[发明专利]一种差动式行星滚柱丝杠螺母环形槽塑性成形装置及工艺

说明书

一种差动式行星滚柱丝杠螺母环形槽塑性成形装置及工艺，装置包括偏心系统和滚轧系统，偏心系统由支架、楔形块和滑块构成，支架上连接有楔形块，楔形块上方的支架上连接有滑块；滚轧系统包括支撑轴、滑动轴承、滚轧模具和挡圈，支撑轴的一端与滑块固联，支撑轴上安装有滑动轴承，滑动轴承上安装有滚轧模具，滑动轴承与滚轧模具的轴向通过支撑轴的轴肩和挡圈定位；工艺是先装夹工件，保证工件的轴线与滚轧模具的轴线重合；然后工件或滚轧模具轴向送进，楔形块沿轴向运动，工件旋转，螺母内表面的环形槽成形；楔形块沿轴向退回，滑块向下运动，卸料；本发明可减少材料浪费、提升加工效率以及零件抗疲劳性能和表面质量。

技术领域

本发明属于材料先进成形制造技术领域，具体涉及一种差动式行星滚柱丝杠螺母环形槽塑性成形装置及工艺。

背景技术

1942年瑞典人发明了行星滚柱丝杠副，行星滚柱丝杠以其高承载、耐冲击、高精度等诸多优点得到广泛的认可和应用。但是滚柱丝杠结构复杂，对加工精度等的要求较高，特别滚柱结构包含螺纹与齿轮结构。1993年德国宇航中心研制出PWG型差动式行星滚柱丝杠，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，螺母、丝杠、滚柱均为环形槽结构。

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。

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 rollingprocess of forming the internal thread.International Journal of AdvancedManufacturing 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轧的方式进行成形；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。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提出一种差动式行星滚柱丝杠螺母环形槽塑性成形装置及工艺，可减少材料浪费、提升加工效率以及零件抗疲劳性能和表面质量。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种差动式行星滚柱丝杠螺母环形槽塑性成形装置，包括偏心系统和滚轧系统，偏心系统使滚轧模具轴线与坯料轴线不同轴线，产生偏心；滚轧系统完成螺母内表面环形槽的塑性成形；

所述的偏心系统由支架1、楔形块2和滑块3构成，支架1下端固定在导轨上，或固联在机架上；支架1上连接有楔形块2，楔形块2上方的支架1上连接有滑块3；

所述的滚轧系统包括支撑轴4、滑动轴承5、滚轧模具6和挡圈7，支撑轴4的一端与滑块3固联，支撑轴4上安装有滑动轴承5，滑动轴承5上安装有滚轧模具6，滑动轴承5与滚轧模具6的轴向通过支撑轴4的轴肩和挡圈7定位。

所述的支架1上部设有凹型缺口，凹型缺口底部设有第一凹槽101，凹型缺口侧面设有第一突出导向102；

所述的楔形块2底部设有第二突出导向201，上部设有第二凹槽202，顶部设有第一斜面203，第一斜面203的角度由滚轧模具偏心距离即径向进给距离H和楔形块2的沿工件或模具轴向的位移L确定，第一斜面203的角度θ≥arctan(H/L)，楔形块2沿工件或模具轴向长度大于L；

所述的滑块3侧面设有第三凹槽301，滑块3底部设有第三突出导向303，滑块底部设有第二斜面302，第二斜面302角度与楔形块2的第一斜面的角度相同；