差动式行星滚柱丝杠螺母分瓣模具滚轧成形装置及工艺制造方法及图纸

一种差动式行星滚柱丝杠螺母分瓣模具滚轧成形装置及工艺，装置包括成形模具系统和支撑机构；成形模具系统包括轴向推杆和其上连接的分瓣模组；支撑机构包括支撑架和其上连接的保持架，保持架和分瓣模组配合，支撑架能够沿着保持架的轴线运动；工艺是先将分瓣模穿装入保持架中，将轴向推杆插入保持架的内孔，使分瓣模底部的T形突出结构与轴向推杆的T形槽相配合；然后装夹工件使工件的轴线与保持架的轴线相同，再使工件或滚轧模具轴向送进，然后使分瓣模径向进给，滚轧成形，轴向推杆沿着保持架的轴线退回，卸料；本发明专利技术可提高加工效率、改善成形工件性能，同时具有节省材料等优点。同时具有节省材料等优点。同时具有节省材料等优点。

【技术实现步骤摘要】
差动式行星滚柱丝杠螺母分瓣模具滚轧成形装置及工艺


[0001]本专利技术属于材料先进成形制造
，具体涉及一种差动式行星滚柱丝杠螺母分瓣模具滚轧成形装置及工艺。

技术介绍

[0002]PWG型差动式行星滚柱丝杠基于行星滚柱丝杠的原理融合行星传动和螺旋传动，并根据螺旋啮合的差动原理，使丝杠的导程减小具有加速的作用；PWG型差动式行星滚柱丝杠可以获得更大的减速比，且其紧凑的结构使作动器具有更高的功率体积比，适合高速重载的工作场合。螺母作为PWG差动式行星滚柱丝杠的重要组成元件，其内部的环形槽对滚柱起支撑作用。
[0003]但是目前螺母内环形槽普遍采用切削工艺，切削工艺造成了材料的浪费，而且存在效率低下的问题；同时，切削工艺切断金属纤维，降低了材料的强度，低零件的抗疲劳性能。
[0004]在工件内表面塑性成形方面，目前对于大内径的内螺纹可采用轴向进给滚轧成形的工艺(Shuowen Zhang,Dawei Zhang,Yongfei Wang,et al.The planetary rolling process of forming the internal thread.International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2020,107:3543
‑
3551.)，PWG型差动式行星滚柱丝杠螺母内环形槽的结构与内螺纹的结构相似，但是PWG型差动式行星滚柱丝杠螺母内环形槽没有导程角无法采用轴向滚压的方式进行成形；此外，PWG型差动式行星滚柱丝杠螺母内环形槽螺母的直径通常较小，要求滚轧模具的直径非常小，这将提高滚丝轮制造的难度同时减小模具支撑轴的刚度，降低螺母制造的精度。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种差动式行星滚柱丝杠螺母分瓣模具滚轧成形装置及工艺，可提高加工效率、改善成形工件性能，同时具有节省材料等优点。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0007]一种差动式行星滚柱丝杠螺母分瓣模具滚轧成形装置，包括成形模具系统和支撑机构两部分；成形模具系统包括轴向推杆1和其上连接的分瓣模组2；支撑机构包括支撑架3和其上连接的保持架4，保持架4和分瓣模组2配合，支撑架3下端通过螺栓与机架连接，使支撑架3固定或者与导轨连接保证支撑架3能够沿着保持架4的轴线运动。
[0008]所述的成形模具系统的分瓣模组2由N个第一分瓣模201、第二分瓣模202、
……
、第N分瓣模20N构成，N＝2～5，第一分瓣模201、第二分瓣模202、
……
、第N分瓣模20N的结构完全相同，在其顶部有与环形槽螺母的截面积相同的齿形结构，齿形结构的高度为h，h＝h
w
+c，h
w
为螺母内环形槽齿形高度，c为分瓣模齿形同螺母啮合间隙。
[0009]每个分瓣模的顶部两端设有齿形结构，分别为第一齿形结构2011和第二齿形结构
2012，第一齿形结构2011和第二齿形结构2012的尺寸以及两者之间的距离都由要成形的螺母环形槽的结构决定，齿形结构的齿厚对应于螺母齿槽，齿形结构的齿槽对应于螺母齿厚，齿形结构的齿顶和螺母内环形槽齿形齿底无间隙配合；在第一分瓣模201、第二分瓣模202、
……
、第N分瓣模20N的底部为T形突出结构2013，并且T形突出结构2013底部具有锥度。
[0010]所述的轴向推杆1上有N个沿周向均匀分布的平面，在平面上嵌有T形槽，T形槽与第一分瓣模201、第二分瓣模202、
……
、第N分瓣模20N的底部的T形突出结构2013配合，保证轴向推杆1轴向运动时第一分瓣模201、第二分瓣模202、
……
、第N分瓣模20N不会与轴向推杆1分离，轴向推杆1具有的锥度与第一分瓣模201、第二分瓣模202、
……
、第N分瓣模20N底部的锥度相同均为H/L，H为分瓣模最大径向位移，L为分瓣模的长度。
[0011]所述的保持架4为空心结构，其上沿圆周均匀分布着N个矩形窗口，分别为第一矩形窗口401、第二矩形窗口402、
……
、第N矩形窗口40N，第一矩形窗口401、第二矩形窗口402、
……
、第N矩形窗口40N与第一分瓣模201、第二分瓣模202、
……
、第N分瓣模20N相配合；第一矩形窗口401、第二矩形窗口402、
……
、第N矩形窗口40N限制第一分瓣模201、第二分瓣模202、
……
、第N分瓣模20N的轴向和周向运动，使第一分瓣模201、第二分瓣模202、
……
、第N分瓣模20N只能沿径向运动；保持架4的外径d1≤D，D为所成形螺母最小内径；保持架4的长度不小于成形工件的长度相同；保持架4的内径d2与轴向推杆1的最大直径处相同，为轴向推杆1的轴向运动提供导向。
[0012]利用一种差动式行星滚柱丝杠螺母分瓣模具滚轧成形装置的工艺，包括以下步骤：
[0013]步骤1，滚轧模具组装：将第一分瓣模201、第二分瓣模202、
……
、第N分瓣模20N分别穿过保持架4上的第一矩形窗口401、第二矩形窗口402、
……
、第N矩形窗口40N，使第一分瓣模201、第二分瓣模202、
……
、第N分瓣模20N装入保持架4中；将轴向推杆1插入保持架4的内孔，使第一分瓣模201、第二分瓣模202、
……
、第N分瓣模20N底部的T形突出结构2013与轴向推杆1的N个平面上的T形槽相配合，轴向推杆1插入时第一分瓣模201、第二分瓣模202、
……
、第N分瓣模20N的顶部齿形最大外径小于成形螺母最小内径D；
[0014]步骤2，装夹工件5：装夹工件5使工件5的轴线与保持架4的轴线相同，工件5的内径大于所成形螺母最小内径D，即大于保持架4的外径，以保证保持架4深入工件5的内部；
[0015]步骤3，工件5或滚轧模具轴向送进：
[0016]若支撑架3与导轨连接，推动支撑架3沿保持架4的轴向作进给运动，直到保持架4完全进入工件5的内孔，工件5的端面与支撑架3有间隙，分瓣模齿形结构沿轴向对应于工件5上成形环形槽区域；
[0017]若支撑架3与机架固连，则工件5向支撑架3运动直到保持架4完全进入工件5的内孔，工件5的端面与支撑架3有间隙，分瓣模齿形结构沿轴向对应于工件5上成形环形槽区域；
[0018]当保持架4进入工件5内孔后，工件5保持静止或开始以速度ω旋转；
[0019]步骤4，分瓣模径向进给：轴向推杆1沿保持架4的轴线方向以速度v运动，第一分瓣模201、第二分瓣模202、
……
、第N分瓣模20N沿径向运动，达到最大径向位移H后，轴向推杆1停止运动，此时轴向推杆1轴向运动距离为l，第一分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种差动式行星滚柱丝杠螺母分瓣模具滚轧成形装置，其特征在于：包括成形模具系统和支撑机构两部分；成形模具系统包括轴向推杆(1)和其上连接的分瓣模组(2)；支撑机构包括支撑架(3)和其上连接的保持架(4)，保持架(4)和分瓣模组(2)配合，支撑架(3)下端与机架连接，使支撑架(3)固定或者与导轨连接保证支撑架(3)能够沿着保持架(4)的轴线运动。2.根据权利要求1所述的一种差动式行星滚柱丝杠螺母分瓣模具滚轧成形装置，其特征在于：所述的成形模具系统的分瓣模组(2)由N个第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、
……
、第N分瓣模(20N)构成，N＝2～5，第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、
……
、第N分瓣模(20N)的结构完全相同，在其顶部有与环形槽螺母的截面积相同的齿形结构，齿形结构的高度为h，h＝h
w
+c，h
w
为螺母内环形槽齿形高度，c为分瓣模齿形同螺母啮合间隙。3.根据权利要求2所述的一种差动式行星滚柱丝杠螺母分瓣模具滚轧成形装置，其特征在于：每个分瓣模的顶部两端设有齿形结构，分别为第一齿形结构(2011)和第二齿形结构(2012)，第一齿形结构(2011)和第二齿形结构(2012)的尺寸以及两者之间的距离都由要成形的螺母环形槽的结构决定，齿形结构的齿厚对应于螺母齿槽，齿形结构的齿槽对应于螺母齿厚，齿形结构的齿顶和螺母内环形槽齿形齿底无间隙配合；在第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、
……
、第N分瓣模(20N)的底部为T形突出结构(2013)，并且T形突出结构(2013)底部具有锥度。4.根据权利要求3所述的一种差动式行星滚柱丝杠螺母分瓣模具滚轧成形装置，其特征在于：所述的轴向推杆(1)上有N个沿周向均匀分布的平面，在平面上嵌有T形槽，T形槽与第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、
……
、第N分瓣模(20N)的底部的T形突出结构(2013)配合，保证轴向推杆(1)轴向运动时第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、
……
、第N分瓣模(20N)不会与轴向推杆(1)分离，轴向推杆(1)具有的锥度与第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、
……
、第N分瓣模(20N)底部的锥度相同均为H/L，H为分瓣模最大径向位移，L为分瓣模的长度。5.根据权利要求4所述的一种差动式行星滚柱丝杠螺母分瓣模具滚轧成形装置，其特征在于：所述的保持架(4)为空心结构，其上沿圆周均匀分布着N个矩形窗口，分别为第一矩形窗口(401)、第二矩形窗口(402)、
……
、第N矩形窗口(40N)，第一矩形窗口(401)、第二矩形窗口(402)、
……
、第N矩形窗口(40N)与第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、
……
、第N分瓣模(20N)相配合；第一矩形窗口(401)、第二矩形窗口(402)、
……
、第N矩形窗口(40N)限制第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、
……
、第N分瓣模(20N)的轴向和周向运动，使第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、
……
、第N分瓣模(20N)只能沿径向运动；保持架(4)的外径d1≤D，D为所成形螺母最小内径；保持架(4)的长度不小于成形工件的长度相同；保持架(4)的内径d2与轴向推杆(1)的最大直径处相同，为轴向推杆(1)的轴向运动提供导向。6.利用权利要求5所述的一种差动式行星滚柱丝杠螺母分瓣模具滚轧成形装置的工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，滚轧模具组装：将第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张大伟，张硕文，赵升吨，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：