一种基于力流变抛光技术的滚珠丝杠抛光方法技术

一种基于力流变抛光技术的滚珠丝杠抛光方法，加工过程中，抛光液随传送带运送到丝杠下方，与丝杠滚道发生接触，抛光液与丝杠之间的相对速度超过设定阈值时而产生力流变效应，抛光液中均匀分布的聚合物汇聚与磨粒一起形成“粒子簇”，在高剪切速度下，由于丝杠处于自转运动，“粒子簇”在丝杠的滚道部位流动，使得“粒子簇”与滚道部位充分接触。本发明专利技术利用抛光液的力流变效应，提供一种滚珠丝杠表面的高效、高质量和柔性抛光的方法及装置。高质量和柔性抛光的方法及装置。高质量和柔性抛光的方法及装置。

【技术实现步骤摘要】
一种基于力流变抛光技术的滚珠丝杠抛光方法


[0001]本专利技术涉及精密与超精密加工技术，尤其是一种基于力流变抛光技术的滚珠丝杠抛光方法。

技术介绍

[0002]随着工业行业的发展，工业技术对机床和特种仪器设备提出了高速、高精度、高可靠性等性能要求。如今需要的滚珠丝杠与用传统方法加工出来的滚珠丝杠相比，具有高精度等级、低表面粗糙度、耐磨、热膨胀系数低和高稳定性的综合性能要求。滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的工件，是工具机械和精密机械上最常使用的传动原件，兼具高精度、可逆性和高效率的特点，被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。
[0003]目前滚珠丝杠的传统加工方法主要以流体抛光工业为主，这类方法需将丝杠固定在相应的夹具中，通过流体磨料自上而下对工件进行研磨。研磨过程中，研磨剂是影响滚珠丝杠加工效率和质量的重要工艺因素之一。研磨剂一般由磨料、研磨基液和添加剂三部分组成。磨料应具有良好的磨削性能(一定的硬度、韧性、机械强度、热稳定性以及化学稳定性)。磨料的成分、浓度、粒度不同，研磨效果也截然不同。研磨基液的主要功能是粘附磨料和冷却，并具有改善研磨效率和表面加工质量的作用。添加剂主要起到提高磨料与滚珠丝杠亲和性、润滑、防锈以及促进化学反应等作用。
[0004]但是，滚珠丝杠现有的研磨方式较少，且现有的研磨方式加工得到的效果并不理想，加工出来的丝杠表面无法达到较高的精度。主要是由于滚珠丝杠的表面加工较为复杂，需要对滚珠丝杠的各个凹槽进行均匀加工。力流变抛光利用非牛顿流体的力流变特性，在抛光液与工件的接触区域形成“柔性固着磨具”，实现对工件表面凹槽高效抛光。同时，抛光液具有一定的流动性，可以保证对滚珠丝杠的抛光要求。因此，目前市面上专门从事加工滚珠丝杠的机器很少，主要以抛光机为主，这种方式和装置抛光滚珠丝杠存在如下主要问题：1)无法有效均匀加工每个表面，抛光效率低；2)抛光机运行并不稳定；3)气缸容易发生不正常响动。

技术实现思路

[0005]为了克服现有对滚珠丝杠抛光过程中容易出现的精度不高，每个表面加工不均匀等问题；本专利技术针对现有技术的不足之处，提出了一种基于力流变抛光技术加工丝杠表面的滚珠丝杠抛光方法，该方法利用力流变抛光液的力流变效应，实现复杂丝杠表面的高效、高质量和柔性抛光；设计了一种滚珠丝杠抛光器，在降低人工成本的同时也提高生产效益，弥补目前市面上滚珠丝杠抛光装置缺少的问题。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007]一种基于力流变抛光技术的滚珠丝杠抛光方法，将丝杠安装在夹具装置中，夹具装置安装在龙门架之间，龙门架安装在安装底盘上；在放置有传送带装置的抛光液槽内加
入抛光液，使得抛光液黏附在传送带上；启动传送带装置电机，传送带在转轴驱动下进行运动，黏附的抛光液随传送带表面进行转动，被传送到丝杠下方，抛光液与丝杠表面发生接触，抛光液与丝杠之间的相对速度超过设定阈值时而产生力流变效应，抛光液中均匀分散的聚合物汇聚于磨粒一起形成“粒子簇”，使抛光液出现类似“固体”的特性，从而对丝杠滚道进行高效、高质量抛光。
[0008]进一步，所述的丝杠安放在传送带的上方，丝杠是固定在龙门架上，丝杠随龙门架做左右往复运动，同时丝杠自身做自转运动。
[0009]再进一步，所述的丝杠与传送带上表面的间距为0.5
‑
2cm，抛光槽内的抛光液的液面高于传送带下表面1
‑
5cm，传送带运动速度为1
‑
3m/s，龙门架移动速度为2
‑
5mm/s，丝杠自转速度为20
‑
50rpm。
[0010]进一步，所述的抛光液由力流变基液、磨粒、活性添加剂和化学腐蚀剂组成；所述磨粒粒径为#3000～#10000；所述磨粒为以下一种或者多种的混合物：氧化铝、金刚石、二氧化硅或氧化铈；所述磨粒占抛光液质量分数的10～40％；所述的活性添加剂为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂中的一种或者多种的混合物；所述的活性添加剂占抛光液质量分数的1～5％；所述化学腐蚀剂为芬顿试剂；所述芬顿实际配比为过氧化氢浓度为0.1～0.25wt％。
[0011]更进一步，加工过程中，加工温度为20～40℃。
[0012]本专利技术的有益效果主要表现在：(1)可以实现对丝杠的表面的高效、高质量抛光。(2)通过丝杠自转以及龙门架带动丝杠左右移动，使得丝杠表面都能被均匀加工。
附图说明
[0013]图1是本专利技术中滚珠丝杠抛光装置的结构图。
[0014]图2是滚珠丝杠抛光微观示意图。
[0015]图3是滚珠丝杠基于力流变抛光技术的微观原理图。
具体实施方式
[0016]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。
[0017]参照图1～图3，一种基于力流变抛光技术的滚珠丝杠抛光方法，将丝杠8两侧分别与两个夹持装置(7、11)连接，夹持装置7连接在驱动电机6的转轴上，驱动电机6安装在龙门框架上，夹持装置11直接固定在同高度的龙门架5上；将传送带装置10与抛光液槽2底部表面预设的槽口镶嵌，完成固定作用，抛光液槽2用螺钉与装置底盘1固定，龙门架5底部与底盘的导轨3相配合；在放置有传送带装置10的抛光液槽2内倒入抛光液12；启动自转驱动电机6，丝杠8在驱动下进行自转运动；启动左右驱动电机4，控制龙门架5运动，带动丝杠8进行左右往复运动；启动传送驱动电机9，控制传送带装置10运动；加工过程中，抛光液12随传送带10运送到丝杠下方，与丝杠滚道发生接触，抛光液12与丝杠8之间的相对速度超过一定阈值时而产生力流变效应，抛光液12中均匀分布的聚合物汇聚与磨粒13一起形成“粒子簇”14，使抛光液12出现类似“固体”的特性；在高剪切速度下，由于丝杠8处于自转运动，“粒子簇”14在丝杠滚道部位流动，形成剪切流变区域，使得“粒子簇”14与滚道部位充分接触，包裹磨粒13对滚道部位进行抛光。
[0018]进一步，所述的丝杠8安放在传送带10的上方，丝杠10是固定在龙门架5上，丝杠8随龙门架5做左右往复运动，同时丝杠8自身做自转运动。
[0019]进一步，所述的抛光液12由力流变基液、磨粒、活性添加剂和化学腐蚀剂组成；所述磨粒粒径为#3000～#10000；所述磨粒为以下一种或者多种的混合物：氧化铝、金刚石、二氧化硅或氧化铈；所述磨粒占抛光液质量分数的10～40％；所述的活性添加剂为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂中的一种或者多种的混合物；所述的活性添加剂占抛光液质量分数的1～5％；所述化学腐蚀剂为芬顿试剂；所述芬顿实际配比为过氧化氢浓度为0.1～0.25wt％。
[0020]进一步，抛光液12的液面高度高于传送带10下表面1～5cm，丝杠8最低点与传送带10上表面的间距为0.5～2cm。
[0021]再进一步，丝杠8的自转方向可调整与传送带10转动方向相同或者相异，传送带运动速度为1～3m/s，丝杠自转速度为20～5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于力流变抛光技术的滚珠丝杠抛光方法，其特征在于，将丝杠安装在夹具装置中，夹具装置安装在龙门架之间，龙门架安装在安装底盘上；在放置有传送带装置的抛光液槽内加入抛光液，使得抛光液黏附在传送带上；启动传送带装置电机，传送带在转轴驱动下进行运动，黏附的抛光液随传送带表面进行转动，被传送到丝杠下方，抛光液与丝杠表面发生接触，抛光液与丝杠之间的相对速度超过一定阈值时而产生力流变效应，抛光液中均匀分散的聚合物汇聚于磨粒一起形成“粒子簇”，使抛光液出现类似“固体”的特性，从而对丝杠滚道进行高效、高质量抛光。2.如权利要求1所述的基于力流变抛光技术的滚珠丝杠抛光方法，其特征在于：所述的丝杠安放在传送带的上方，丝杠是固定在龙门架上，丝杠随龙门架做左右往复运动，同时丝杠自身做自转运动。3.如权利要求1或2所述的基于力流变抛光技术的滚珠丝杠抛光方法，其特征在于：丝杠与传送带上表面的间距为0.5
‑
2cm，抛光槽内的抛光液的液面高于传送带下表面1
‑
5cm，传送带速度为1

【专利技术属性】
技术研发人员：吕冰海，蔡靖宇，段世祥，祝佳俊，邓乾发，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：