絲桿螺母的內(nèi)螺旋滾道的加工方法與相關(guān)技術(shù)

1、本技術(shù)涉及汽車剎車系統(tǒng)用絲桿螺母的內(nèi)螺旋滾道 的加工方法，包括以下步驟：根據(jù)內(nèi)螺旋滾道的幾何尺寸和形貌修整砂輪輪廓和調(diào)整進刀的軌跡，對工件進行磨削，得到具有內(nèi)螺旋滾道幾何形貌 的絲桿螺母；再對制得 的絲桿螺母進行清洗，以去除殘留 的磨屑和拋光液；最 后采用具有振動機構(gòu)和磨料流進出通道的裝置連接清洗干凈 的絲桿螺母，使磨料流流經(jīng)螺旋滾道，磨料流流經(jīng)螺旋滾道 的同時振動機構(gòu)對裝置施加振動。本方法不僅避免了只采用磨 削的加工工藝易造成對表面燒傷 的問題，還將絲桿螺母內(nèi) 的螺旋滾道的加工分為兩個相對獨 立的步驟，彼此銜接配合，加工效率高。權(quán)利要求書1. 一種絲桿螺母 的內(nèi)螺旋滾道 的加工方法，包括以下

2、步驟：步驟1、根據(jù)內(nèi)螺旋滾道 的幾何尺寸和形貌修整砂輪輪廓和調(diào)整進刀的軌跡，對工件進行磨削，得到具有內(nèi)螺旋滾道幾何形貌 的絲桿螺母；步驟2、對制得的絲桿螺母進行清洗，以去除殘留 的磨屑和拋光液；步驟3、采用具有振動機構(gòu)和磨料流進出通道的裝置連接清洗干凈 的絲桿螺母，使磨料流流經(jīng)螺旋滾道，磨料流流經(jīng)螺旋滾道 的同時振動機構(gòu)對裝置施加振動，從而提升磨料流的 去除效率。2. 根據(jù)權(quán)利要求 1所述 的絲桿螺母 的內(nèi)螺旋滾道 的加工方法，其特征在于：所述步驟 1中的砂 輪為超硬砂輪。3. 根據(jù)權(quán)利要求 1所述 的絲桿螺母 的內(nèi)螺旋滾道 的加工方法，其特征在于：所述步驟 1中的砂 輪主軸為超高速電主軸。4

3、. 根據(jù)權(quán)利要求 1所述 的絲桿螺母 的內(nèi)螺旋滾道 的加工方法，其特征在于：所述步驟 2中的清 洗方式為超聲清洗。5. 根據(jù)權(quán)利要求 1所述 的絲桿螺母 的內(nèi)螺旋滾道 的加工方法，其特征在于：所述步驟 3中的磨 料流施加方式為高壓、雙向流動。6. 根據(jù)權(quán)利要求 1所述 的絲桿螺母 的內(nèi)螺旋滾道 的加工方法，其特征在于：所述步驟 3中的磨 料流可選擇為磁流體，通過施加外界磁場來改變?nèi)コ省?. 根據(jù)權(quán)利要求 6所述 的絲桿螺母 的內(nèi)螺旋滾道 的加工方法，其特征在于：所述磁流體還添 加化學(xué)試劑，還通過化學(xué)反應(yīng)來提升去除效率和去除質(zhì)量。8. 根據(jù)權(quán)利要求 7所述 的絲桿螺母 的內(nèi)螺旋滾道 的加工方

4、法，其特征在于：所述磁流體添 加的化學(xué)試劑為電解拋光液，通過電化學(xué)反應(yīng)來提升去除效率和去除質(zhì)量。9. 根據(jù)權(quán)利要求 1所述 的絲桿螺母 的內(nèi)螺旋滾道 的加工方法，其特征在于：所述步驟 3中的振 動機構(gòu)為超聲振動裝置。10. 據(jù)權(quán)利要求 1所述 的絲桿螺母 的內(nèi)螺旋滾道 的加工方法，其特征在于：所述步驟 3中通過 調(diào)整振動頻率和幅值來改變拋光效率和拋光質(zhì)量。技術(shù)說明書一種絲桿螺母 的內(nèi)螺旋滾道 的加工方法技術(shù)領(lǐng)域本技術(shù)屬于高效磨削和超精密拋光加工領(lǐng)域，尤其是涉及一種絲桿螺母的內(nèi)螺旋滾道的加工方法。背景技術(shù)隨著我們產(chǎn)業(yè)發(fā)展，各種具有內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的零件在航空、航天、武器、醫(yī)療等行業(yè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用

5、。對于具有尺寸精度和形狀精度要求的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，由于加工空間等 的限制，在保證產(chǎn)生加工質(zhì)量穩(wěn)定性 的前提下，很難實現(xiàn)高效、超精密 的加工。比如絲桿螺母內(nèi)表 面的螺旋式滾道為了保證裝配后 的運動精度和使用壽命，其形狀尺寸精度要求非常高，而且 對滾道表面 的粗糙度也有很高 的要求。磨削加工是實現(xiàn)高精度光滑表面 的常用加工方法。通過選用不同粒度 的砂輪可以達到不 同的表面粗糙度要求。通過將砂輪修整成一定的形狀，可以實現(xiàn)成形磨削加工。通過采用超硬砂輪，比如金剛石砂輪或立方氮化硼（CBN）砂輪，可以對超硬難加工材料進行加工。高速、超高速磨削加工技術(shù)是一種高效加工技術(shù)，其通過提高砂輪轉(zhuǎn)速和砂輪直徑，使磨削 區(qū)

6、的線速度達到上百米每秒。高 的砂輪線速度意味著單顆磨粒 的等效去除深度降低，磨削熱 隨切屑快速去除，而且對于硬脆材料來說，高的變形速率會引起材料 的脆塑轉(zhuǎn)變，從而實現(xiàn)難加工材料的高效低損傷加工。拋光加工是指利用機械、化學(xué)或電化學(xué)的作用，使工件表面粗糙度降低，以獲得光亮、平整表面的加工方法。是利用拋光工具和磨料顆粒或其他拋光介質(zhì)對工件表面進行的精密加工。但是由于拋光加工時的材料去除率非常低，所以加工效率非常低。磨料流加工技術(shù)是以磨料介質(zhì) （摻有磨粒 的 一種可流動 的混合物 ）在壓力下流過工件所需加 工的表面，進行去毛刺、除飛邊、磨圓角，以減少工件表面 的波紋度和粗糙度 的 一種加工方 法。其加

7、工過程 的材料去除速率取決于以下因素：磨料介質(zhì) 的流速、磨料 的 粘度、磨料顆粒 尺寸、磨料濃度、磨料顆粒硬度和工件硬度等因素相關(guān)。由于絲桿螺母類型 的 高精度半開放式螺旋滾道 的空間限制，所以現(xiàn)有 的 通過提高砂輪直徑來 提升磨削區(qū)線速度 的 高速、超高速磨削加工技術(shù)難以應(yīng)用于此。目前對于絲桿螺母類型的高精度半開放式螺旋滾道 的加工方法是采用小尺寸成形砂輪進行磨削加工。而且為了保證磨削 加工后 的 表面粗糙度達到要求，砂輪粒度號選擇較小，在避免磨削燒傷的情況下，磨削去除量非常小，所以加工效率非常低。該絲桿螺母尤其應(yīng)用于汽車 的剎車系統(tǒng)中，市場需求大。技術(shù)內(nèi)容本技術(shù) 的目的是提供一種絲桿螺母

8、的內(nèi)螺旋滾道 的 加工方法，尤其是一種小尺寸高精度內(nèi)螺 旋滾道 的 加工方法。本技術(shù) 的 技術(shù)方案如下：一種內(nèi)螺旋滾道 的 高效加工方法，包括以下步驟：步驟 1、根據(jù)內(nèi)螺旋滾道 的幾何尺寸和形貌修整砂輪輪廓和調(diào)整進刀 的軌跡，對工件進行磨 削，在保證磨削表面不燒傷 的 前提下，盡可能 的提高材料 的去除率，得到具有內(nèi)螺旋滾道幾 何形貌 的 絲桿螺母；步驟2、對制得 的絲桿螺母進行清洗，以去除殘留 的磨屑和拋光液；步驟 3、采用具有振動機構(gòu)和磨料流進出通道 的裝置連接清洗干凈 的絲桿螺母，使磨料流流 經(jīng)螺旋滾道，磨料流流經(jīng)螺旋滾道 的同時振動機構(gòu)對裝置施加振動，從而提升磨料流 的 去除 效率。進

9、一步 的，所述步驟 1所采用 的砂輪為超硬砂輪。進一步 的，所述步驟 1所采用 的砂輪主軸為超高速電主軸。進一步 的，所述步驟 2所采用 的 清洗方式為超聲清洗。進一步 的，所述步驟 3所采用 的 磨料流施加方式為高壓、雙向流動。進一步 的，所述步驟 3所采用 的磨料流為磁流體，通過施加外界磁場來改變?nèi)コ?。進一步 的，所述步驟 3所采用 的磨料流根據(jù)加工材料來添加一定 的化學(xué)試劑，通過加強化學(xué) 反應(yīng)來提升去除效率和去除質(zhì)量。進一步 的 ，所述磁流體還添加化學(xué)試劑，通過化學(xué)反應(yīng)來提升去除效率和去除質(zhì)量。進一步 的 ，所述磁流體添加化學(xué)試劑為電解拋光液，通過電化學(xué)反應(yīng)來提升去除效率和去除質(zhì)量。

10、進一步 的，所述步驟 3所施加 的振動為超聲振動。進一步 的 ，所述步驟 3中通過調(diào)整振動頻率和幅值來改變拋光效率和拋光質(zhì)量。本技術(shù)具有如下有益效果：1. 采用粗磨，不僅減少了磨削加工 的 工藝步驟，同時提升了材料去除率。尤其是通過采用超 硬砂輪可以有效減少砂輪 的 更換次數(shù)、對刀次數(shù)等，節(jié)約了加工輔助時間。2. 采用磨料流與超聲相結(jié)合 的拋光方法，不僅可以保證加工質(zhì)量 的一致性、長期加工 的 穩(wěn)定 性，還可以實現(xiàn)單工位多工件同時裝夾，從而有效減小了單個工件的 加工時間。3. 與單獨 的 精密磨削加工工藝分相比，本技術(shù)申請更有效發(fā)揮了磨床的 加工潛力，提升了設(shè)備的運用效率。4. 采用磨料流與超

11、聲相結(jié)合 的拋光方法，可以有效去除磨削引起 的 表面燒傷、表面粘附、表 面殘余應(yīng)力或亞表面損傷 的缺席，從而可以提升產(chǎn)品使用壽命。附圖說明下面結(jié)合附圖對本技術(shù) 的具體實施方式作進一步詳細 的 說明，其中：圖1是實施例一步驟一中具有初步內(nèi)螺旋滾道形貌的 絲桿螺母 的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是實施例一中針對單個絲桿螺母進行內(nèi)螺旋滾道拋光的裝置 的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖 3是實施例一中部分構(gòu)件 的結(jié)構(gòu)示意圖及中心桿與絲桿螺母配合形成打磨管道 的結(jié)構(gòu)示意 圖；的裝置 的拆解 的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是實施例二中針對多個絲桿螺母進行內(nèi)螺旋滾道拋光 圖5是圖3中頂蓋 的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是圖3中底座 的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是圖 2

12、中中心桿及中心桿與絲桿螺母配合形成打磨管道的結(jié)構(gòu)示意圖；的裝置 的 結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是實施例二中針對多個絲桿螺母進行內(nèi)螺旋滾道拋光圖9是實施例二中F夾子的結(jié)構(gòu)示意圖，該F夾子設(shè)有夾緊結(jié)構(gòu)，該 F夾子可直接夾持頂蓋和 底座，中心桿、絲桿螺母、頂蓋和底座在所述F夾子夾持下配合連接形成一整體結(jié)構(gòu)。具體實施方式 本技術(shù)公開了先通過采用較大粒度和大氣孔 的 砂輪進行成形磨削，達到尺寸精度和形狀精度 要求后；采用磨料流和超聲結(jié)合進行內(nèi)螺旋滾道 的 拋光。本技術(shù)磨削過程磨削去除量大，磨 料流和超聲結(jié)合對磨削表面進行精細處理，不僅避免了只采用磨削 的加工工藝易造成對表面 燒傷 的問題，還將絲桿螺母 的內(nèi)螺旋滾

13、道 的加工分為兩個相對獨立 的步驟，彼此銜接配合， 加工效率高。下面結(jié)合實施例一至四，對本技術(shù)做進一步地說明：【實施例一】步驟 1、根據(jù)內(nèi)螺旋滾道 的幾何尺寸和形貌修整砂輪輪廓和調(diào)整進刀的軌跡，對工件進行磨削，得到具有內(nèi)螺旋滾道幾何形貌 的絲桿螺母，所述具有初步內(nèi)螺旋滾道形貌的 絲桿螺母結(jié)構(gòu)如圖 1所示。步驟2、對制得 的絲桿螺母進行清洗，以去除殘留 的磨屑和拋光液。步驟 3、采用對單個絲桿螺母進行內(nèi)螺旋滾道拋光的裝置，對絲桿螺母進行連接后，使磨料流流經(jīng)螺旋滾道，磨料流流經(jīng)螺旋滾道 的 同時振動機構(gòu)對裝置施加振動。該拋光 的裝置如圖 2和圖 3所示，包括：一個圓柱形中心桿 2，所述中心桿 2外

14、徑與絲桿螺母 1的內(nèi)徑一致，所述 中心桿 2的 軸向長度大于所述絲桿螺母 1的軸向長度；所述中心桿 2設(shè)置于所述絲桿螺母 1的內(nèi) 孔之中，從而所述中心桿 2的部分外表面與所述螺旋滾道形成一僅兩端開口的打磨管道；底座3，對應(yīng)所述打磨管道端頭 的 位置，設(shè)有供磨料進出 的第二磨料進出口；頂蓋 4，對應(yīng)所述 打磨管道端頭 的 位置，設(shè)有供磨料進出 的 第一磨料進出口；連接機構(gòu)，將所述中心桿2、所述絲桿螺母 1、所述底座 3和所述頂蓋 4連接固定，以至于將所述第二磨料進出口、所述第一 磨料進出口分別與所述打磨管道兩端開口連通；振動機構(gòu)9，與所述底座 3連接，帶動所述底座 3、所述中心桿 2和所述頂蓋

15、4及所述絲桿螺母 1高頻振動，從而使磨料流流經(jīng)所述打磨管道 時，所述磨料流與所述絲桿螺母內(nèi)螺旋滾道進行充分摩擦，本實施例中，所述第二磨料進出 口為一與外界管道連通 的圓形凹槽；所述第一磨料進出口為一與外界管道連通的 圓形凹槽，圓形凹槽 的形貌保證了只要按照上述位置安裝，所述第二磨料進出口和所述第一磨料進出口 就可以連通所述打磨管道；采用激振器作為振動機構(gòu)9。所述連接機構(gòu)包括：在所述中心桿 2軸向一端 的第一連接體，在所述中心桿 2軸向另一端 的 第二連接體；所述底座 3上與所述第一 連接體相配合 的 第一連接配合體；所述第一連接體和所述第一連接配合體相配合將所述中心 桿2與所述底座 3連接；與

16、所述第二連接體相配合 的 第二連接配合體；所述第二連接體和所述第二連接配合體進一步配合使所述頂蓋4和所述底座 3夾緊所述絲桿螺母 1具體 的，所述第一連接體為所述中心桿 2軸向一端凸起 的 第一螺栓；所述第二連接體為所述中心桿 2軸向另一端凸起 的 第二螺栓；所述第一連接配合體為所述底座 3上的 螺孔；所述第二連接配合體為螺母；所述頂蓋 4設(shè)有供所述第二螺栓穿出 的 孔；所述螺母位于所述頂蓋 4外部，通過所述螺母和所 述第二螺栓 的 配合使所述頂蓋 4與所述底座 3夾緊所述絲桿螺母 1；本實施例中，設(shè)置一橡膠墊圈振動機構(gòu)于所述中心桿2與所述頂蓋 4之間用于密封所述磨料流，防止該磨料流由所述頂蓋

17、 4上的孔與所述第二螺栓之間 的 縫隙滲漏，設(shè)置一銅制涂層在 所述底座 3上。連接好上述裝置，以高壓、雙向流動 的 磨料流進行拋光，在拋光過程中，對工件施加振動來 提升磨料流 的 去除效率?！緦嵤├坎襟E 1、根據(jù)內(nèi)螺旋滾道 的幾何尺寸和形貌修整砂輪輪廓和調(diào)整進刀的軌跡，對工件進行磨削，得到具有內(nèi)螺旋滾道幾何形貌 的絲桿螺母。步驟2、對制得 的絲桿螺母進行清洗，以去除殘留 的磨屑和拋光液。步驟 3、采用對多個絲桿螺母同時進行內(nèi)螺旋滾道拋光的裝置，對絲桿螺母進行連接后，使磨料流流經(jīng)螺旋滾道，磨料流流經(jīng)螺旋滾道 的 同時振動機構(gòu)對裝置施加振動。如圖 4-8所 示，該裝置包括：中心桿 20設(shè)置于絲

18、桿螺母 10的內(nèi)孔之中，所述中心桿 20與所述絲桿螺母 10 一一對應(yīng)，從而所述中心桿 20的部分外表面與所述螺旋滾道形成一僅兩端開口的 打磨管道；頂蓋 40，套設(shè)在多個所述中心桿 20的頂部上，所述頂蓋 40設(shè)有與每個所述打磨管道連通 的多 個第一磨料進出口；底座 30，位于所述中心桿 20的 下方，所述底座 30設(shè)有與每個所述打磨管 道連通 的 多個第二磨料進出口；所述頂蓋 40、所述中心桿 20、所述絲桿螺母 10以及頂蓋之間 用以配合連接形成一整體結(jié)構(gòu)；振動機構(gòu)8，與所述底座 30連接，用以對所述整體結(jié)構(gòu)進行高頻振動，從而使磨料流流經(jīng)所述打磨管道時，所述磨料流與所述絲桿螺母內(nèi)螺旋滾道進

19、行 充分摩擦。本實施例中，對 25個所述絲桿螺母 10同時進行拋光，采用超聲振源作為振動機構(gòu) 8。采用夾持機構(gòu)夾持所述頂蓋 40和所述底座 30上從而簡單快捷 的實現(xiàn)多個所述絲桿螺母 10的安 裝和固定。本實施例中 的夾持機構(gòu)為F夾子，圖9給出該F夾子的結(jié)構(gòu)示意圖，夾持所述頂蓋 40和所述底座 30上從而簡單快捷 的實現(xiàn)多個所述絲桿螺母 10的安裝和固定，為了防止拋光過 程中所述中心桿 20因震動而撞擊其他部件引起損傷，將每個所述中心桿20的一端均與所述底座30相連接，如實施例一中，所述固定結(jié)構(gòu)采用螺栓和螺孔結(jié)構(gòu)，在所述中心桿20軸向一端的第三連接體與所述底座 30上的第三連接配合體將所述中心

20、桿 20與所述底座 30連接，本實 施例中，所述第三連接體為螺栓，所述第三連接配合體為與作為第三連接體的 螺栓形貌適配的螺孔。如圖 6所示，本實施例中，所述底座 30由下流道蓋板 302和下流道板 303組成；所述下流道蓋板 302設(shè)置25個直徑與所述中心桿 20直徑一致 的圓柱形 的凸臺3024，所述凸臺 3024的軸心位置設(shè)有螺孔作為第三連接配合體；對應(yīng)所述凸臺 3024的 位置，所述下流道板 303設(shè)有第一圓孔 3031，所述第一圓孔 的 直徑大于 所述中心桿 20的直徑且小于所述絲桿螺母 10的外直徑，以至于所述第一圓孔 3031與所述中心 桿20之間形成與所述打磨管道連通 的第一圓環(huán)

21、；所述下流道板 303下表層設(shè)有第一凹槽 3033，所述第一凹槽 3033與所述第一圓孔 3031連通， 對應(yīng)所述第一凹槽 3033的位置，所述下流道蓋板 302上設(shè)有貫穿其板體 的第一孔道 306，所述 第一孔道 306用于連接磨料流 的 進出管道，所述下流道蓋板 302通過膠水黏貼于所述下流道板 303的 下表面上，從而所述下流道蓋板 302的 上表面與所述第一凹槽 3033形成一管道，該管道 連通所述第一圓孔 3031及所述第一孔道 306。如圖 5所示，本實施例中，所述頂蓋 40由上流道板 402和上流道蓋板 404組成；對應(yīng)所述中心桿 20的位置，所述上流道蓋板 404設(shè)置 25個用

22、于容置所述中心桿 20軸向另一 端的圓柱形 的凹臺4042；對應(yīng)所述凹臺 4042的 位置，所述上流道板 402設(shè)有第二圓孔 4022，所述第二圓孔 4022的 直徑 大于所述中心桿 20的直徑且小于所述絲桿螺母 10的 外直徑，以至于所述第二圓孔 4022與所述 中心桿 20之間形成與所述打磨管道連通 的 第二圓環(huán)；所述上流道板 402上表層設(shè)有第二凹槽 4024，所述第二凹槽 4024與所述第二圓孔 4022連通， 對應(yīng)所述第二凹槽 4024的位置，所述上流道蓋板 404上設(shè)有貫穿其板體 的第二孔道 406，所述 第二孔道 406用于連接磨料流 的 進出管道，所述上流道蓋板 404通過膠水黏貼于所述上流道板 402的 上表面上，從而所述上流道蓋板 404的上表面與第二凹槽 4024同樣形成一管道，該管道 連通所述第二孔道 406和所述第二圓環(huán)從而形成所述第二磨料進出口。優(yōu)化底座和頂蓋 的 結(jié)構(gòu)，保證磨料流從第一磨料進出口或第二磨料進出口到達各打磨管道入口 的距離一致，從而保證各零件 的 去除效率一致性。具體如下