，设有供磨料进出 的 第一磨料进出口；连接机构，将所述中心杆2、所述丝杆螺母 1、所述底座 3和所述顶盖 4连接固定，以至于将所述第二磨料进出口、所述第一 磨料进出口分别与所述打磨管道两端开口连通；振动机构9，与所述底座 3连接，带动所述底座 3、所述中心杆 2和所述顶盖

15、4及所述丝杆螺母 1高频振动，从而使磨料流流经所述打磨管道 时，所述磨料流与所述丝杆螺母内螺旋滚道进行充分摩擦，本实施例中，所述第二磨料进出 口为一与外界管道连通 的圆形凹槽；所述第一磨料进出口为一与外界管道连通的 圆形凹槽，圆形凹槽 的形貌保证了只要按照上述位置安装，所述第二磨料进出口和所述第一磨料进出口 就可以连通所述打磨管道；采用激振器作为振动机构9。所述连接机构包括：在所述中心杆 2轴向一端 的第一连接体，在所述中心杆 2轴向另一端 的 第二连接体；所述底座 3上与所述第一 连接体相配合 的 第一连接配合体；所述第一连接体和所述第一连接配合体相配合将所述中心 杆2与所述底座 3连接；与

16、所述第二连接体相配合 的 第二连接配合体；所述第二连接体和所述第二连接配合体进一步配合使所述顶盖4和所述底座 3夹紧所述丝杆螺母 1具体 的，所述第一连接体为所述中心杆 2轴向一端凸起 的 第一螺栓；所述第二连接体为所述中心杆 2轴向另一端凸起 的 第二螺栓；所述第一连接配合体为所述底座 3上的 螺孔；所述第二连接配合体为螺母；所述顶盖 4设有供所述第二螺栓穿出 的 孔；所述螺母位于所述顶盖 4外部，通过所述螺母和所 述第二螺栓 的 配合使所述顶盖 4与所述底座 3夹紧所述丝杆螺母 1；本实施例中，设置一橡胶垫圈振动机构于所述中心杆2与所述顶盖 4之间用于密封所述磨料流，防止该磨料流由所述顶盖

17、 4上的孔与所述第二螺栓之间 的 缝隙渗漏，设置一铜制涂层在 所述底座 3上。连接好上述装置，以高压、双向流动 的 磨料流进行抛光，在抛光过程中，对工件施加振动来 提升磨料流 的 去除效率。【实施例二】步骤 1、根据内螺旋滚道 的几何尺寸和形貌修整砂轮轮廓和调整进刀的轨迹，对工件进行磨削，得到具有内螺旋滚道几何形貌 的丝杆螺母。步骤2、对制得 的丝杆螺母进行清洗，以去除残留 的磨屑和抛光液。步骤 3、采用对多个丝杆螺母同时进行内螺旋滚道抛光的装置，对丝杆螺母进行连接后，使磨料流流经螺旋滚道，磨料流流经螺旋滚道 的 同时振动机构对装置施加振动。如图 4-8所 示，该装置包括：中心杆 20设置于丝

18、杆螺母 10的内孔之中，所述中心杆 20与所述丝杆螺母 10 一一对应，从而所述中心杆 20的部分外表面与所述螺旋滚道形成一仅两端开口的 打磨管道；顶盖 40，套设在多个所述中心杆 20的顶部上，所述顶盖 40设有与每个所述打磨管道连通 的多 个第一磨料进出口；底座 30，位于所述中心杆 20的 下方，所述底座 30设有与每个所述打磨管 道连通 的 多个第二磨料进出口；所述顶盖 40、所述中心杆 20、所述丝杆螺母 10以及顶盖之间 用以配合连接形成一整体结构；振动机构8，与所述底座 30连接，用以对所述整体结构进行高频振动，从而使磨料流流经所述打磨管道时，所述磨料流与所述丝杆螺母内螺旋滚道进

19、行 充分摩擦。本实施例中，对 25个所述丝杆螺母 10同时进行抛光，采用超声振源作为振动机构 8。采用夹持机构夹持所述顶盖 40和所述底座 30上从而简单快捷 的实现多个所述丝杆螺母 10的安 装和固定。本实施例中 的夹持机构为F夹子，图9给出该F夹子的结构示意图，夹持所述顶盖 40和所述底座 30上从而简单快捷 的实现多个所述丝杆螺母 10的安装和固定，为了防止抛光过 程中所述中心杆 20因震动而撞击其他部件引起损伤，将每个所述中心杆20的一端均与所述底座30相连接，如实施例一中，所述固定结构采用螺栓和螺孔结构，在所述中心杆20轴向一端的第三连接体与所述底座 30上的第三连接配合体将所述中心

20、杆 20与所述底座 30连接，本实 施例中，所述第三连接体为螺栓，所述第三连接配合体为与作为第三连接体的 螺栓形貌适配的螺孔。如图 6所示，本实施例中，所述底座 30由下流道盖板 302和下流道板 303组成；所述下流道盖板 302设置25个直径与所述中心杆 20直径一致 的圆柱形 的凸台3024，所述凸台 3024的轴心位置设有螺孔作为第三连接配合体；对应所述凸台 3024的 位置，所述下流道板 303设有第一圆孔 3031，所述第一圆孔 的 直径大于 所述中心杆 20的直径且小于所述丝杆螺母 10的外直径，以至于所述第一圆孔 3031与所述中心 杆20之间形成与所述打磨管道连通 的第一圆环

21、；所述下流道板 303下表层设有第一凹槽 3033，所述第一凹槽 3033与所述第一圆孔 3031连通， 对应所述第一凹槽 3033的位置，所述下流道盖板 302上设有贯穿其板体 的第一孔道 306，所述 第一孔道 306用于连接磨料流 的 进出管道，所述下流道盖板 302通过胶水黏贴于所述下流道板 303的 下表面上，从而所述下流道盖板 302的 上表面与所述第一凹槽 3033形成一管道，该管道 连通所述第一圆孔 3031及所述第一孔道 306。如图 5所示，本实施例中，所述顶盖 40由上流道板 402和上流道盖板 404组成；对应所述中心杆 20的位置，所述上流道盖板 404设置 25个用

22、于容置所述中心杆 20轴向另一 端的圆柱形 的凹台4042；对应所述凹台 4042的 位置，所述上流道板 402设有第二圆孔 4022，所述第二圆孔 4022的 直径 大于所述中心杆 20的直径且小于所述丝杆螺母 10的 外直径，以至于所述第二圆孔 4022与所述 中心杆 20之间形成与所述打磨管道连通 的 第二圆环；所述上流道板 402上表层设有第二凹槽 4024，所述第二凹槽 4024与所述第二圆孔 4022连通， 对应所述第二凹槽 4024的位置，所述上流道盖板 404上设有贯穿其板体 的第二孔道 406，所述 第二孔道 406用于连接磨料流 的 进出管道，所述上流道盖板 404通过胶水

23、黏贴于所述上流道板 402的 上表面上，从而所述上流道盖板 404的上表面与第二凹槽 4024同样形成一管道，该管道 连通所述第二孔道 406和所述第二圆环从而形成所述第二磨料进出口。优化底座和顶盖 的 结构，保证磨料流从第一磨料进出口或第二磨料进出口到达各打磨管道入口 的距离一致，从而保证各零件 的 去除效率一致性。具体如下：所述凸台 3024的圆心均位于所述下流道板 303板体上多个正方形单元格子 的 顶点上；所述第一圆孔 3031与所述凸台 3024同轴心设置，所述第一凹槽 3033为十字形且将相邻 的 四个 所述第一圆孔十字形连接，所述第一凹槽3033的十字形交叉点与其连接 的 四个所

24、述第一圆孔 的距离均一致，所述第一孔道 306对应第一凹槽 3033的十字形交叉点处设置。所述第二圆孔 4022与所述凹台 4042同轴心设置；所述第二凹槽 4024为十字形且将相邻 的 四个所述第二圆孔十字形连接，所述第二凹槽 4024的十字形交叉点与其连接 的四个所述第二圆孔 的距离均一致，所述第二孔道 406对应第 二凹槽 4024的 十字形交叉点处设置。考虑到此装置 的重量，为了增加稳定性，所述底座 30的 下表面可设有 4个弹性支撑体， 4个弹 性支撑体均匀分布，且弹性支撑所述底座30，在进行抛光时，弹性支撑体还可以减轻激振器的驱动力，本实施例中，所述弹性体为弹簧。【实施例三】步骤1

25、和步骤 2均与实施例一相同。步骤 3与实施例一不同处为： 1.磨料流为磁流体。 2.通过向抛光 的装置施加磁场，从而进一 步控制磁流体对内螺旋滚道进行抛光。【实施例四】步骤 1和 2步骤均与实施例二相同。步骤 3与实施例二不同处为： 1.磨料流为磁流体，且在磁流体添加电解抛光液。2.在抛光过程中，还通过向添加电解抛光液的磁流体施加在5V电压10A/dm八电流密度进行电解抛光，负极选为铜。上面结合附图对本技术进行了示例性 的描述，显然本技术 的实现并不受上述方式 的限制，只 要采用了本技术 的 方法构思和技术方案进行 的 各种改进，或未经改进将本技术 的 构思和技术 方案直接应用于其它场合 的 ，均在本技术 的 保护范围内。