一种连续油腔静压螺母及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种连续油腔静压螺母及其制造方法，包括丝杠和静压螺母；静压螺母内部开有梯形螺纹，梯形螺纹的两侧螺旋面上开有对置布置的第一螺旋油腔和第二螺旋油腔；在梯形螺纹的两端部1/4圈至1圈范围内，分别采用焊接方式填充焊接填充物，焊接填充物从梯形螺纹内部贯通螺纹两螺旋面；通过焊接填充物将第一螺旋油腔和第二螺旋油腔的两端封闭；实现了静压螺母的连续油腔结构。本发明专利技术的连续油腔静压螺母，避免了传统连续油腔静压螺母始、末段螺纹的不加工区域——端部封油面，也就避免了车削加工时切入点难以进刀，切出点难以退刀的技术难题。难题。难题。

【技术实现步骤摘要】
一种连续油腔静压螺母及其制造方法


[0001]本专利技术涉及静压螺旋传动
，特别是一种连续油腔静压螺母及其制造方法。

技术介绍

[0002]如今，随着数控机床不断向高速、重载、精密方向发展，在这一领域应用最为广泛的滚珠丝杠副由于自身结构的原因逐渐暴露出一些先天缺点，如接触磨损、重载点蚀、低速爬行、高速受限、精度保持性差等，而且解决的难度和代价越来越大。人们开始将目光转向直线电机和静压丝杠副。
[0003]静压丝杠副用于实现大型精密机械中滑台的直线进给运动。使用静压丝杠的设备具有承载能力大、磨损低、抗振性高等诸多优点，这些优点对于工业应用特别具有吸引力。这些优点来自于静压丝杠形成了一层油膜，油膜的厚度大于固体表面的不规则度，在设备运行时可以将相对运动的固体部件完全隔开。静压丝杠在运行速度、承载能力和传动精度方面的优点符合数控机床高速、重载、集成化发展的趋势。与滚珠丝杠和直线电机相比，静压丝杠成为高速、重载、精密化场合更具竞争力的传动形式。它的局限性在于成本高。近年来，随着滚珠丝杠副在高速重载下磨损发热的不断加剧和改善成本的不断提高，静压丝杠的研究和应用出现了明显增多的趋势。
[0004]然而，尽管静压丝杠具有许多优点，其应用却不广泛。主要原因是静压螺母内的静压油腔位于螺母内螺纹的螺旋面上，而螺母内螺纹具有一定深度，因此成形车刀无法顺利进行进刀和退刀，导致静压螺旋油腔的加工变得困难。虽然3D打印技术可以直接打印出具有静压油腔的静压螺母，但是3D打印静压螺母的加工成本过高，并且螺纹的精度很难保证，静压螺母的材料受到3D打印机的限制。这种加工难度影响了静压丝杠的生产和应用，也成为了其应用不广泛的主要原因之一。而且液体静压润滑结构复杂、加工困难，并需要配备可靠的供油系统，在高速下发热严重等，使之在高速系统中难以得以应用。
[0005]静压螺母根据油腔形式的不同，分为连续油腔静压螺母和断续油腔静压螺母；其中，连续油腔静压螺母是在螺母螺纹的两侧螺旋面上，各开一条螺旋形的长槽(也就是静压油腔)，但是，在螺母螺纹的始、末段则有1/4圈至1圈不开油腔，以起到封油的作用，称为端部封油面，如图1所示为螺纹一个侧面连续油腔的展开图。由于螺母具有一定深度，五轴机床等的铣刀或砂轮无法顺利伸进螺母内部进行铣削或磨削加工；车削加工螺旋形的长槽是一种最方便的方式，但是由于端部封油面的存在，使得螺母螺纹上螺旋形的长槽不是贯穿整个螺纹，在车削加工螺旋形长槽时必须避开端部封油面，存在切入点难以进刀，切出点难以退刀的技术难题。
[0006]可见，改进静压螺母的结构，使得静压螺母螺纹螺旋面上的静压油腔易于加工，降低静压螺母的制造难度和成本，对于静压丝杠的推广应用及高端数控机床的高速化、高精密化发展具有重要意义。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种连续油腔静压螺母及其制造方法，使得静压螺母螺纹螺旋面上的静压油腔易于加工，在降低静压螺母的制造成本的同时，避免了车削加工时切入点难以进刀，切出点难以退刀的技术难题。
[0008]实现上述目的本专利技术的技术方案为，一种连续油腔静压螺母，包括静压螺母和丝杠；其中，静压螺母呈圆柱状，其内部开有梯形螺纹，梯形螺纹的两侧螺旋面上开有对置布置的第一螺旋油腔和第二螺旋油腔；梯形螺纹的两端部1/4圈至1圈范围内，分别采用焊接方式填充焊接填充物，焊接填充物从梯形螺纹内部贯通螺纹两螺旋面；通过焊接填充物将第一螺旋油腔和第二螺旋油腔的两端封闭；在静压螺母和丝杠装配后，在第一螺旋油腔和第二螺旋油腔的端部起到封油的作用，使得出油油路中形成一定液阻，以保证在第一螺旋油腔和第二螺旋油腔建立起油腔压力，实现了静压螺母的连续油腔结构。
[0009]所述静压螺母的外圆柱面上设置有2个工艺平面，每个工艺平面上进一步设置有2个集油槽，集油槽与第一螺旋油腔和第二螺旋油腔之间设置有多个进油孔；在静压螺母和丝杠装配后，第一螺旋油腔所在螺旋面与丝杠螺纹之间形成第一节流间隙，第二螺旋油腔所在螺旋面与丝杠螺纹之间形成第二节流间隙，实现静压丝杠副的润滑；润滑油的流动路径为：泵站输送的润滑油由集油槽通过多个进油孔，分别进入第一螺旋油腔和第二螺旋油腔，再经过第一节流间隙和第二节流间隙，流到丝杠螺母配合螺纹的齿顶和齿底，进而流出静压螺母，由回油管道流回泵站，形成供油循环。
[0010]所述静压螺母的一端进一步设置有法兰，法兰上进一步设置有螺纹安装孔用于静压螺母与螺母座的安装。
[0011]本专利技术的连续油腔静压螺母的连续油腔制造方法的包括以下步骤：
[0012]步骤1：采用棒料，加工静压螺母的外圆柱面和内部梯形螺纹；
[0013]步骤2：在静压螺母内部梯形螺纹的两对置的螺旋面上，分别从头至尾整体车削加工出完整的第一螺旋油腔和第二螺旋油腔；
[0014]步骤3：用铣刀将静压螺母两端梯形螺纹的非完整螺纹部分切除，使静压螺母的梯形螺纹拥有足够的强度；
[0015]步骤4：在梯形螺纹的两端部，用铣刀将1/4圈至1圈范围内的第一螺旋油腔和第二螺旋油腔轴向铣削透，即使得1/4圈至1圈螺纹范围内的第一螺旋油腔和第二螺旋油腔轴向完全贯通，形成1/4圈至1圈轴向贯通螺旋油腔；
[0016]步骤5：在静压螺母两端的贯通螺旋油腔内分别焊接上足够的焊接填充物，使得焊接填充物填满整个贯通螺旋油腔，并能凸出于梯形螺纹的两螺旋面；
[0017]步骤6：重新对静压螺母的内螺纹进行粗加工
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半精加工
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精加工，使得焊接填充物与梯形螺纹的两螺旋面之间光滑连接、无缝隙；这样第一螺旋油腔和第二螺旋油腔两侧封闭1/4圈至1圈螺纹作为端部封油面，实现了静压螺母的连续油腔结构。
[0018]作为上述步骤的一种改进，步骤5还可以为：将第一螺旋金属件和第二螺旋金属件分别焊接在静压螺母两端的贯通螺旋油腔内，其中，第一螺旋金属件和第二螺旋金属件以及焊料共同作为焊接填充物。
[0019]利用本专利技术的技术方案制作的一种连续油腔静压螺母，其有益效果是：(1)静压螺母连续油腔的端部封油面采用焊接填充的方式构成，在焊接填充前先从头至尾整体加工出
完整的连续螺旋油腔；使得静压螺母上的连续螺旋油腔可以通过成型车削来完成，进一步通过焊接填充的方式将连续螺旋油腔的两端封闭，形成连续螺旋油腔的结构。由此，避免了传统连续油腔静压螺母始、末段螺纹的不加工区域——端部封油面，也就避免了车削加工时切入点难以进刀，切出点难以退刀的技术难题；(2)采用铣刀将静压螺母梯形螺纹两端部对置的螺旋油腔轴向铣削透，之后在两侧焊接上充足的焊接填充物，进而形成静压螺母的连续油腔，简化了加工工艺、降低了加工成本，并能保证螺纹的传动精度。
附图说明
[0020]图1为静压螺母螺纹的一个侧面连续油腔展开图；
[0021]图2为本专利技术的连续油腔静压螺母的结构示意图；
[0022]图3为本专利技术的连续油腔静压螺母的纵向截面视图；
[0023]图4为本专利技术的静压螺母与丝杠螺纹配合区域的局本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续油腔静压螺母，其特征在于，包括静压螺母(1)和丝杠(2)；其中，静压螺母(1)呈圆柱状，其内部开有梯形螺纹(11)，梯形螺纹(11)的两侧螺旋面上开有对置布置的第一螺旋油腔(12)和第二螺旋油腔(13)；梯形螺纹(11)的两端部1/4圈至1圈范围内，分别采用焊接方式填充焊接填充物(14)，焊接填充物(14)从梯形螺纹(11)内部贯通螺纹两螺旋面；通过焊接填充物(14)将第一螺旋油腔(12)和第二螺旋油腔(13)的两端封闭；在静压螺母(1)和丝杠(2)装配后，在第一螺旋油腔(12)和第二螺旋油腔(13)的端部起到封油的作用，使得出油油路中形成一定液阻，以保证在第一螺旋油腔(12)和第二螺旋油腔(13)建立起油腔压力，实现了静压螺母(1)的连续油腔结构。2.根据权利要求1所述的一种连续油腔静压螺母，其特征在于，静压螺母(1)的外圆柱面上设置有2个工艺平面(15)，每个工艺平面(15)上进一步设置有2个集油槽(16)，集油槽(16)与第一螺旋油腔(12)和第二螺旋油腔(13)之间设置有多个进油孔(17)；在静压螺母(1)和丝杠(2)装配后，第一螺旋油腔(12)所在螺旋面与丝杠螺纹之间形成第一节流间隙(12
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2)，第二螺旋油腔(13)所在螺旋面与丝杠螺纹之间形成第二节流间隙(13
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2)，实现静压丝杠副的润滑。3.根据权利要求2所述的一种连续油腔静压螺母，其特征在于，泵站输送的润滑油由集油槽(16)通过多个进油孔(17)，分别进入第一螺旋油腔(12)和第二螺旋油腔(13)，再经过第一节流间隙(12
‑
2)和第二节流间隙(13
‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘代明，张永涛，王伟邵奇，张鹤继，卢德钊，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：