行星滚柱丝杠的滚柱丝杠加工
行星滚柱丝杠:现代驱动技术的关键部件
滚柱丝杠的技术要求
滚柱丝杠以高的力传递效率和最小摩擦传递线性运动。力通过行星排列的多个旋转螺纹滚子传递。与传统的滚珠丝杠驱动相比,滚柱丝杠驱动用更紧凑的设计获得了更高的承载率。
作为精密制造领域的专家,埃马克为行星滚柱丝杠的生产提供了一条连续的工艺链。通过将 WPG 7 系列高精度外圆磨床与先进的制造策略相结合,我们能够在保持最高质量的同时经济地生产这些精密部件。
行星滚柱丝杠的工件规格
人形机器人用行星滚柱丝杠的特点是设计紧凑、精度要求高。起始材料是硬度为 HRC 60 的淬火钢坯,热处理后必须进行磨削。主轴的总长度通常为 110 至 120 毫米,因此必须精确磨削多个段外径。
完整的工艺链:从毛坯到精加工
行星滚柱丝杠的生产需要一个精心协调的工艺链,其中包括从毛坯件到成品加工件的多个生产步骤。埃马克为这一工艺链提供优化的解决方案。
- OP05 - 坯料准备:起始材料为圆柱形钢坯,已预先加工成大致的最终尺寸。
- OP10 - 精车(VT 2):轮廓的预加工在埃马克 VT 系列立式车床上进行。所有直径台阶和端面都为后续磨削工序预留了一定的余量。
- OP20 - 深钻孔:主轴的中心孔采用深钻工艺进行钻孔。该孔对减轻重量至关重要,其部分作用是为后续加工步骤提供导向。
- OP30 - 热处理:淬火至 HRC 60,确保主轴能够承受随后要承受的高机械负荷。热处理后,精磨是绝对必要的。
- OP40 - 外圆磨削 I (WPG 7):第一道磨削工序,用于加工较细的轴段。
- OP50 - 外圆磨削 II (WPG 7):第二道磨削工序,用于加工直径较大的部分。
- OP60 - 螺纹磨削 (G375H):在埃马克 G 375 H 螺纹磨床上对精密螺纹进行最后加工。
使用两台 WPG 7 外圆磨床的加工策略
磨削行星滚柱丝杠主轴的特殊挑战在于小直径、空心轴特性和极高的公差要求。因此,埃马克采用了两台 WPG 7 外圆磨床的两阶段加工策略,以最佳方式满足工件的特殊要求。
OP10: 第一次磨削 - 加工细轴端
在第一道磨削工序中,对主轴较细的一端进行加工。由于壁厚较低(主轴是空心的),该区域对工艺控制有特殊要求。如果支撑不足,即使磨削力很小也会导致振动,从而影响表面质量和尺寸精度。
在加工行星滚柱丝杠时,使用斜切砂轮对获得最佳效果至关重要。在此过程中,砂轮与工件轴线成一定角度,因此具有以下几个优点:
- 同时加工直径和平面:倾斜的砂轮可在一次操作中同时磨削圆柱面和轴肩。
- 提高排屑能力:该角度有利于将磨屑从台肩部的接触区排出。
- 更高的表面质量: 倾斜切入式磨削和随后的纵向磨削相结合,可获得最佳的表面粗糙度。
WPG 7 磨床使用的磨料是刚玉砂轮(可选 CBN 砂轮)。这些砂轮的最大直径为 500 毫米,宽度为 80 毫米,为高效加工提供了足够的能力。最大切削速度为 50 米/秒,确保了最佳的切削条件,并控制了输入工件的热量。
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