AGV空心举升滚珠丝杠副及其丝杠螺母的加工工艺

申请号 CN201810299446.7 申请日 2018-03-30 公开(公告)号 CN108547922B 公开(公告)日 2024-04-09
申请人 山东理工精密机械有限公司; 发明人 杨连余; 姚振宇; 崔凤琴; 齐俊霞;
摘要 本 发明 AGV空心举升滚珠 丝杠 副及其丝杠 螺母 的加工工艺,包括丝杠、螺母、滚珠和 齿轮 ,所述丝杠为空心结构,螺母一端带有 法兰 ,齿轮套在螺母外周上且与法兰固定,螺母内孔面上沿其轴向设置有反向器槽,反向器槽的中心线处于螺母内 螺纹 起点处,反向器槽中部沿其轴向设置有轨道,反向器槽内固定有反向器,反向器的外侧设置有与轨道配合的导向槽,反向器内侧设置有滚珠反向槽;还涉及丝杠螺母的加工工艺。本发明的丝杠最大直径可达到300mm,远高于国内同类产品,由于直径大,与托盘 接触 面积更多,运送货物时更加平稳。丝杠为空心结构,可有效减轻重量,并且空心部位可用于安装AGV 机器人 的识别装置,减小AGV机器人的体积。
权利要求

1.一种丝杠的加工工艺,其应用于AGV空心举升滚珠丝杠副,所述AGV空心举升滚珠丝杠副包括丝杠(4)、螺母(2)、滚珠(3)和齿轮(1),所述丝杠(4)为空心结构,螺母(2)一端带有法兰(5),齿轮(1)套在螺母(2)外周上且与法兰(5)固定,螺母(2)内孔面上沿其轴向设置有反向器槽(8),反向器槽(8)的中心线处于螺母(2)内螺纹起点处,反向器槽(8)中部沿其轴向设置有轨道(7),反向器槽(8)内固定有反向器(10),反向器(10)的外侧设置有与轨道(7)配合的导向槽,反向器(10)内侧设置有滚珠反向槽(9);丝杠的加工工艺包括如下步骤:
一、下料:按照工艺的长度和直径要求锯料;二、锻造:将坯料送入加热炉中热锻;三、球化处理:将丝杠(4)的预毛坯进行球化退火处理;四、粗车:粗车坯件外圆、两端的端面,粗车坯件孔径,孔径跳动为0.4‑0.6mm,然后车外螺纹,螺纹单边余量为0.8‑1mm;五、钻孔:钻端面孔,然后攻丝;六、淬火:将坯件进行淬火处理,淬火时的温度为850‑880摄氏度,淬火时间24‑
30h;然后进行低温回火;七、冷时效:然后进行冰冷处理,冰冷的温度在‑180到‑175摄氏度,时间24‑30小时,八、低温时效:冰冷后进行低温时效处理,温度在155‑180摄氏度中放置
20‑24小时;九、精车:调质处理后,精车内孔及断面;十、粗磨:粗磨螺纹及螺纹外圆及小头外圆,十一、低温时效处理:放置20‑24小时,温度为155‑180摄氏度,十二、精磨,精磨内孔、螺纹外圆及小头外圆,然后精磨螺纹,偏心率为0.15‑0.25mm;
在丝杠加工步骤十中采用一种端面拉紧工装,包括空心圆柱(32),空心圆柱(32)的外圆直径与待加工丝杠(4)的内径相同,空心圆柱(32)的外部的一端设有圆环端面(31),圆环端面(31)上开设有圆孔(30),圆孔(30)的位置与待加工丝杠(4)端面上的螺纹孔位置一一对应;所述的空心圆柱(32)内侧设有安装轴(34),安装轴(34)朝外一侧设有中心孔(35);所述的空心圆柱(32)的内侧设有横梁(33),安装轴(34)通过横梁(33)与空心圆柱(32)联接在一起;装夹时,待加工丝杠(4)的内孔表面与空心圆柱的外圆面紧贴,丝杠(4)的端面与圆环端面紧贴,丝杠(4)端面上的螺纹孔与圆环端面(31)上的圆孔对齐,并通过内六螺钉将待加工丝杠(4)固定在圆环端面(31)上,通过安装轴(34)上的两个中心孔(35)与顶尖配合,将端面拉式心轴装夹在外圆磨床上;
在丝杠加工步骤十二中精磨螺纹外圆及小头外圆和精磨外圆时利用了一种空心弹性芯轴,包括芯轴(27),芯轴(27)为空心薄壁结构,芯轴(27)的左端设有台阶凸起(26),芯轴(27)左端固定设有左端板(25),芯轴(27)右端固定设有右端板(29),左端板(25)和右端板(29)的中心处各设有一个圆锥孔(24),心轴的薄壁上沿轴线方向开设有多个长条孔(28),长条孔(28)均匀分布;精磨内孔时利用了一种防变形工装夹持的开口套(39),此开口套(39)套在丝杠(4)一端的外部,然后三抓卡盘夹紧开口套(39),且在拧紧三爪卡盘时利用扭矩扳手;加工时,丝杠(4)的内表面与芯轴(27)外表面过盈配合,丝杠(4)一端与台阶凸起(26)面配合,实现工件的准确定位,通过左端板(25)、右端板(29)上的圆锥孔(24)与机床上的顶尖配合,两个拨动杆(23)与机床上的拨盘相连,使本装置随机床主轴旋转,从而带动被加工工件旋转,加工时产生的变形被开有长条孔(28)的芯轴(27)薄壁吸收,从而防止被加工工件变形,加工完成后,取下工件,心轴变形消失,恢复原状,可用于下一个工件的加工。
2.根据权利要求1所述的丝杠的加工工艺,其特征在于:齿轮(1)一侧面上设置有多个螺纹孔,法兰(5)上设置有多个法兰孔(6),螺钉穿过法兰孔(6)和螺纹孔把齿轮(1)固定在法兰(5)上。
3.根据权利要求1所述的丝杠的加工工艺,其特征在于:反向器槽(8)内设置有固定孔一,反向器(10)上固定有固定孔二(11),螺栓穿过两个固定孔把反向器(10)固定在反向器槽(8)内;螺母(2)的直径为小于400mm,螺母(2)的壁厚大于10mm,丝杠(4)的最大直径为小于300mm,丝杠(4)的壁厚大于20mm。
4.根据权利要求1所述的丝杠的加工工艺,其还包括螺母的加工工艺,其特征在于:包括如下步骤:一、下料:按照工艺的长度和直径要求锯料;二、锻造:将坯料送入加热炉中热锻;三、球化处理:将螺母(2)预毛坯进行球化退火处理;四、粗车:粗车坯件外圆、两端的端面,粗车坯件孔径,孔径跳动为0.1‑0.3mm,然后车内螺纹,螺纹的单边余量为0.8‑1mm;五、加工反向器槽(8):先画中心线和边界线,然后利用线切割加工反向器槽(8),六、钻孔:先钻法兰孔(6),然后钻攻反向器(10)的固定孔一,七、淬火:将坯件进行淬火处理,淬火时的温度为850‑880摄氏度,淬火时间24‑30h;然后进行低温回火;八、冰冷时效:然后进行冰冷处理,冰冷的温度在‑180到‑175摄氏度,时间24‑30小时,九、低温时效:冰冷后进行低温时效处理,温度在155‑180摄氏度中放置20‑24小时;十、精车:精车内孔,装夹时保证外圆跳动小于0.2mm;十一、精磨,精磨外圆及法兰(5)内端面,端面平整度小于0.01mm;然后精磨螺纹的偏心率为0.15‑0.25mm。
5.根据权利要求4所述的丝杠的加工工艺,其特征在于:在螺母加工步骤十一中利用了一种自由装夹工装,包括定位环(15),定位环(15)的内孔中固定有加强筋(16),加强筋(16)上设置有与定位环(15)同轴的安装孔,安装孔内固定有连接轴(17),连接轴(17)左端设有转套(13),转套(13)的外周上设有拨杆(12),连接轴(17)两端设置有顶针孔(21),连接轴(17)右端套有压盘(18),压盘(18)的内孔与连接轴(17)之间留有间距,压盘(18)的右侧设置有紧螺母(20),定位环(15)外周左侧均匀分布有多个限位(14);锁紧螺母(20)与压盘(18)之间设置有垫片(19),垫片(19)上设置有开口槽(22),开口槽(22)的宽度不小于连接轴(17)的直径;在对螺母(2)进行精磨外圆及法兰(5)内端面时,把螺母(2)的法兰(5)端套在定位环(15)上,由限位块(14)的右端面支撑螺母(2)的法兰(5)端的外断面,然后套上压盘(18),由压盘(18)的左端对螺母(2)的右端面进行压紧,然后放上垫片(19),拧紧锁紧螺母(20),然后把连接轴(17)两端用顶针顶住,把拨杆(12)连接磨床的驱动杆,即可进行精磨外圆与法兰(5)内端面。
6.根据权利要求4所述的丝杠的加工工艺,其特征在于:在螺母加工步骤五中利用一种划线工装,包括横向设置的划线板(40),划线板(40)的一端固定有限位板(43),划线板(40)的底面沿其横向中线上设置有两个圆形凹槽,两个圆形凹槽内分别固定有滚珠一(41)和滚珠二(42);在螺母加工步骤七中淬火为盐炉淬火,并且在盐炉淬火时利用一种防变形工装,包括两块圆形的不锈板(36),不锈钢板(36)的上设置有多个通孔,固定螺栓(37)穿过通孔固定在螺母(2)的端面孔内,不锈钢板(36)的中间处设置有多个盐进出通孔(38) ;把划线板(40)放入螺母(2)内孔中,使得滚珠一(41)与滚珠二(42)处于相邻的两个滚道内,然后压住划线板(40),绕着螺母(2)内孔壁推动,随着推动限位板(43)会慢慢接近螺母(2)的端面,当限位板(43)接触到螺母(2)端面时,就可以进行画线。
7.根据权利要求1所述的丝杠的加工工艺,其特征在于:在丝杠加工步骤六中淬火为盐炉淬火,并且在盐炉淬火时利用一种防变形工装,包括两块圆形的不锈钢板(36),不锈钢板(36)的上设置有多个通孔,固定螺栓(37)穿过通孔固定在丝杠(4)的端面孔内,不锈钢板(36)的中间处设置有多个盐水进出通孔(38)。

说明书全文

AGV空心举升滚珠丝杠副及其丝杠螺母的加工工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及一种AGV空心举升滚珠丝杠副及其丝杠螺母的加工工艺,属于丝杠螺母副技术领域。

背景技术

[0002] AGV空心举升滚珠丝杠副是AGV机器人的关键零部件之一,其主要功能是将货物顶起,研发AGV空心举升滚珠丝杠副,并在此基础上研发智能AGV机器人,对于提高AGV机器人的运载能,提升我国物流仓储行业的自动化程度和生产效率具有重要的意义。目前的丝杠螺母副的自重较重,且与托盘的接触面积较小,造成运送货物不平稳。

发明内容

[0003] 本发明目的在于提供一种AGV空心举升滚珠丝杠副,减小其自重,且增大与托盘的接触面积,运送货物更平稳。
[0004] 本发明AGV空心举升滚珠丝杠副,包括丝杠、螺母、滚珠和齿轮,所述丝杠为空心结构,螺母一端带有法兰,齿轮套在螺母外周上且与法兰固定,螺母内孔面上沿其轴向设置有反向器槽,反向器槽的中心线处于螺母内螺纹起点处,反向器槽中部沿其轴向设置有轨道,反向器槽内固定有反向器,反向器的外侧设置有与轨道配合的导向槽,反向器内侧设置有滚珠反向槽。
[0005] 齿轮一侧面上设置有多个螺纹孔,法兰上设置有多个法兰孔,螺钉穿过法兰孔和螺纹孔把齿轮固定在法兰上。
[0006] 反向器槽内设置有固定孔一,反向器上固定有固定孔二,螺栓穿过两个固定孔把反向器固定在反向器槽内。
[0007] 反向器槽内设置有固定孔一,反向器上固定有固定孔二,螺栓穿过两个固定孔把反向器固定在反向器槽内;螺母的直径为小于400mm,螺母的壁厚大于10mm,丝杠的最大直径为小于300mm,丝杠的壁厚大于20mm。
[0008] 一种螺母的加工工艺,包括如下步骤:一、下料:按照工艺的长度和直径要求锯料;二、锻造:将坯料送入加热炉中热锻;三、球化处理:将螺母预毛坯进行球化退火处理;四、粗车:粗车坯件外圆、两端的端面,粗车坯件孔径,孔径跳动为0.1‑0.3mm,然后车内螺纹,螺纹的单边余量为0.8‑1mm;五、加工反向器槽:先画中心线和边界线,然后利用线切割加工反向器槽,六、钻孔:先钻法兰孔,然后钻攻反向器的固定孔一,七、淬火:将坯件进行淬火处理,淬火时的温度为850‑880摄氏度,淬火时间24‑30h,坯件热处理后的HRC为58~62;然后进行低温回火;八、冷时效:然后进行冰冷处理,冰冷的温度在‑180到‑175摄氏度,时间24‑30小时,九、低温时效:冰冷后进行低温时效处理,温度在155‑180摄氏度中放置20‑24小时;
十、精车:精车内孔,装夹时保证外圆跳动小于0.2mm;十一、精磨,精磨外圆及法兰内端面,端面平整度小于0.01mm;然后精磨螺纹,螺纹的圆弧适应度为1.03‑1.05,偏心率为0.15‑
0.25mm,螺纹光洁度为0.4‑0.8。
[0009] 所述步骤十一中利用了一种自由装夹工装,包括定位环,螺母的法兰端内螺纹的端部与法兰外端面之间留有间距,此没有螺纹的内孔在精磨外圆与法兰内端面时套在定位环上,定位环的内孔中固定有加强筋,加强筋上设置有与定位环同轴的安装孔,安装孔内固定有连接轴,连接轴左端设有转套,转套的外周上设有拨杆,连接轴两端设置有顶针孔,连接轴右端套有压盘,压盘的内孔与连接轴之间留有间距,压盘的右侧设置有紧螺母,定位环外周左侧均匀分布有多个限位,限位块的右端面在同一竖直面内。锁紧螺母与压盘之间设置有垫片,垫片上设置有开口槽,开口槽的宽度不小于连接轴的直径。使得垫片放置更加快速。在进行装夹时,由于螺母的远离法兰端的端面可能存在不平整的问题,而压盘如果没有倾斜的空间,就会造成压盘与螺母一点接触,螺母两端压不紧,精磨时容易造成螺母绕着定位环转动,因为在压盘的内孔与连接轴之间留有间距,并且压盘的内孔与连接轴之间的间距范围为2‑2.5mm。拨杆的外端固定有限位球,内端螺纹连接在转套的外周上,且拨杆的内端与连接轴的外周接触。利用拨杆对转套进行固定,方便拆卸和移动转套,调整驱动位置
[0010] 所述步骤五中利用一种划线工装,包括横向设置的划线板,划线板的一端固定有限位板,划线板的底面沿其横向中线上设置有两个圆形凹槽,两个圆形凹槽内分别固定有滚珠一和滚珠二;所述步骤七中淬火为盐炉淬火,并且在盐炉淬火时利用一种防变形工装,包括两块圆形的不锈板,不锈钢板的上设置有多个通孔,固定螺栓穿过通孔固定在螺母的端面孔内,不锈钢板的中间处设置有多个盐进出通孔。
[0011] 一种丝杠的加工工艺,包括如下步骤:一、下料:按照工艺的长度和直径要求锯料;二、锻造:将坯料送入加热炉中热锻;三、球化处理:将丝杠的预毛坯进行球化退火处理;四、粗车:粗车坯件外圆、两端的端面,粗车坯件孔径,孔径跳动为0.4‑0.6mm,内孔与外圆同轴度为0、05‑0.1,然后车外螺纹,螺纹单边余量为0.8‑1mm;五、钻孔:钻端面孔,然后攻丝;六、淬火:将坯件进行淬火处理,淬火时的温度为850‑880摄氏度,淬火时间24‑30h,坯件热处理后的HRC为58~62;然后进行低温回火;七、冰冷时效:然后进行冰冷处理,冰冷的温度在‑
180到‑175摄氏度,时间24‑30小时,八、低温时效:冰冷后进行低温时效处理,温度在155‑
180摄氏度中放置20‑24小时;九、精车:调质处理后,精车内孔及断面,坯件的内径跳动为
0.2‑0.4;十、粗磨:粗磨螺纹及螺纹外圆及小头外圆,十一、低温时效处理:放置20‑24小时,温度为155‑180,十二、精磨,精磨内孔、螺纹外圆及小头外圆,内孔径跳动为0‑0.3,然后精磨螺纹,螺纹的圆弧适应度为1.03‑1.05,偏心率为0.15‑0.25mm,螺纹光洁度为0.4‑0.8。
[0012] 步骤十中采用一种端面拉紧工装,包括空心圆柱,空心圆柱的外圆直径与待加工丝杠的内径相同,空心圆柱的外部的一端设有圆环端面,圆环端面上开设有圆孔,圆孔的位置与待加工丝杠端面上的螺纹孔位置一一对应;所述的空心圆柱内侧设有安装轴,安装轴朝外一侧设有中心孔;所述的空心圆柱的内侧设有横梁,安装轴通过横梁与空心圆柱联接在一起。
[0013] 所述步骤十二中精磨螺纹外圆及小头外圆和精磨外圆时利用了一种空心弹性芯轴,包括芯轴,芯轴为空心薄壁结构,芯轴的左端设有台阶凸起,芯轴左端固定设有左端板,芯轴右端固定设有右端板,左端板和右端板的中心处各设有一个圆锥孔,心轴的薄壁上沿轴线方向开设有多个长条孔,长条孔均匀分布;精磨内孔时利用了一种防变形工装夹持的开口套,此开口套套在丝杠一端的外部,然后三抓卡盘夹紧开口套,且在拧紧三爪卡盘时利用扭矩扳手
[0014] 所述步骤六中淬火为盐炉淬火,并且在盐炉淬火时利用一种防变形工装,包括两块圆形的不锈钢板,不锈钢板的上设置有多个通孔,固定螺栓穿过通孔固定在丝杠的端面孔内,不锈钢板的中间处设置有多个盐水进出通孔。
[0015] 本发明与现有技术相比,具有以下有益效果。
[0016] 1、丝杠最大直径可达到300mm,远高于国内同类产品,由于直径大,与托盘接触面积更多,运送货物时更加平稳。丝杠为空心结构,可有效减轻重量,并且空心部位可用于安装AGV机器人的识别装置,减小AGV机器人的体积。
[0017] 2、丝杠表面经氮化处理,具有良好的防锈和高耐磨性能,国际通用的耐盐雾测试的时间达到600小时,可应用到沿海仓库。
[0018] 3、精磨丝杠螺纹加工时产生的变形被开有长条孔的心轴薄壁吸收,从而防止被加工工件变形,加工完成后,取下工件,心轴变形消失,恢复原状,可用于下一个工件的加工。
[0019] 4、在粗磨丝杠螺纹时利用专用工装,可减少被加工工件的受力变形,保证加工精度,同时具有定位精度高,装夹方便等特点,能够有效降低工人劳动强度,提高生产效率。
[0020] 5、在淬火时,通过防变形装置,可以减少螺母和丝杠的径向变形。
[0021] 6、通过反向器槽划线装置,可以保证反向器槽处于螺母的同一位置,使得反向器的加工更加标准化,可以进行互换使用,降低加工难度。附图说明
[0022] 图1为本发明的结构示意图;
[0023] 图2为螺母的主视结构示意图;
[0024] 图3为螺母的俯视结构示意图;
[0025] 图4为自由装夹工装的结构示意图;
[0026] 图5为端面拉紧工装的结构示意图;
[0027] 图6为空心弹性芯轴的立体结构示意图;
[0028] 图7为空心弹性芯轴的主视结构示意图;
[0029] 图8为图5中垫片的结构示意图;
[0030] 图9为防变形工装的结构示意图;
[0031] 图10为开口套的结构示意图;
[0032] 图11为划线工装的主视结构示意图;
[0033] 图12为划线工装的仰视结构示意图;
[0034] 图中:1、齿轮,2、螺母,3、滚珠,4、丝杠,5、法兰,6、法兰孔,7、轨道,8、反向器槽,9、滚珠反向槽,10、反向器,11、固定孔二,12、拨杆,13、转套,14、限位块,15、定位环,16、加强筋,17、连接轴,18、压盘,19、垫片,20、锁紧螺母,21、顶针孔,22、开口槽,23、拨动杆,24、圆锥孔,25、左端板,26、台阶凸起,27、芯轴,28、长条孔,29、右端板,30、圆孔,31、圆环端面,32、空心圆柱,33、横梁,34、安装轴,35、中心孔,36、不锈钢板,37、固定螺栓,38、盐水进出通孔,39、开口套,40、划线板,41、滚珠一,42、滚珠二,43、限位板,44、调整垫片。

具体实施方式

[0035] 下面结合实施例说明书附图对本发明作进一步说明。
[0036] 实施例1:如图1‑3所示,本发明AGV空心举升滚珠丝杠副,包括丝杠4、螺母2、滚珠3和齿轮1,所述丝杠4为空心结构,螺母2一端带有法兰5,齿轮1套在螺母2外周上且与法兰5固定,螺母2内孔面上沿其轴向设置有反向器槽8,反向器槽8的中心线处于螺母2内螺纹起点处,反向器槽8中部沿其轴向设置有轨道7,反向器槽8内固定有反向器10,反向器10的外侧设置有与轨道7配合的导向槽,反向器10内侧设置有滚珠反向槽9。反向器槽8中的中心线以螺纹的起点定位,划线更加方便快捷,另外设置有导向轨道7,使得反向器10的双中性更好。
[0037] 齿轮1一侧面上设置有多个螺纹孔,法兰5上设置有多个法兰孔6,螺钉穿过法兰孔6和螺纹孔把齿轮1固定在法兰5上。
[0038] 反向器槽8内设置有固定孔一,反向器10上固定有固定孔二11,螺栓穿过两个固定孔把反向器10固定在反向器槽8内。
[0039] 螺母2的直径为小于400mm,螺母2的壁厚大于10mm,丝杠4的最大直径为小于300mm,丝杠4的壁厚大于20mm。
[0040] 当需要举升货物时,电机通过齿轮传动机构带动螺母2旋转,丝杠4向上移动一定的高度,货物被升起。当需要放下货物时,电机带动螺母2反向旋转,丝杠4向下移动一定的高度,货物落下。AGV空心举升滚珠丝杠副具有超大直径、空心、高耐磨、防锈等优点。丝杠4为空心结构,可有效减轻重量,并且空心部位可用于安装AGV机器人的识别装置,减小AGV机器人的体积。丝杠4表面经氮化处理,具有良好的防锈和高耐磨性能,国际通用的耐盐雾测试的时间达到600小时,可应用到沿海仓库。
[0041] 实施例2:一种螺母的加工工艺,包括如下步骤:一、下料:按照工艺的长度和直径要求锯料;二、锻造:将坯料送入加热炉中加热至630‑650℃,然后保温1小时,再加热至850‑860℃,保温1‑2小时,然后加热至1140~1160℃,加热节拍控制在90‑100℃/h,加热完成后进行热锻;三、球化处理:将螺母2预毛坯进行球化退火处理,预毛坯加热至770~790℃,保温2~4小时,然后再冷却到710~730℃的温度下保持4~6小时,出炉空冷至常温;四、粗车:
粗车坯件外圆、两端的端面,粗车坯件孔径,孔径跳动为0.1‑0.3mm,然后车内螺纹,螺纹的单边余量为0.8‑1mm;五、加工反向器槽8:先画中心线和边界线,然后利用线切割加工反向器槽8,六、钻孔:先钻法兰孔6,然后钻攻反向器10的固定孔一,七、淬火:将坯件进行淬火处理,淬火时的温度为850‑880摄氏度,淬火时间24‑30h,坯件热处理后的HRC为58~62;然后进行低温回火;八、冰冷时效:然后进行冰冷处理,冰冷的温度在‑180到‑175摄氏度,时间
24‑30小时,九、低温时效:冰冷后进行低温时效处理,温度在155‑180摄氏度中放置20‑24小时;十、精车:精车内孔,装夹时保证外圆跳动小于0.2mm;十一、精磨,精磨外圆及法兰5内端面,端面平整度小于0.01mm;然后精磨螺纹,螺纹的圆弧适应度为1.03‑1.05,偏心率为
0.15‑0.25mm,螺纹光洁度为0.4‑0.8。
[0042] 如图4所示,步骤十一中利用了一种自由装夹工装,包括定位环15,定位环15的内孔中固定有加强筋16,加强筋16上设置有与定位环15同轴的安装孔,安装孔内固定有连接轴17,连接轴17左端设有转套13,转套13的外周上设有拨杆12,连接轴17两端设置有顶针孔21,连接轴17右端套有压盘18,压盘18的内孔与连接轴17之间留有间距,压盘18的右侧设置有锁紧螺母20,定位环15外周左侧均匀分布有多个限位块14,限位块14的右端面在同一竖直面内。锁紧螺母20与压盘18之间设置有垫片19,垫片19上设置有开口槽22,开口槽22的宽度不小于连接轴17的直径。使得垫片19放置更加快速。
[0043] 在进行装夹时,由于螺母2的远离法兰5端的端面可能存在不平整的问题,而压盘18如果没有倾斜的空间,就会造成压盘18与螺母2一点接触,螺母2两端压不紧,精磨时容易造成螺母2绕着定位环15转动,因此在压盘18的内孔与连接轴17之间留有间距,并且压盘18的内孔与连接轴17之间的间距范围为2‑2.5mm。
[0044] 拨杆12的外端固定有限位球,内端螺纹连接在转套13的外周上,且拨杆12的内端与连接轴17的外周接触。利用拨杆12对转套13进行固定,方便拆卸和移动转套13,调整驱动位置。
[0045] 在对螺母2进行精磨外圆及法兰5内端面时,把螺母2的法兰5端套在定位环15上,由限位块14的右端面支撑螺母2的法兰5端的外断面,然后套上压盘18,由压盘18的左端对螺母2的右端面进行压紧,然后放上垫片19,拧紧锁紧螺母20,然后把连接轴17两端用顶针顶住,把拨杆12连接磨床的驱动杆,即可进行精磨外圆与法兰5内端面。
[0046] 步骤五中利用一种划线工装,包括横向设置的划线板40,划线板40的一端固定有限位板43,划线板40的底面沿其横向中线上设置有两个圆形凹槽,两个圆形凹槽内分别固定有滚珠一41和滚珠二42;滚珠一41和滚珠二42的直径相同,且滚珠一41和滚珠二42的最低点处于同一水平线上。滚珠一41与滚珠二42的球心间距等于丝杠螺母副的螺母2内螺纹的导程。划线板40与限位板43连接处设置有调整垫片44,通过焊接不同厚度的调整垫片44,可以调整反向器槽8的位置。
[0047] 使用时,把划线板40放入螺母2内孔中,使得滚珠一41与滚珠二42处于相邻的两个滚道内,然后压住划线板40,绕着螺母2内孔壁推动,随着推动限位板43会慢慢接近螺母2的端面,当限位板43接触到螺母2端面时,就可以进行画线。通过本装置,可以保证反向器槽8处于螺母2的同一位置,使得反向器10的加工更加标准化,可以进行互换使用,降低加工难度。
[0048] 步骤七中淬火为盐炉淬火,并且在盐炉淬火时利用一种防变形工装,包括两块圆形的不锈钢板36,不锈钢板36的上设置有多个通孔,固定螺栓37穿过通孔固定在螺母2的端面孔内,不锈钢板36的中间处设置有多个盐水进出通孔38。
[0049] 使用时,把划线板40放入螺母2内孔中,使得滚珠一41与滚珠二42处于相邻的两个滚道内,然后压住划线板40,绕着螺母2内孔壁推动,随着推动限位板43会慢慢接近螺母2的端面,当限位板43接触到螺母2端面时,就可以进行画线。
[0050] 当进行淬火时,温度达到870摄氏度时,螺母2就会膨胀变形,但是不锈钢板36的变形温度为1000摄氏度,使得不锈钢板36可以防止螺母2变形。
[0051] 实施例3:一种丝杠的加工工艺,包括如下步骤:一、下料:按照工艺的长度和直径要求锯料;二、将坯料送入加热炉中加热至630‑650℃,然后保温1小时,再加热至850‑860℃,保温1‑2小时,然后加热至1140~1160℃,加热节拍控制在90‑100℃/h,加热完成后进行热锻;三、球化处理:将丝杠4预毛坯进行球化退火处理,预毛坯加热至770~790℃,保温2~4小时,然后再冷却到710~730℃的温度下保持4~6小时,出炉空冷至常温;四、粗车:粗车坯件外圆、两端的端面,粗车坯件孔径,孔径跳动为0.4‑0.6mm,内孔与外圆同轴度为0、05‑
0.1,然后车外螺纹,螺纹单边余量为0.8‑1mm;五、钻孔:钻端面孔,然后攻丝;六、淬火:将坯件进行淬火处理,淬火时的温度为850‑880摄氏度,淬火时间24‑30h,坯件热处理后的HRC为
58~62;然后进行低温回火;七、冰冷时效:然后进行冰冷处理,冰冷的温度在‑180到‑175摄氏度,时间24‑30小时,八、低温时效:冰冷后进行低温时效处理,温度在155‑180摄氏度中放置20‑24小时;九、精车:调质处理后,精车内孔及断面,坯件的内径跳动为0.2‑0.4;十、粗磨:粗磨螺纹及螺纹外圆及小头外圆,小头外圆即如图1中轴肩下方的无外螺纹的一段,用于放置支撑轴承,十一、低温时效处理:放置20‑24小时,温度为155‑180,十二、精磨,精磨内孔、螺纹外圆及小头外圆,内孔径跳动为0‑0.3,然后精磨螺纹,螺纹的圆弧适应度为1.03‑
1.05,偏心率为0.15‑0.25mm,螺纹光洁度为0.4‑0.8。
[0052] 如图5所示,步骤十中采用一种端面拉紧工装,包括空心圆柱32,空心圆柱32的外圆直径与待加工丝杠4的内径相同,空心圆柱32的外部的一端设有圆环端面31,圆环端面31上开设有圆孔30,圆孔30的位置与待加工丝杠4端面上的螺纹孔位置一一对应;所述的空心圆柱32内侧设有安装轴34,安装轴34朝外一侧设有中心孔35;所述的空心圆柱32的内侧设有横梁33,安装轴34通过横梁33与空心圆柱32联接在一起。
[0053] 装夹时,待加工丝杠4的内孔表面与空心圆柱的的外圆面紧贴,丝杠4的端面与圆环端面紧贴,丝杠4端面上的螺纹孔与圆环端面31上的圆孔对齐,并通过内六螺钉将待加工丝杠4固定在圆环端面31上,通过安装轴34上的两个中心孔35与顶尖配合,将端面拉式心轴装夹在外圆磨床上。
[0054] 如图6、图7和图8所示,步骤十二中精磨螺纹外圆及小头外圆和精磨外圆时利用了一种空心弹性芯轴,包括芯轴27,芯轴27为空心薄壁结构,芯轴27的左端设有台阶凸起26,芯轴27左端固定设有左端板25,芯轴27右端固定设有右端板29,左端板25和右端板29的中心处各设有一个圆锥孔24,心轴的薄壁上沿轴线方向开设有多个长条孔28,长条孔28均匀分布。可以在长条孔28内安装可移动的卡爪,用卡爪对丝杠的小头端的外圆进行夹紧,左端板25的外圆周上固定设有两个拨动杆23,两个拨动杆23的连线通过圆锥孔24的中心。通过两个拨动杆23与机床上的拨盘相连,装夹更加方便、快捷。精磨内孔时利用了一种防变形工装夹持的开口套39,此开口套39套在丝杠4一端的外部,然后三抓卡盘夹紧开口套39,且在拧紧三爪卡盘时利用扭矩扳手。开口套39可以防止夹紧时变形。
[0055] 加工时,丝杠4的内表面与芯轴27外表面过盈配合,丝杠4一端与台阶凸起26面配合,实现工件的准确定位,通过左端板25、右端板29上的圆锥孔24与机床上的顶尖配合,两个拨动杆23与机床上的拨盘相连,使本装置随机床主轴旋转,从而带动被加工工件旋转。加工时产生的变形被开有长条孔28的芯轴27薄壁吸收,从而防止被加工工件变形,加工完成后,取下工件,心轴变形消失,恢复原状,可用于下一个工件的加工。
[0056] 步骤六中淬火为盐炉淬火,并且在盐炉淬火时利用一种防变形工装,包括两块圆形的不锈钢板36,不锈钢板36的上设置有多个通孔,固定螺栓37穿过通孔固定在丝杠4的端面孔内,不锈钢板36的中间处设置有多个盐水进出通孔38。
[0057] 当进行淬火时,温度达到870摄氏度时,丝杠4就会膨胀变形,但是不锈钢板36的变形温度为1000摄氏度,使得不锈钢板36可以防止丝杠4变形。
[0058] 本发明的丝杠最大直径可达到300mm,远高于国内同类产品,由于直径大,与托盘接触面积更多,运送货物时更加平稳。丝杠为空心结构,可有效减轻重量,并且空心部位可用于安装AGV机器人的识别装置,减小AGV机器人的体积。丝杠表面经氮化处理,具有良好的防锈和高耐磨性能,国际通用的耐盐雾测试的时间达到600小时,可应用到沿海仓库。精磨丝杠螺纹加工时产生的变形被开有长条孔的心轴薄壁吸收,从而防止被加工工件变形,加工完成后,取下工件,心轴变形消失,恢复原状,可用于下一个工件的加工。在粗磨丝杠螺纹时利用专用工装,可减少被加工工件的受力变形,保证加工精度,同时具有定位精度高,装夹方便等特点,能够有效降低工人劳动强度,提高生产效率。在淬火时,通过防变形装置,可以减少螺母和丝杠的径向变形。通过反向器槽划线装置,可以保证反向器槽处于螺母的同一位置,使得反向器的加工更加标准化,可以进行互换使用,降低加工难度。
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