一种超大长径比多头丝杠精密研磨方法技术

本发明专利技术公开了一种超大长径比多头丝杠精密研磨方法，具体包括如下步骤：恒温处理、清洗零件、精度自检、粗研标记、粗研修型、清洗零件、余量自检、初步精研、清洗零件、多次精研、精度终检、螺纹抛光。并针对性地设计了粗研工装与精研工装，调配了不同组分的粗研研磨剂、精研研磨剂及抛光剂。实现了对所述超大长径比多头丝杠类零件的精密研磨加工，修整了所述超大长径比多头丝杠的齿形，改善了螺纹啮合及承载状态，提高了螺纹承载面的表面质量，并修正了螺纹过渡区域的导程误差。有效地保证了所述超大长径比多头丝杠的齿面轮廓公差等级在IT1以上，公称直径与齿顶圆圈跳动公差等级在IT2以上，齿面光洁度要求小于Rz0.2。齿面光洁度要求小于Rz0.2。齿面光洁度要求小于Rz0.2。

【技术实现步骤摘要】
一种超大长径比多头丝杠精密研磨方法


[0001]本专利技术属于精密机械制造
，具体涉及一种超大长径比多头丝杠精密研磨方法。

技术介绍

[0002]超大长径比多头丝杠作为主要传动部件，被广泛应用与大承载要求的重型机械中。由于该类零件外形尺寸较大，长度约4.8m，通常只能采用大型专用机床设备进行加工。但是在采用长达数米的大型车床加工该类零件的多头丝杠螺纹特征时，由于零件材料为镍基高温合金GH4169，硬度高，易产生加工硬化，刀具磨损严重，且零件长径比非常大，刚性不足，进而导致车削加工后的多头丝杠螺纹仍然不同程度地存在椭圆度较大、毛刺多、形状及尺寸误差大、齿面轮廓精度较低等加工缺陷，难以达到使用要求。因此，在采用专用车床精加工后，还需借助精密研磨技术对多头丝杠螺纹进行去毛刺、修型及抛光，从而保证超大长径比多头丝杠的形状及尺寸公差、齿面轮廓精度等技术指标要求。经广泛查阅，发现关于该类超大长径比多头丝杠精密加工的技术方案，鲜有公开的可供参考的资料。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种针对超大长径比多头丝杠类零件的精密研磨方法，以修整所述超大长径比多头丝杠类零件的齿形，改善所述超大长径比多头丝杠螺纹啮合及承载状态，提高所述超大长径比多头丝杠螺纹承载面的表面质量并修正所述超大长径比多头丝杠螺纹过渡区域的导程误差。
[0004]为达到上述目的，本专利技术提出的一种超大长径比多头丝杠精密研磨方法具体包括如下步骤：
[0005]S1恒温处理：将所述超大长径比多头丝杠放置在加工环境中进行恒温处理，时长务必大于3h，保证加工环境温度稳定在20℃
±
2℃范围内；
[0006]S2清洗零件：首先将所述超大长径比多头丝杠零件起吊装卡在专用研磨台上，然后用洗涤剂或无水乙醇及无纺绸布将所述超大长径比多头丝杠螺纹彻底清洁，去除表面杂质；
[0007]S3精度自检：在所述超大长径比多头丝杠零件两端架设杠杆千分表，找正所述超大长径比多头丝杠零件的基准外圆在0.005mm以内，对所述超大长径比多头丝杠的螺纹进行精密车削，在所述超大长径比多头丝杠螺纹轮廓面各处均匀预留研磨余量，然后用专用检测设备对所述超大长径比丝杠螺纹进行检测，确定所述超大长径比丝杠螺纹的尺寸及形状误差、轮廓度及表面余量等情况；
[0008]S4粗研标记：采用粗研工装配合调制的粗研研磨剂初步研磨所述超大长径比多头丝杠螺纹，根据粗研工装及所述超大长径比多头丝杠螺纹表面的颜色分布，初步确定工装螺纹与所述超大长径比多头丝杠螺纹的接触情况，进而判断出所述超大长径比多头丝杠螺纹椭圆高低点的分布，并与精密车削后的检测结果进行比对；
[0009]S5粗研修型：根据步骤S4所做的标记，将所述粗研研磨剂均匀涂敷在所述超大长径比丝杠螺纹的表面，采用粗研工装对所述超大长径比丝杠螺纹的高点进行重点研磨，在所述超大长径比丝杠螺纹的高点适当增加研磨压力与驻留时间，在所述超大长径比丝杠螺纹的低点位置则轻轻带过，去除毛刺即可；如此反复进行数次粗研，观察所述超大长径比丝杠螺纹表面的颜色分布，直至所述超大长径比丝杠螺纹与粗研工装的丝杠螺纹的轮廓面能够全部贴合；所述粗研过程中，须准备多套粗研工装，每隔20min～30min更换一次粗研工装，以此保证粗研工装磨损均匀，避免由于粗研工装的过度磨损导致所述超大长径比丝杠螺纹产生较大的齿形轮廓误差；所述粗研过程中，将研磨线速度控制在40～45m/min的范围内；
[0010]S6清洗零件：用洗涤剂或无水乙醇及无纺绸布将所述超大长径比多头丝杠螺纹彻底清洁，去除研磨剂与切屑；
[0011]S7余量自检：用专用检测设备对所述超大长径比丝杠螺纹进行检测，确定所述超大长径比丝杠螺纹的研磨余量、尺寸及形位误差、齿面轮廓度等情况，要求所述超大长径比丝杠螺纹的研磨余量在0.01～0.02mm，尺寸及形位误差、齿面轮廓度达到最终技术指标要求的75％以上；
[0012]S8初步精研：将调制的精研研磨剂均匀涂敷在所述超大长径比丝杠螺纹的表面，采用精研工装对所述超大长径比丝杠螺纹全程进行初步精研；根据所述精研工装在所述超大长径比丝杠螺纹不同位置的阻力大小，确定所述超大长径比丝杠螺纹形状及尺寸误差较大的位置，并通过增加研磨压力与驻留时间对研磨阻力较大的位置进行重点研磨，直至阻力均匀且顺滑；所述初步精研前，在所述精研工装的矩形调节槽中加垫铜皮，并适当拧紧所述精研工装的调整螺钉，从而适应所述超大长径比丝杠螺纹齿面轮廓各处的研磨余量；
[0013]S9清洗零件：用洗涤剂或无水乙醇及无纺绸布将所述超大长径比多头丝杠螺纹彻底清洁，去除研磨剂与切屑；
[0014]S10多次精研：将调制的精研研磨剂均匀涂敷在所述超大长径比丝杠螺纹的表面，再次采用精研工装对所述超大长径比丝杠螺纹全程进行多次最终精密研磨；去除铜皮，根据精密研磨过程中的阻力大小，适当调整所述精研工装的调整螺钉，逐步收紧所述精研工装，以适应精密研磨过程中所述超大长径比多头丝杠螺纹尺寸的变化；所述精密研磨过程中，将研磨线速度控制在30～35m/min的范围内；所述精密研磨过程中，须准备多套精研工装，每完成一次精密研磨，更换一次精研工装，以此保证精研工装磨损均匀，避免由于精研工装的过度磨损导致所述超大长径比丝杠螺纹产生较大的加工误差；
[0015]S11精度终检：将所述超大长径比多头丝杠螺纹彻底清洁，采用专用检测设备对所述超大长径比丝杠螺纹进行最终的精度检测，确定所述超大长径比丝杠螺纹的尺寸及形状公差、轮廓度、圆跳动、螺距及表面质量等各项技术指标是否满足图纸要求；若满足，则进行步骤S12，否则，重复步骤S9与S10；
[0016]S12螺纹抛光：使用沾有调制抛光剂的绸布绳带对所述超大长径比多头丝杠螺纹进行多次全程抛光，直至所述超大长径比多头丝杠螺纹所有齿面的光洁度达到图纸要求；所述抛光过程中须不断更换沾有调制抛光剂的绸布绳带，操作人员必须佩戴防毒护具及防护手套。
[0017]进一步的，在精密研磨加工前进行最后一道精密车削，车削时，须按照图纸要求在
所述超大长径比多头丝杠螺纹轮廓面各处均匀预留0.05～0.07mm的研磨余量。
[0018]进一步的，所述S4粗研标记及S5粗研修型中的粗研工装，材料为灰铸铁，形状为1/3圆的半月形，轴向长度为300mm，径向厚度为20mm，内径根据所述超大长径比多头丝杠设计参数加工成1:1的多头丝杠螺纹结构，所述粗研工装内径多头丝杠螺纹的齿形精度应与所述超大长径比多头丝杠螺纹的设计精度相同，所述粗研工装内径多头丝杠螺纹底径位置开设深度约0.1mm的容屑槽，用于容纳磨屑及多余的研磨剂；所述粗研工装内径多头丝杠螺纹的各处尖棱部分做倒角处理，防止划伤丝杠螺纹表面；粗研工装主要用于初步修正多头丝杠螺纹的形状误差和去除分布在螺纹上的毛刺，由于所述超大长径比丝杠在精密车削后仍不同程度地存在椭圆度误差，为了防止研磨过程中粗研工装与所述超大长径比丝杠发生抱死现象，划伤螺纹表面，特地将粗研工装设计成半月形。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超大长径比多头丝杠精密研磨方法，其特征在于，具体包含以下步骤：S1恒温处理：将所述超大长径比多头丝杠放置在加工环境中进行恒温处理，时长大于3h，保证加工环境温度稳定在20℃
±
2℃范围内；S2清洗零件：首先将所述超大长径比多头丝杠起吊装卡在专用研磨台上，然后用洗涤剂或无水乙醇及无纺绸布将所述超大长径比多头丝杠螺纹彻底清洁，去除表面杂质；S3精度自检：在所述超大长径比多头丝杠两端架设杠杆千分表，找正所述超大长径比多头丝杠的基准外圆在0.005mm以内，对所述超大长径比多头丝杠的螺纹进行精密车削，在所述超大长径比多头丝杠螺纹轮廓面各处均匀预留研磨余量，然后用专用检测设备对所述超大长径比丝杠螺纹进行检测，确定所述超大长径比丝杠螺纹的尺寸及形状误差、轮廓度及表面余量情况；S4粗研标记：采用粗研工装配合调制的粗研研磨剂初步研磨所述超大长径比多头丝杠螺纹，根据粗研工装及所述超大长径比多头丝杠螺纹表面的颜色分布，初步确定工装螺纹与所述超大长径比多头丝杠螺纹的接触情况，进而判断并标记出所述超大长径比多头丝杠螺纹椭圆高低点的分布，并与精密车削后的检测结果进行比对；S5粗研修型：根据步骤S4所做的标记，将所述粗研研磨剂均匀涂敷在所述超大长径比丝杠螺纹的表面，采用粗研工装对所述超大长径比丝杠螺纹的高点进行重点研磨，在所述超大长径比丝杠螺纹的高点适当增加研磨压力与驻留时间，在所述超大长径比丝杠螺纹的低点位置则轻轻带过，去除毛刺即可；如此反复进行数次粗研，观察所述超大长径比丝杠螺纹表面的颜色分布，直至所述超大长径比丝杠螺纹与粗研工装的丝杠螺纹的轮廓面能够全部贴合；所述粗研过程中，须准备多套粗研工装，每隔20min～30min更换一次粗研工装，保证粗研工装磨损均匀，避免粗研工装过度磨损或磨损不均导致较大的加工误差；所述粗研过程中，将研磨线速度控制在40～45m/min的范围内；S6清洗零件：用洗涤剂或无水乙醇及无纺绸布将所述超大长径比多头丝杠螺纹彻底清洁，去除研磨剂与切屑；S7余量自检：用专用检测设备对所述超大长径比丝杠螺纹进行检测，确定所述超大长径比丝杠螺纹的研磨余量、尺寸及形位误差、齿面轮廓度情况，使得所述超大长径比丝杠螺纹的研磨余量在0.01～0.02mm，尺寸及形位误差、齿面轮廓度达到技术指标要求的75％以上；S8初步精研：将调制的精研研磨剂均匀涂敷在所述超大长径比丝杠螺纹的表面，采用精研工装对所述超大长径比丝杠螺纹全程进行初步精研；根据所述精研工装在所述超大长径比丝杠螺纹不同位置的阻力大小，确定所述超大长径比丝杠螺纹形状及尺寸误差较大的位置，并通过增加研磨压力与驻留时间对研磨阻力较大的位置进行重点研磨，直至阻力均匀且顺滑；所述初步精研前，在所述精研工装的矩形调节槽中加垫铜皮，并适当拧紧所述精研工装的调整螺钉，从而适应所述超大长径比丝杠螺纹齿面轮廓各处的研磨余量；S9清洗零件：用洗涤剂或无水乙醇及无纺绸布将所述超大长径比多头丝杠螺纹彻底清洁，去除研磨剂与切屑；S10多次精研：将调制的精研研磨剂均匀涂敷在所述超大长径比丝杠螺纹的表面，再次采用精研工装对所述超大长径比丝杠螺纹全程进行多次精密研磨；去除铜皮，根据精密研磨过程中的阻力大小，适当调整所述精研工装的调整螺钉，逐步收紧所述精研工装，以适应
精密研磨过程中所述超大长径比多头丝杠螺纹尺寸的变化；所述精密研磨过程中，将研磨线速度控制在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，李晨旭，钱静，樊小双，李强，陈涛，马培仙，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：