滚珠丝杠滚道表面研磨装置的轴向压力检测系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种滚珠丝杠滚道表面研磨装置的轴向压力检测系统及方法。该系统包括研磨加力模块及其内部设置的弹性变形圈，采用轴向压力测量模块测量研磨加力模块施加于弹性变形圈上的轴向压力。方法为：将多个电阻应变片绕圆周等间隔粘贴在弹性变形圈内壁的中部；旋转螺纹端盖，螺纹端盖将挤压垫片并最终通过垫片沿轴向挤压弹性变形圈，从而粘贴在弹性变形圈上的电阻应变片产生轴向应变；应变仪将检测得到的信号传输到计算机处理系统上，旋转螺纹端盖使其依次转过不同的角度，得到一组轴向压力与螺纹端盖旋转角度对应关系的数据，通过拟合处理得到二者的测量曲线。本发明专利技术测量过程灵敏快速，测量结果精确度高，并且提高了丝杠滚道表面的研磨加工精度。

Axial pressure detecting system and method for ball screw raceway surface grinding device

The invention discloses an axial pressure detecting system and method for a ball screw raceway surface grinding device. The system includes the grinding force module and its internal elastic deformation ring, and the axial pressure measurement module is used to measure the axial pressure applied to the elastic deformation ring by the grinding force module. The method is to paste a plurality of resistance strain gauges around the circumference of the inner wall of the inner wall of the elastic deformable circle; to rotate the end cover of the screw thread, the end cover of the thread will squeeze the gasket and finally squeeze the elastic deformation ring along the gasket, thus the strain gauge of the elastic deformation ring is attached to the axial strain; the strain gauge will be detected by the strain gauge. The signal is transmitted to the computer processing system. The end cover of the rotating thread makes it turn to different angles in turn. A set of data of the corresponding relationship between the axial pressure and the angle of the thread end cover is obtained. The measurement curves of the two are obtained by fitting and processing. The measuring process is sensitive and fast, the measuring result is high precision, and the grinding accuracy of the surface of the screw raceway is raised.

【技术实现步骤摘要】
滚珠丝杠滚道表面研磨装置的轴向压力检测系统及方法
本专利技术属于滚珠丝杠滚道表面研磨加工
，特别是一种滚珠丝杠滚道表面研磨装置的轴向压力检测系统及检测方法。
技术介绍
滚珠丝杠作为滚珠丝杠副中最关键的部件，丝杠的表面加工工艺是影响滚珠丝杠副精度保持性、可靠性等服役性能的重要因素。目前，国内滚珠丝杠滚道表面精加工工艺主要为研磨加工工艺，丝杠滚道表面经研磨加工后能有效地改善丝杠的导程误差、截形误差，降低滚道表面粗糙度，但在滚道表面研磨加工过程中，很难检测和控制研磨装置的轴向压力，而该压力是影响表面加工效果的重要因素。特别是在对丝杠滚道表面精度要求较高的情况下，如果轴向压力选择不恰当，极易造成丝杠滚道表面在研磨加工过程中的研磨不均匀，影响加工精度。因此保证研磨加工过程中研磨装置适当的轴向压力，对提高丝杠滚道表面的研磨加工精度有重要作用。检索现有技术的文献发现，中国技术专利公开号CN204893685U，名称为一种研磨压力检测装置，该专利介绍了一种在研磨盘和用于施加轴向压力的升降气缸间安装压力传感器以实现对轴向压力进行精确测量的研磨压力检测装置。该装置可以测量加工工件型面为平面时工件所受的轴向压力，在使用中效果良好，但是该装置不能对加工工件型面为非平面的工件所受的轴向压力进行测量。中国专利技术专利公开号CN106041680A，名称为滚珠丝杠副外滚道研磨装置及研磨方法，该专利介绍了一种滚珠丝杠副外滚道研磨装置及研磨方法，该装置通过对聚氨酯变形圈施加轴向压力使其发生变形，从而产生对可调研磨螺母工装的径向压力即丝杠研磨加工所需的研磨压力，在具体实施中该装置通过测量研磨加工过程中可调研磨螺母工装和丝杠间的摩擦力矩间接测得径向研磨压力，但是该装置不能测量施加于聚氨酯变形圈上的轴向压力，而该轴向压力才是真正影响研磨加工效果的关键因素。可见，目前研磨压力检测装置还存在很多局限性，包括只能测量型面为平面的工件在研磨加工过程中的轴向压力，和只能测量型面为非平面的工件在研磨加工过程中的径向压力。这些局限性将限制丝杠滚道表面的研磨加工精度的提高，从而限制滚珠丝杠副的服役性能的提升。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种滚珠丝杠滚道表面研磨装置的轴向压力检测系统及检测方法，能够对加工型面为非平面的丝杠滚道表面进行研磨加工的研磨装置的轴向压力进行直接测量，从而可以在研磨加工时精确控制轴向压力，不会造成丝杠滚道表面在研磨加工过程中的研磨不均匀，大大提高丝杠滚道表面的研磨加工精度。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种滚珠丝杠滚道表面研磨装置的轴向压力检测系统，包括研磨加力模块、弹性变形圈、研磨加工螺母和轴向压力测量模块，所述弹性变形圈设置在研磨加力模块与研磨加工螺母之间，研磨加工螺母套在待加工滚珠丝杠上并且其内部型面与待加工丝杠外滚道型面相配合，轴向压力测量模块用于测量研磨加力模块施加于弹性变形圈上的轴向压力。进一步地，所述研磨加力模块包括螺纹端盖、垫片、外圈套筒和端盖挡板；外圈套筒的一端设置螺纹端盖，外圈套筒的另一端与端盖挡板通过螺栓连接；弹性变形圈设置于外圈套筒内部；弹性变形圈的一端与端盖挡板相接，弹性变形圈的另一端通过垫片与螺纹端盖相接。进一步地，所述弹性变形圈与研磨加力模块中的外圈套筒的配合为过盈配合。进一步地，所述研磨加工螺母的长度与弹性变形圈的长度相同，并且研磨加工螺母与弹性变形圈的配合为过盈配合。进一步地，所述轴向压力测量模块包括一组电阻应变片、应变仪、计算机处理系统，该组电阻应变片设置于弹性变形圈内壁，应变仪、以及计算机处理系统均设置在研磨加力模块外部，电阻应变片通过应变仪接入计算机处理系统。进一步地，所述的一组电阻应变片数量为3～6个。进一步地，所述电阻应变片为全桥应变片，并且绕圆周等间隔粘贴在弹性变形圈内壁的中部，该圆周垂直于弹性变形圈的中心轴。。进一步地，所述弹性变形圈的材料为聚氨酯。一种基于所述的滚珠丝杠滚道表面研磨装置的轴向压力检测方法，步骤如下：步骤1、将n个电阻应变片绕圆周等间隔粘贴在弹性变形圈内壁的中部，该圆周垂直于弹性变形圈的中心轴；步骤2、通过螺栓将外圈套筒的一端与端盖挡板连接，之后将弹性变形圈套入固连有端盖挡板的外圈套筒中，并且使弹性变形圈与端盖挡板相接；步骤3、将垫片放入外圈套筒，使垫片与弹性变形圈相接，将螺纹端盖旋入外圈套筒，完成装配；步骤4、旋转螺纹端盖使其转过角度α1，螺纹端盖将挤压垫片并最终通过垫片沿轴向挤压弹性变形圈，弹性变形圈在轴向压力P的作用下产生变形，从而粘贴在弹性变形圈上的电阻应变片产生轴向应变，使全桥电路的输出电压发生改变；步骤5，应变仪将检测得到的电压信号进行处理后传输到计算机处理系统上，计算机处理系统将电压信号转换为压力信号并记录下压力P的具体数值；步骤6、旋转螺纹端盖使其依次转过不同的角度α2、α3、…、αm，计算机处理系统记录下每个角度对应的轴向压力P2、P3、...、Pm，得到一组轴向压力与螺纹端盖旋转角度对应关系的数据；步骤7、通过计算机处理系统对上述数据进行拟合处理，得到轴向压力P-螺纹端盖旋转角度α的测量曲线。步骤8、旋出螺纹端盖，取出垫片和弹性变形圈，取下弹性变形圈上的电阻应变片；步骤9、将研磨加工螺母旋入待加工滚珠丝杠上，然后将弹性变形圈套在研磨加工螺母上，并且使其两端对齐；将固连有端盖挡板的外圈套筒套入弹性变形圈的外部，并且使弹性变形圈的与端盖挡板相接；将垫片放入外圈套筒，使垫片与弹性变形圈相接，将螺纹端盖旋入外圈套筒；步骤10、根据研磨加工时需要的轴向压力值P，在P-α曲线中找到对应的α，对螺纹端盖施加旋转力使其转过α角度，得到研磨加工所需的轴向压力P。进一步地，步骤6所述m的取值范围为20～30。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：(1)能够对加工型面为非平面的丝杠滚道表面研磨装置的轴向压力进行直接测量，防止因轴向压力的不恰当，导致丝杠滚道表面在加工过程中的研磨不均匀，大大提高了丝杠滚道表面的研磨加工精度；(2)轴向压力检测系统的受力元件-弹性变形圈的材料为聚氨酯，其良好的耐油性和耐磨性能大大降低研磨加工过程中的实际工况对测量结果带来的影响，并且其具有优良的弹性和复原性，使得轴向压力的微小变化都将使其发生形变并传递到电阻应变片上，大大提高了测量结果的精确度；(3)电阻应变片采用的均是全桥应变片，该组全桥应变片在应变仪的配合下搭建的全桥测量电路，使得测量结果更加准确；并且该组全桥应变片是绕圆周等间隔粘贴在弹性变形圈内部型面的中部，该位置在弹性变形圈受压时能够发生明显形变，从而使得测量过程更加灵敏和快速。下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。附图说明图1为丝杠外滚道研磨系统的轴向压力的检测方法的原理示意图。图2为丝杠外滚道研磨装置的总体结构装配图。具体实施方式结合图1，本专利技术的滚珠丝杠滚道表面研磨装置的轴向压力检测系统，包括研磨加力模块、弹性变形圈、研磨加工螺母和轴向压力测量模块，所述弹性变形圈设置在研磨加力模块与研磨加工螺母之间，研磨加工螺母套在待加工滚珠丝杠上并且其内部型面与待加工丝杠外滚道型面相配合，轴向压力测量模块用于测量研磨加力模块施加于弹性变形圈上的轴向压力。所述研磨加力模块包括螺纹端盖3、垫片4、外圈套筒5和端盖挡板8；外圈套筒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滚珠丝杠滚道表面研磨装置的轴向压力检测系统，其特征在于，包括研磨加力模块、弹性变形圈、研磨加工螺母和轴向压力测量模块，所述弹性变形圈设置在研磨加力模块与研磨加工螺母之间，研磨加工螺母套在待加工滚珠丝杠上并且其内部型面与待加工丝杠外滚道型面相配合，轴向压力测量模块用于测量研磨加力模块施加于弹性变形圈上的轴向压力。

【技术特征摘要】
1.一种滚珠丝杠滚道表面研磨装置的轴向压力检测系统，其特征在于，包括研磨加力模块、弹性变形圈、研磨加工螺母和轴向压力测量模块，所述弹性变形圈设置在研磨加力模块与研磨加工螺母之间，研磨加工螺母套在待加工滚珠丝杠上并且其内部型面与待加工丝杠外滚道型面相配合，轴向压力测量模块用于测量研磨加力模块施加于弹性变形圈上的轴向压力。2.根据权利要求1所述的滚珠丝杠滚道表面研磨装置的轴向压力检测系统，其特征在于，所述研磨加力模块包括螺纹端盖(3)、垫片(4)、外圈套筒(5)和端盖挡板(8)；外圈套筒(5)的一端设置螺纹端盖(3)，外圈套筒(5)的另一端与端盖挡板(8)通过螺栓连接；弹性变形圈(7)设置于外圈套筒(5)内部；弹性变形圈(7)的一端与端盖挡板(8)相接，弹性变形圈(7)的另一端通过垫片(4)与螺纹端盖(3)相接。3.根据权利要求1所述的滚珠丝杠滚道表面研磨装置的轴向压力检测系统，其特征在于，所述弹性变形圈(7)与研磨加力模块中的外圈套筒(5)的配合为过盈配合。4.根据权利要求1所述的滚珠丝杠滚道表面研磨装置的轴向压力检测系统，其特征在于，所述研磨加工螺母(9)的长度与弹性变形圈(7)的长度相同，并且研磨加工螺母(9)与弹性变形圈(7)的配合为过盈配合。5.根据权利要求1所述的滚珠丝杠滚道表面研磨装置的轴向压力检测系统，其特征在于，所述轴向压力测量模块包括一组电阻应变片(6)、应变仪(2)、计算机处理系统(1)，该组电阻应变片(6)设置于弹性变形圈(7)内壁，应变仪(2)、以及计算机处理系统(1)均设置在研磨加力模块外部，电阻应变片(6)通过应变仪(2)接入计算机处理系统(1)。6.根据权利要求5所述的轴向压力测量模块，其特征在于，所述的一组电阻应变片(6)数量为3～6个。7.根据权利要求5所述的轴向压力测量模块，其特征在于，所述电阻应变片(6)为全桥应变片，并且绕圆周等间隔粘贴在弹性变形圈(7)内壁的中部，该圆周垂直于弹性变形圈(7)的中心轴。8.根据权利要求1所述的滚珠丝杠滚道表面研磨装置的轴向压力检测系统，其特征在于，所述弹性变形圈(7)的材料为聚氨酯。9.一种基于权利要求1所述的滚珠丝杠滚道表面研磨装置的轴向压力检...

【专利技术属性】
技术研发人员：王禹林，查文彬，欧屹，冯虎田，金俊，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32