一种注塑成型返向器的制作方法与流程

1.本发明创造属于汽车转向系统技术领域，尤其是涉及一种注塑成型返向器的制作方法。


背景技术：

2.在汽车的转向系统中，r-eps电动助力转向器是一种包括滚珠丝杠副的传动结构，为确保r-eps电动助力转向器准确可靠的对转向动作进行传递，需要滚珠丝杠副具有良好的传动效率和精度。
3.众所周知，滚珠丝杠副是一种实现回转运动与直线运动之间相互转化的理想机构，为连接滚珠循环的两端使滚珠的运动回路形成闭环，在滚珠丝杠副中需要添加具有返向通道的返向器，因此返向器的设计制造精度就会直接影响到滚珠丝杠副的传动效率、传动精度和使用寿命。
4.在现有技术中，返向器的设计制作方法存在缺陷，无法确保返向通道的引导线具有良好的光滑度，还不能使返向通道的引导线与滚珠的滚道出入口相切，这样一来就会导致滚珠在返向器中的运行轨迹存在较大的随意性，不仅会降低滚珠丝杠副的传动效率和传动精度，还会使滚珠在运行过程中与返向通道内壁发生冲击，进而缩短返向器的使用寿命。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明创造旨在提出一种注塑成型返向器的制作方法，以解决上述技术问题。
6.为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：本发明实施例提供了一种注塑成型返向器的制作方法，包括：获取返向器的尺寸参数和滚珠丝杠副的基础参数，所述基础参数包括：滚珠直径、滚道中径、循环圈数和螺旋滚道节距，根据所述尺寸参数生成返向器三维模型，并根据所述滚道中径、循环圈数和螺旋滚道节距，在返向器三维模型中生成与返向器相关联的滚道螺旋线；在所述滚道螺旋线上生成第一基准平面α，且第一基准平面α与滚道螺旋线的轴线相重合；以所述滚道螺旋线的轴线方向为投影方向，生成滚道螺旋线的投影圆c，在投影圆c上生成投影圆切线l1，且所述投影圆切线l1与第一基准平面α呈77
°±2°
夹角；捕捉所述投影圆c上投影圆切线l1所形成的切点p1，计算切点p1到第一基准平面α的最小距离，并以所述最小距离为偏移量，生成第一基准平面α的偏移平面α1；捕捉所述偏移平面α1与滚道螺旋线两端的交点p2和交点p3，以交点p2为切点生成滚道螺旋线的切线l2，并以交点p3为切点生成滚道螺旋线的切线l3；在所述切线l2上选取特征点p4，以使得交点p2与特征点p4的连线沿滚道螺旋线的轴线方向所形成投影线的长度与投影圆的半径长度相等；在所述切线l3上选取特征点p5，以使得交点p3与特征点p5的连线沿滚道螺旋线的轴线方向所形成投影线的长度与投影圆
的半径长度相等；计算所述特征点p4与特征点p5之间的连线长度，以所述连线长度为直径、特征点p4为起点、特征点p5为终点，生成半圆形曲线l4，所述半圆形曲线l4的开口侧朝向滚道螺旋线的轴线，且半圆形曲线l4所在平面与第一基准平面α相垂直；在所述特征点p4和特征点p5之间生成第二基准平面β，所述第二基准平面β到特征点p4的距离与第二基准平面β到特征点p5的距离相等，且第二基准平面β与滚道螺旋线的轴线相垂直；在特征点p4和第二基准平面β之间生成第二基准平面β的偏移平面β1，并在特征点p5和第二基准平面β之间生成第二基准平面β的偏移平面β2，且偏移平面β1和偏移平面β2呈镜像布置在第二基准平面β的两侧；捕捉所述半圆形曲线l4与第二基准平面β的交点p6、半圆形曲线l4与偏移平面β1的交点p7以及半圆形曲线l4与偏移平面β2的交点p8；根据所述交点p2、特征点p4、交点p7、交点p6、交点p8、特征点p5和交点p3，拟合生成光滑的空间曲线l5；根据所述滚珠直径确定返向通道的扫掠截面半径，并以空间曲线l5为返向通道的扫掠引导线，在所述返向器三维模型中扫掠生成返向通道；以所述空间曲线l5为分切线对带有返向通道的返向器三维模型进行分切，生成互为镜像的两个分切实体，通过注塑成型工艺加工两个所述分切实体，形成返向器组件a和返向器组件b，并将返向器组件a和返向器组件b相拼接形成返向器。
7.进一步的，所述根据所述滚道中径、循环圈数和螺旋滚道节距，在返向器三维模型中生成与返向器相关联的滚道螺旋线，包括：根据滚道中径确定滚道螺旋线的直径，根据预设补偿圈数与循环圈数之和确定实际圈数，通过实际圈数和螺旋滚道节距的乘积确定滚道螺旋线的轴向长度，并根据螺旋线的直径和滚道螺旋线的轴向长度，在返向器三维模型中生成与返向器相关联的滚道螺旋线。
8.进一步的，所述预设补偿圈数为0.5圈或0.6圈。
9.进一步的，在根据所述交点p2、特征点p4、交点p7、交点p6、交点p8、特征点p5和交点p3，拟合生成光滑的空间曲线l5之前，本实施例提供的注塑成型返向器的制作方法，还可包括：在所述切线l2上选取特征点p9和特征点p10，所述特征点p9和特征点p10均位于交点p2和特征点p4之间，且交点p2到特征点p9的距离、特征点p9到特征点p10的距离以及特征点p10到特征点p4的距离相等；在所述切线l3上选取特征点p11和特征点p12，所述特征点p11和特征点p12均位于交点p3和特征点p5之间，且交点p3到特征点p11的距离、特征点p11到特征点p12的距离以及特征点p12到特征点p5的距离相等；相应的，所述根据所述交点p2、特征点p4、交点p7、交点p6、交点p8、特征点p5和交点p3，拟合生成光滑的空间曲线l5，应包括：根据所述交点p2、特征点p9、特征点p10、特征点p4、交点p7、交点p6、交点p8、特征点p5、特征点p12、特征点p11和交点p3，拟合生成光滑的空间曲线l5。
10.进一步的，在根据所述交点p2、特征点p4、交点p7、交点p6、交点p8、特征点p5和交点p3，拟合生成光滑的空间曲线l5之前，本实施例提供的注塑成型返向器的制作方法，还可
包括：在所述特征点p4和偏移平面β1之间生成偏移平面β1的偏移平面β3，且特征点p4到偏移平面β3的距离、偏移平面β3到偏移平面β1的距离以及偏移平面β1到第二基准平面β的距离相等；在所述特征点p5和偏移平面β2之间生成偏移平面β2的偏移平面β4，且特征点p5到偏移平面β4的距离、偏移平面β4到偏移平面β2的距离以及偏移平面β2到第二基准平面β的距离相等；捕捉所述半圆形曲线l4与第二基准平面β的交点p6、半圆形曲线l4与偏移平面β1的交点p7、半圆形曲线l4与偏移平面β2的交点p8、半圆形曲线l4与偏移平面β3的交点p13以及半圆形曲线l4与偏移平面β4的交点p14；相应的，所述根据所述交点p2、特征点p4、交点p7、交点p6、交点p8、特征点p5和交点p3，拟合生成光滑的空间曲线l5，应包括：根据所述交点p2、特征点p4、交点p13、交点p7、交点p6、交点p8、交点p14、特征点p5和交点p3，拟合生成光滑的空间曲线l5。
11.进一步的，根据所述滚珠直径确定返向通道的扫掠截面半径，包括：根据预设修正系数对所述滚珠直径进行修正，并根据修正后的滚珠直径确定返向通道的扫掠截面半径。
12.进一步的，所述预设修正系数为0.52-0.55。
13.相对于现有技术，本发明创造所述的一种注塑成型返向器的制作方法具有以下优势：本发明创造所述的一种注塑成型返向器的制作方法，能通过多个交点和特征点拟合生成光滑的空间曲线l5，并以空间曲线l5作为返向器内返向通道的引导线，在返向器三维模型中扫掠生成返向通道，并以带有返向通道的返向器三维模型为基础制作返向器。与传统返向器的设计制造方法相比，能提高返向通道引导线的光滑程度，并确保返向通道引导线的两端与滚道螺旋线相切，从而降低滚珠在返向通道内运行轨迹的随意性，避免滚珠与返向通道内壁发生冲击，进而提高滚珠丝杠副的传动效率和传动精度，并延长返向器的使用寿命。此外，本方法以空间曲线l5作为分切线对带有返向通道的返向器三维模型进行分切，并通过注塑成型工艺对返向器进行加工，因此提高了返向器的制作效率和尺寸精确度，并降低工件注塑成型的难度。
附图说明
14.构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：图1为本发明创造实施例所述的注塑成型返向器的制作方法的流程图；图2为本发明创造实施例所述的投影圆c、切线l1和切点p1的示意图；图3为本发明创造实施例所述的切线l2、切线l3、半圆形曲线l4的示意图；图4为本发明创造实施例所述的空间曲线l5的示意图；图5为本发明创造实施例所述的返向器组件a和返向器组件b的结构示意图。
具体实施方式
15.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
16.返向器是一种带有返向通道的滚珠丝杠副部件，由于返向通道能连接滚珠循环的两端并使每个回路都形成闭环，因此滚珠在返向通道内部的运动顺滑程度将会直接影响滚珠丝杠副的传动效率、传动精度和使用寿命。为提高滚珠在返向通道内部的运动顺滑程度，本实施例将提供一种注塑成型返向器的制作方法，以多个点拟合生成的光滑空间曲线作为返向通道的引导线，设计制作返向器中的返向通道，从而使滚珠丝杠副具有更高的传动效率、传动精度和使用寿命。
17.图1为本发明实施例提供的注塑成型返向器的制作方法的流程图，如图所示，在本实施例中注塑成型返向器的制作方法具体包括如下步骤：步骤110、获取返向器的尺寸参数和滚珠丝杠副的基础参数，所述基础参数包括：滚珠直径、滚道中径、循环圈数和螺旋滚道节距，根据所述尺寸参数生成返向器三维模型，并根据所述滚道中径、循环圈数和螺旋滚道节距，在返向器三维模型中生成与返向器相关联的滚道螺旋线。
18.通常情况下，工作人员会在进行返向器的设计制造前根据传动任务的实际需要对滚珠丝杠副进行选型，以使得滚珠丝杠的传动精度和负载能力与实际需要相匹配。因此，为确保设计制造所得的返向器与滚珠丝杠副相匹配，本实施例应获取滚珠丝杠副的滚珠直径、滚道中径、循环圈数和螺旋滚道节距等基础参数。其中滚珠直径是指滚珠丝杠副中运动的滚珠的直径尺寸；滚道中径是指丝杠上用于容纳滚珠的螺旋滚道的中心直径；循环圈数是指滚珠丝杠副中螺母每转动一周，滚珠在螺旋滚道上循环运动的圈数；螺旋滚道节距是指丝杠螺旋滚道上相邻两点之间的距离。
19.由于不同的r-eps电动助力转向器具有不同的规格，因此滚珠丝杠副及安装在滚珠丝杠副上的返向器也具有不同的形状参数。为确保返向器的设计制作结果与实际情况相匹配，在进行返向器的制作前，还应根据设计需求获取返向器的尺寸参数（如长、宽、高、壁厚等形状尺寸），以便在三维建模软件（如ug、solidworks、proe等）中生成返向器三维模型，方便进行后续设计过程。
20.当滚珠丝杠副的基础参数和返向器三维模型均确定后，可根据滚道中径、循环圈数和螺旋滚道节距，在三维建模软件中绘制与返向器相关联的滚道螺旋线，从而借助滚道螺旋线体现滚珠在返向器所在区域内部的运动轨迹，方便对返向器中的返向通道进行设计。
21.可选的，在本实施例中，根据滚道中径、循环圈数和螺旋滚道节距，在返向器三维模型中生成与返向器相关联的滚道螺旋线，可具体包括：根据滚道中径确定滚道螺旋线的直径，根据预设补偿圈数与循环圈数之和确定实际圈数，通过实际圈数和螺旋滚道节距的乘积确定滚道螺旋线的轴向长度，并根据螺旋线的直径和滚道螺旋线的轴向长度，在返向器三维模型中生成与返向器相关联的滚道螺旋线。
22.需要说明的是，为确保滚珠在返向器的作用下顺利完成返向循环动作，工作人员
确定滚道螺旋线的实际圈数时，通常会在循环圈数的基础上为滚珠的返向循环动作增加一定的预设补偿圈数。因此在本实施例中，预设补偿圈数可设定为0.5圈或0.6圈，以确保滚珠在经过返向器后顺利完成返向循环动作。
23.步骤120、在所述滚道螺旋线上生成第一基准平面α，且第一基准平面α与滚道螺旋线的轴线相重合；以所述滚道螺旋线的轴线方向为投影方向，生成滚道螺旋线的投影圆c，在投影圆c上生成投影圆切线l1，且所述投影圆切线l1与第一基准平面α呈77
°±2°
夹角；捕捉所述投影圆c上投影圆切线l1所形成的切点p1，计算切点p1到第一基准平面α的最小距离，并以所述最小距离为偏移量，生成第一基准平面α的偏移平面α1；捕捉所述偏移平面α1与滚道螺旋线两端的交点p2和交点p3，以交点p2为切点生成滚道螺旋线的切线l2，并以交点p3为切点生成滚道螺旋线的切线l3。
24.图2、图3和图4为生成返向通道引导线过程中各个阶段的示意图，为方便进行后续描述，在本实施例中可将返向通道引导线划分为顺次连接的入口段、连接段和出口段，且入口段和出口段应分别与滚道螺旋线的两端相连通。
25.为提升滚珠在进出返向通道时顺滑程度，本实施例中所述的入口段和出口段均应与滚道螺旋线保持相切的姿态，但由于滚道螺旋线上的任意一点均存在螺旋升角，因此在进行入口段和出口段的设计时，应考虑螺旋升角所产生的影响，从而合理选择滚道螺旋线两端的切点，并生成合理的滚道螺旋线切线。
26.具体的，在确定滚道螺旋线两端的切点时，本实施例将先在滚道螺旋线上生成与滚道螺旋线的轴线相重合的第一基准平面α，随后沿滚道螺旋线的轴线方向为投影方向，生成滚道螺旋线的投影圆c，并在投影圆c上生成投影圆切线l1。如图2所示，投影圆切线l1应与第一基准平面α呈77
°±2°
夹角，此时可捕捉投影圆c上投影圆切线l1所形成的切点p1，并计算切点p1到第一基准平面α的最小距离，并以最小距离为偏移量生成第一基准平面α的偏移平面α1。由于投影圆切线l1与第一基准平面α之间存在77
°±2°
的夹角，因此基于切点p1到第一基准平面α的最小距离生成的偏移平面α1与滚道螺旋线两端所形成的交点p2和交点p3，即为滚道螺旋线在螺旋升角的影响下所具备的最佳切点位置。相应的，当交点p2和交点p3选定后，可将交点p2作为切点生成滚道螺旋线的切线l2，并将交点p3作为切点生成滚道螺旋线的切线l3，以便后续过程中在切线l2和切线l3上选择特征点，生成与滚道螺旋线两端相切的入口段及出口段。
27.步骤130、在所述切线l2上选取特征点p4，以使得交点p2与特征点p4的连线沿滚道螺旋线的轴线方向所形成投影线的长度与投影圆的半径长度相等；在所述切线l3上选取特征点p5，以使得交点p3与特征点p5的连线沿滚道螺旋线的轴线方向所形成投影线的长度与投影圆的半径长度相等。
28.当切线l2和切线l3确定后，由于生成直线至少需要两个点进行定位，因此为方便后续过程中生成返向通道引导线的入口段和出口段，应至少在切线l2和切线l3上各选定一个特征点，从而配合交点p2和交点p3生成入口段和出口段。具体的，如图3所示，在切线l2上可选取特征点p4，为方便确定特征点p4的位置，可在交点p2和切线l2上的任意一点之间进行连线，并将所述连线沿滚道螺旋线的轴线方向进行投影生成投影线。当投影线的长度与投影圆的半径长度相等时，连线的另一端点所在的位置即为特征点p4所在的位置。相应的，可采用相同的方法在切线l3上可选取特征点p5，并在交点p3和切线l3上的任意一点之间进
行连线和投影，从而借助投影线的长度确定特征点p5所在的位置。
29.由于交点p2与特征点p4的连线和交点p3与特征点p5的连线所形成的投影线长度均与投影圆的半径长度相等，因此能确保返向通道引导线的入口段（根据交点p2和特征点p4生成）与返向通道引导线的出口段（根据交点p3和特征点p5生成）具有相同的长度，这样一来就能降低滚珠进出连接段时的运动差异，从而提升滚珠在返向通道内的运动平顺程度。
30.步骤140、计算所述特征点p4与特征点p5之间的连线长度，以所述连线长度为直径、特征点p4为起点、特征点p5为终点，生成半圆形曲线l4，所述半圆形曲线l4的开口侧朝向滚道螺旋线的轴线，且半圆形曲线l4所在平面与第一基准平面α相垂直。
31.由于返向通道的引导线包括顺次连接的入口段、连接段和出口段，因此当特征点p4和特征点p5确定后，可将特征点p4和特征点p5设定为连接段的两端点，从而生成返向通道引导线的连接段。
32.与入口段和出口段不同的，为确保滚珠在返向通道内部获得平顺的运动状态，连接段应设计为光滑的空间曲线。为实现这一目的，如图3所示，在本实施例中可特征点p4作为起点、特征点p5作为终点，并以特征点p4与特征点p5之间的连线长度作为直径，绘制生成半圆形曲线l4。所述半圆形曲线l4的开口侧朝向滚道螺旋线的轴线，且半圆形曲线l4所在的平面应与第一基准平面α相垂直。
33.由于特征点p4和特征点p5分别为半圆形曲线l4的起点和终点，且半圆形曲线l4的直径与特征点p4和特征点p5之间的连线长度相等，因此特征点p4和特征点p5就可视作半圆形曲线l4上以圆心为对称中心的两个切点。这样一来就可以使入口段和出口段均与半圆形曲线l4相切，当根据在半圆形曲线l4所选取的点生成连接段后，入口段、连接段和出口段所形成的返向通道引导线将具有较高的光滑度，从而避免滚珠在返向通道内部发生冲击，提升滚珠在返向通道内的运动顺滑程度。
34.步骤150、在所述特征点p4和特征点p5之间生成第二基准平面β，所述第二基准平面β到特征点p4的距离与第二基准平面β到特征点p5的距离相等，且第二基准平面β与滚道螺旋线的轴线相垂直；在特征点p4和第二基准平面β之间生成第二基准平面β的偏移平面β1，并在特征点p5和第二基准平面β之间生成第二基准平面β的偏移平面β2，且偏移平面β1和偏移平面β2呈镜像布置在第二基准平面β的两侧；捕捉所述半圆形曲线l4与第二基准平面β的交点p6、半圆形曲线l4与偏移平面β1的交点p7以及半圆形曲线l4与偏移平面β2的交点p8。
35.当半圆形曲线l4确定后，本实施例将在半圆形曲线l4上选点进行连接段的定位。具体的，为确定连接段的最高点，可在半圆形曲线l4的两端之间（即特征点p4和特征点p5之间）生成第二基准平面β。由于半圆形曲线l4的直径与特征点p4和特征点p5的连线长度相等，因此第二基准平面β到特征点p4的距离应与第二基准平面β到特征点p5的距离相等，且第二基准平面β与滚道螺旋线的轴线相垂直，从而使半圆形曲线l4与第二基准平面β所形成的交点p6处于半圆形曲线l4的弧顶位置。
36.相应的，为提升连接段的光滑程度，本实施例还可在特征点p4和第二基准平面β之间生成第二基准平面β的偏移平面β1，并在特征点p5和第二基准平面β之间生成第二基准平面β的偏移平面β2，且偏移平面β1和偏移平面β2呈镜像布置在第二基准平面β的两侧。此时
半圆形曲线l4与偏移平面β1的交点p7以及半圆形曲线l4与偏移平面β2的交点p8均可用于定位连接段，且通过特征点p4、交点p7、交点p6、交点p8以及特征点p5所生成的连接段具有更高的光滑度。
37.步骤160、根据所述交点p2、特征点p4、交点p7、交点p6、交点p8、特征点p5和交点p3，拟合生成光滑的空间曲线l5。
38.当生成入口段的交点p2和特征点p4、生成连接段的交点p7、交点p6和交点p8，以及生成出口段的特征点p5和交点p3均确定后，可通过三维建模软件对上述点位进行拟合，从而生成如图4所示的光滑空间曲线l5。
39.需要说明的是，本实施例中所述的拟合方法可选用如最小二乘法等常见的曲线拟合方法，也可在三维建模软件中对上述点位的坐标进行统计，并根据各点位的坐标进行空间曲线方程的计算，从而生成光滑的空间曲线l5。
40.作为本实施例的一个可选实施方式，为进一步的提升入口段和出口段上特征点的数量，提高空间曲线l5的拟合精度，本实施例在根据交点p2、特征点p4、交点p7、交点p6、交点p8、特征点p5和交点p3，拟合生成光滑的空间曲线l5之前，还可增加如下步骤：在所述切线l2上选取特征点p9和特征点p10，所述特征点p9和特征点p10均位于交点p2和特征点p4之间，且交点p2到特征点p9的距离、特征点p9到特征点p10的距离以及特征点p10到特征点p4的距离相等；在所述切线l3上选取特征点p11和特征点p12，所述特征点p11和特征点p12均位于交点p3和特征点p5之间，且交点p3到特征点p11的距离、特征点p11到特征点p12的距离以及特征点p12到特征点p5的距离相等。
41.相应的，在增加上述步骤后，根据交点p2、特征点p4、交点p7、交点p6、交点p8、特征点p5和交点p3，拟合生成光滑的空间曲线l5，应调整为：根据所述交点p2、特征点p9、特征点p10、特征点p4、交点p7、交点p6、交点p8、特征点p5、特征点p12、特征点p11和交点p3，拟合生成光滑的空间曲线l5。
42.需要说明的是，上述在切线l2和切线l3上选取的特征点仅为本实施例中的示例，工作人员也可根据实际需求增加特征点的数量，从而使入口段和出口段的拟合精度与实际需求相匹配。
43.作为本实施例的又一个可选实施方式，为进一步的提升定位连接段的点的数量，提高空间曲线l5的拟合精度，本实施例在根据交点p2、特征点p4、交点p7、交点p6、交点p8、特征点p5和交点p3，拟合生成光滑的空间曲线l5之前，还可增加如下步骤：在所述特征点p4和偏移平面β1之间生成偏移平面β1的偏移平面β3，且特征点p4到偏移平面β3的距离、偏移平面β3到偏移平面β1的距离以及偏移平面β1到第二基准平面β的距离相等；在所述特征点p5和偏移平面β2之间生成偏移平面β2的偏移平面β4，且特征点p5到偏移平面β4的距离、偏移平面β4到偏移平面β2的距离以及偏移平面β2到第二基准平面β的距离相等；捕捉所述半圆形曲线l4与第二基准平面β的交点p6、半圆形曲线l4与偏移平面β1的交点p7、半圆形曲线l4与偏移平面β2的交点p8、半圆形曲线l4与偏移平面β3的交点p13以及半圆形曲线l4与偏移平面β4的交点p14。
44.相应的，在增加上述步骤后，根据交点p2、特征点p4、交点p7、交点p6、交点p8、特征点p5和交点p3，拟合生成光滑的空间曲线l5，应调整为：根据所述交点p2、特征点p4、交点p13、交点p7、交点p6、交点p8、交点p14、特征点p5和交点p3，拟合生成光滑的空间曲线l5。
45.需要说明的是，上述生成偏移平面的数量和在半圆形曲线l4上选取交点的数量仅为本实施例中的示例，工作人员也可根据实际需求增加偏移平面的数量，从而在半圆形曲线l4上选取更多的交点，以使得连接段的拟合精度与实际需求相匹配。
46.步骤170、根据所述滚珠直径确定返向通道的扫掠截面半径，并以空间曲线l5为返向通道的扫掠引导线，在所述返向器三维模型中扫掠生成返向通道。
47.当空间曲线l5确定后，可将空间曲线l5作为返向通道的扫掠引导线，在返向器三维模型中以扫掠的方式生成返向通道。由于滚珠丝杠副的滚珠需要在返向通道内部进行运动，因此为避免返向通道的内壁对滚珠的运动造成阻碍，应根据滚珠直径确定返向通道的扫掠截面半径。
48.需要说明的是，为确保返向通道能够正常容纳滚珠的运动，扫掠截面的半径应大于等于滚珠直径的一半。但是过大的扫掠截面半径又会导致滚珠在返向通道内部出现过大的运动轨迹随意性，因此在本实施例中，可将根据滚珠直径确定返向通道的扫掠截面半径，具体优化为：根据预设修正系数对所述滚珠直径进行修正，并根据修正后的滚珠直径确定返向通道的扫掠截面半径。
49.作为示例而非限定的，本实施例中所述的预设修正系数可设定为0.52-0.55，在进行扫掠截面半径的修正时，应计算预设修正系数与滚珠直径的乘积，从而获得修正后的滚珠直径确定返向通道的扫掠截面半径。
50.步骤180、以所述空间曲线l5为分切线对带有返向通道的返向器三维模型进行分切，生成互为镜像的两个分切实体，通过注塑成型工艺加工两个所述分切实体，形成返向器组件a和返向器组件b，并将返向器组件a和返向器组件b相拼接形成返向器。
51.在现有技术中，返向器通常采用合金材料制成，在进行加工时，工作人员会根据设计要求先对合金材料进行塑形，然后再通过切割工艺加工返向通道。但是这种加工方法的制造难度较高，且成品工件的尺寸精度有限，同时合金材料制成的返向器会在运行过程中产生较大的噪音，无法对返向器中的滚珠进行减震缓冲，不能满足实际使用需求。
52.为解决上述问题，本实施例将选用工程塑料作为返向器的制作材料，并使用注塑成型的工艺进行返向器的制造。具体的，为方便进行注塑成型，本实施例将以空间曲线l5作为分切线对带有返向通道的返向器三维模型进行分切，生成互为镜像的两个分切实体。随后以分切实体为基础加工注塑成型的模具型腔，再以工程塑料为注塑原料进行成型加工，形成如图5所示的返向器组件a和返向器组件b。在进行使用时，工作人员可将返向器组件a和返向器组件b相拼接形成返向器，并安装在r-eps电动助力转向器中的滚珠丝杠副上。
53.在进行返向器组件a和返向器组件b的拼接前，工作人员可分别在两个拼接面上加工定位销和用于容纳定位销的定位槽，从而降低返向器组件a和返向器组件b的对正难度。相应的，工作人员也可采用如粘接和热熔等其他常见的注塑件连接方式对返向器组件a和返向器组件b，以使得返向器组件a和返向器组件b形成滚珠丝杠副的返向器。
54.本发明实施例提供了一种注塑成型返向器的制作方法，能通过多个交点和特征点拟合生成光滑的空间曲线l5，并以空间曲线l5作为返向器内返向通道的引导线，在返向器三维模型中扫掠生成返向通道。与传统返向器的设计制造方法相比，能提高返向通道引导线的光滑程度，确保返向通道引导线的两端与滚道螺旋线相切，从而降低滚珠在返向通道内运行轨迹的随意性，避免滚珠与返向通道内壁发生冲击，进而提高滚珠丝杠副的传动效率和传动精度，延长返向器的使用寿命。此外，由于本实施例在注塑成型加工前对带有返向通道的返向器三维模型进行分切，因此降低了注塑成型加工难度，从而方便采用工程塑料等具有良好减震缓冲性能的材料进行返向器的制作。
55.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

技术特征：
1.一种注塑成型返向器的制作方法，其特征在于包括：获取返向器的尺寸参数和滚珠丝杠副的基础参数，所述基础参数包括：滚珠直径、滚道中径、循环圈数和螺旋滚道节距，根据所述尺寸参数生成返向器三维模型，并根据所述滚道中径、循环圈数和螺旋滚道节距，在返向器三维模型中生成与返向器相关联的滚道螺旋线；在所述滚道螺旋线上生成第一基准平面α，且第一基准平面α与滚道螺旋线的轴线相重合；以所述滚道螺旋线的轴线方向为投影方向，生成滚道螺旋线的投影圆c，在投影圆c上生成投影圆切线l1，且所述投影圆切线l1与第一基准平面α呈77
°±2°
夹角；捕捉所述投影圆c上投影圆切线l1所形成的切点p1，计算切点p1到第一基准平面α的最小距离，并以所述最小距离为偏移量，生成第一基准平面α的偏移平面α1；捕捉所述偏移平面α1与滚道螺旋线两端的交点p2和交点p3，以交点p2为切点生成滚道螺旋线的切线l2，并以交点p3为切点生成滚道螺旋线的切线l3；在所述切线l2上选取特征点p4，以使得交点p2与特征点p4的连线沿滚道螺旋线的轴线方向所形成投影线的长度与投影圆的半径长度相等；在所述切线l3上选取特征点p5，以使得交点p3与特征点p5的连线沿滚道螺旋线的轴线方向所形成投影线的长度与投影圆的半径长度相等；计算所述特征点p4与特征点p5之间的连线长度，以所述连线长度为直径、特征点p4为起点、特征点p5为终点，生成半圆形曲线l4，所述半圆形曲线l4的开口侧朝向滚道螺旋线的轴线，且半圆形曲线l4所在平面与第一基准平面α相垂直；在所述特征点p4和特征点p5之间生成第二基准平面β，所述第二基准平面β到特征点p4的距离与第二基准平面β到特征点p5的距离相等，且第二基准平面β与滚道螺旋线的轴线相垂直；在特征点p4和第二基准平面β之间生成第二基准平面β的偏移平面β1，并在特征点p5和第二基准平面β之间生成第二基准平面β的偏移平面β2，且偏移平面β1和偏移平面β2呈镜像布置在第二基准平面β的两侧；捕捉所述半圆形曲线l4与第二基准平面β的交点p6、半圆形曲线l4与偏移平面β1的交点p7以及半圆形曲线l4与偏移平面β2的交点p8；根据所述交点p2、特征点p4、交点p7、交点p6、交点p8、特征点p5和交点p3，拟合生成光滑的空间曲线l5；根据所述滚珠直径确定返向通道的扫掠截面半径，并以空间曲线l5为返向通道的扫掠引导线，在所述返向器三维模型中扫掠生成返向通道；以所述空间曲线l5为分切线对带有返向通道的返向器三维模型进行分切，生成互为镜像的两个分切实体，通过注塑成型工艺加工两个所述分切实体，形成返向器组件a和返向器组件b，并将返向器组件a和返向器组件b相拼接形成返向器。2.根据权利要求1所述的注塑成型返向器的制作方法，其特征在于：所述根据所述滚道中径、循环圈数和螺旋滚道节距，在返向器三维模型中生成与返向器相关联的滚道螺旋线，包括：根据滚道中径确定滚道螺旋线的直径，根据预设补偿圈数与循环圈数之和确定实际圈数，通过实际圈数和螺旋滚道节距的乘积确定滚道螺旋线的轴向长度，并根据螺旋线的直径和滚道螺旋线的轴向长度，在返向器三维模型中生成与返向器相关联的滚道螺旋线。3.根据权利要求2所述的注塑成型返向器的制作方法，其特征在于：所述预设补偿圈数为0.5圈或0.6圈。
4.根据权利要求1所述的注塑成型返向器的制作方法，其特征在于：在根据所述交点p2、特征点p4、交点p7、交点p6、交点p8、特征点p5和交点p3，拟合生成光滑的空间曲线l5之前，所述注塑成型返向器的制作方法，还包括：在所述切线l2上选取特征点p9和特征点p10，所述特征点p9和特征点p10均位于交点p2和特征点p4之间，且交点p2到特征点p9的距离、特征点p9到特征点p10的距离以及特征点p10到特征点p4的距离相等；在所述切线l3上选取特征点p11和特征点p12，所述特征点p11和特征点p12均位于交点p3和特征点p5之间，且交点p3到特征点p11的距离、特征点p11到特征点p12的距离以及特征点p12到特征点p5的距离相等；相应的，所述根据所述交点p2、特征点p4、交点p7、交点p6、交点p8、特征点p5和交点p3，拟合生成光滑的空间曲线l5，包括：根据所述交点p2、特征点p9、特征点p10、特征点p4、交点p7、交点p6、交点p8、特征点p5、特征点p12、特征点p11和交点p3，拟合生成光滑的空间曲线l5。5.根据权利要求1所述的注塑成型返向器的制作方法，其特征在于：在根据所述交点p2、特征点p4、交点p7、交点p6、交点p8、特征点p5和交点p3，拟合生成光滑的空间曲线l5之前，所述注塑成型返向器的制作方法，还包括：在所述特征点p4和偏移平面β1之间生成偏移平面β1的偏移平面β3，且特征点p4到偏移平面β3的距离、偏移平面β3到偏移平面β1的距离以及偏移平面β1到第二基准平面β的距离相等；在所述特征点p5和偏移平面β2之间生成偏移平面β2的偏移平面β4，且特征点p5到偏移平面β4的距离、偏移平面β4到偏移平面β2的距离以及偏移平面β2到第二基准平面β的距离相等；捕捉所述半圆形曲线l4与第二基准平面β的交点p6、半圆形曲线l4与偏移平面β1的交点p7、半圆形曲线l4与偏移平面β2的交点p8、半圆形曲线l4与偏移平面β3的交点p13以及半圆形曲线l4与偏移平面β4的交点p14；相应的，所述根据所述交点p2、特征点p4、交点p7、交点p6、交点p8、特征点p5和交点p3，拟合生成光滑的空间曲线l5，应包括：根据所述交点p2、特征点p4、交点p13、交点p7、交点p6、交点p8、交点p14、特征点p5和交点p3，拟合生成光滑的空间曲线l5。6.根据权利要求1所述的注塑成型返向器的制作方法，其特征在于：根据所述滚珠直径确定返向通道的扫掠截面半径，包括：根据预设修正系数对所述滚珠直径进行修正，并根据修正后的滚珠直径确定返向通道的扫掠截面半径。7.根据权利要求6所述的注塑成型返向器的制作方法，其特征在于：所述预设修正系数为0.52-0.55。

技术总结
本发明创造提供了一种注塑成型返向器的制作方法，包括：在返向器三维模型中生成滚道螺旋线；生成第一基准平面α和偏移平面α1，在偏移平面α1与滚道螺旋线的交点P2和交点P3上生成切线L2和切线L3；在切线L2上选取特征点P4，在切线L3上选取特征点P5；根据特征点P4和特征点P5生成半圆形曲线L4；生成第二基准平面β、偏移平面β1和偏移平面β2，捕捉半圆形曲线L4与第二基准平面β、偏移平面β1和偏移平面β2的交点；拟合生成光滑的空间曲线L5；以空间曲线L5为引导线扫掠生成返向通道；进行注塑成型加工。本发明创造所述的注塑成型返向器的制作方法，能够提高返向通道引导线的光滑程度，从而提高滚珠丝杠副的传动效率、传动精度及使用寿命。及使用寿命。及使用寿命。


技术研发人员：龚晗 孙蒋进 洪学明
受保护的技术使用者：天津德星智能科技有限公司
技术研发日：2023.08.22
技术公布日：2023/9/23