[发明专利]差动式行星滚柱丝杠螺母分瓣模具滚轧成形装置及工艺

权利要求书

1.一种差动式行星滚柱丝杠螺母分瓣模具滚轧成形装置，其特征在于：包括成形模具系统和支撑机构两部分；成形模具系统包括轴向推杆(1)和其上连接的分瓣模组(2)；支撑机构包括支撑架(3)和其上连接的保持架(4)，保持架(4)和分瓣模组(2)配合，支撑架(3)下端与机架连接，使支撑架(3)固定或者与导轨连接保证支撑架(3)能够沿着保持架(4)的轴线运动；

所述的成形模具系统的分瓣模组(2)由N个第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、……、第N分瓣模(20N)构成，N＝2～5，第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、……、第N分瓣模(20N)的结构完全相同，在其顶部有与环形槽螺母的截面积相同的齿形结构，齿形结构的高度为h，h＝h_w+c，h_w为螺母内环形槽齿形高度，c为分瓣模齿形同螺母啮合间隙；

每个分瓣模的顶部两端设有齿形结构，分别为第一齿形结构(2011)和第二齿形结构(2012)，第一齿形结构(2011)和第二齿形结构(2012)的尺寸以及两者之间的距离都由要成形的螺母环形槽的结构决定，齿形结构的齿厚对应于螺母齿槽，齿形结构的齿槽对应于螺母齿厚，齿形结构的齿顶和螺母内环形槽齿形齿底无间隙配合；在第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、……、第N分瓣模(20N)的底部为T形突出结构(2013)，并且T形突出结构(2013)底部具有锥度；

所述的轴向推杆(1)上有N个沿周向均匀分布的平面，在平面上嵌有T形槽，T形槽与第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、……、第N分瓣模(20N)的底部的T形突出结构(2013)配合，保证轴向推杆(1)轴向运动时第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、……、第N分瓣模(20N)不会与轴向推杆(1)分离，轴向推杆(1)具有的锥度与第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、……、第N分瓣模(20N)底部的锥度相同均为H/L，H为分瓣模最大径向位移，L为分瓣模的长度；

所述的保持架(4)为空心结构，其上沿圆周均匀分布着N个矩形窗口，分别为第一矩形窗口(401)、第二矩形窗口(402)、……、第N矩形窗口(40N)，第一矩形窗口(401)、第二矩形窗口(402)、……、第N矩形窗口(40N)与第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、……、第N分瓣模(20N)相配合；第一矩形窗口(401)、第二矩形窗口(402)、……、第N矩形窗口(40N)限制第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、……、第N分瓣模(20N)的轴向和周向运动，使第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、……、第N分瓣模(20N)只能沿径向运动；保持架(4)的外径d₁≤D，D为所成形螺母最小内径；保持架(4)的长度不小于成形工件的长度相同；保持架(4)的内径d₂与轴向推杆(1)的最大直径处相同，为轴向推杆(1)的轴向运动提供导向。

2.利用权利要求1所述的一种差动式行星滚柱丝杠螺母分瓣模具滚轧成形装置的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，滚轧模具组装：将第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、……、第N分瓣模(20N)分别穿过保持架(4)上的第一矩形窗口(401)、第二矩形窗口(402)、……、第N矩形窗口(40N)，使第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、……、第N分瓣模(20N)装入保持架(4)中；将轴向推杆(1)插入保持架(4)的内孔，使第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、……、第N分瓣模(20N)底部的T形突出结构(2013)与轴向推杆(1)的N个平面上的T形槽相配合，轴向推杆(1)插入时第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、……、第N分瓣模(20N)的顶部齿形最大外径小于成形螺母最小内径D；

步骤2，装夹工件(5)：装夹工件(5)使工件(5)的轴线与保持架(4)的轴线相同，工件(5)的内径大于所成形螺母最小内径D，即大于保持架(4)的外径，以保证保持架(4)深入工件(5)的内部；

步骤3，工件(5)或滚轧模具轴向送进：

若支撑架(3)与导轨连接，推动支撑架(3)沿保持架(4)的轴向作进给运动，直到保持架(4)完全进入工件(5)的内孔，工件(5)的端面与支撑架(3)有间隙，分瓣模齿形结构沿轴向对应于工件(5)上成形环形槽区域；

若支撑架(3)与机架固连，则工件(5)向支撑架(3)运动直到保持架(4)完全进入工件(5)的内孔，工件(5)的端面与支撑架(3)有间隙，分瓣模齿形结构沿轴向对应于工件(5)上成形环形槽区域；

当保持架(4)进入工件(5)内孔后，工件(5)保持静止或开始以速度ω旋转；

步骤4，分瓣模径向进给：轴向推杆(1)沿保持架(4)的轴线方向以速度v运动，第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、……、第N分瓣模(20N)沿径向运动，达到最大径向位移H后，轴向推杆(1)停止运动，此时轴向推杆(1)轴向运动距离为l，第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、……、第N分瓣模(20N)齿形结构外径等于所成形螺母最大内径；

步骤5，滚轧成形与工件制动停止：

若在第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、……、第N分瓣模(20N)沿轴向运动的过程中，工件(5)保持静止，此时工件(5)开始旋转，工件(5)旋转至少大于1/N圈，则工件(5)内表面的环形槽成形，工件(5)制动停止；

若在第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、……、第N分瓣模(20N)沿径向运动的过程中，工件(5)一直在以速度ω旋转，则当轴向推杆(1)以v运动到最大位移即第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、……、第N分瓣模(20N)齿形结构外径等于所成形螺母最大内径后，工件(5)至少以速度ω继续旋转2π/Nω，轴向推杆(1)开始轴向运动到工件(5)制定停止过程的时间应不少于

步骤6，轴向推杆(1)沿着保持架(4)的轴线退回，此时，由于第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、……、第N分瓣模(20N)底部的T形突出结构(2013)与轴向推杆(1)上的T形槽相配合，因此，轴向推杆(1)退回时第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、……、第N分瓣模(20N)沿着径向退回，直到第一分瓣模(201)、第二分瓣模(202)、……、第N分瓣模(20N)齿形结构的齿顶外径小于成形螺母最小内径D；

步骤7，若支撑架(3)与机架固定，则工件(5)沿轴向退回直到工件(5)与保持架(4)脱离，然后卸料；若支撑架(3)与导轨相连，则此时支撑架(3)退回到原来的位置，卸料。