內循環式滾珠螺旋及其鋼珠循環器製法的製作方法

2023-09-17 09:20:35 1

專利名稱：內循環式滾珠螺旋及其鋼珠循環器製法的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種內環循式滾珠螺旋傳動結構，尤其指精密傳動的內循環式滾珠螺旋及其鋼珠循環器製法。
目前，傳統的滾珠螺旋是在螺帽和螺杆之間配置循環滾動的鋼珠，由於鋼珠滾動的摩擦阻力小，使滾珠螺旋達到高效率、高精度及耐磨的傳動效果，又鋼珠相對於螺帽的循環狀態可分為以外循環式引導鋼珠和以內循環式引導鋼珠兩種型式，傳統的內循環式的滾珠螺旋如

圖11、12所示，在滾珠螺帽內徑孔兩側的組合槽中，嵌設有鋼珠循環器，在兩循環器間的螺帽厚壁中形成貫通孔，則滾動到一側循環器處的鋼珠進入循環器後，經貫通孔而在另一側循環器處，再次進入滾珠螺旋的軌道中，達到鋼珠循環滾動的目的。
上述循環器是在其本體的中段或一側面加工形成開放形態的鋼珠導槽，則循環器嵌設在組合槽後，其鋼珠導槽與組合槽的壁面共同形成引導鋼珠的封閉管路，使鋼珠在滾動螺旋的軌道中循環滾動。因此，該管路管徑的精度誤差為上述各構件精度誤差的總機，亦即上述管路的管徑不易獲得精確的控制;若管徑過小，則鋼珠在通過該管路時，將與管路的管壁形成過大的摩擦阻力(有較大的滑動摩擦)，若上述管路的管徑過大，則相鄰鋼珠間的接觸點無法保持在管路的軸向中心，使鋼珠間形成擠壓現象，無法實現滾動傳動，再者，固定在螺帽兩端的循環器鋼珠導槽間以螺帽的貫通孔連通，若螺帽提供循環器嵌合的組合槽的加工精度不足，則在鋼珠導槽和貫通孔間的接合界面會形成斷開的事，會影響鋼珠的通過。
鑑此，本發明的目的是提供一種內環環式滾珠螺旋及其鋼珠循環器製法，在滾珠螺旋中設置鋼珠導槽為封閉弧形管路又其本體為一體化的鋼珠循環器，並且以精密脫蠟鑄造法製成精密管徑尺寸的鋼珠導槽。
本發明的目的是這樣實現的一種內循環式滾珠螺旋包括螺帽本體、鋼珠循環器螺杆，其特徵是鋼珠循環器為塊狀體、且在其中段部位形成一鋼珠導槽，該鋼珠導槽形成封閉的弧形管路形狀，其兩端分別連通螺帽本體的貫通孔和滾珠導軌，還在鋼珠導槽相對於貫通孔的魚眼槽處設有與魚眼槽嵌合的突環。一種滾珠螺旋的鋼珠循環器製法，其特徵是步驟包含首先以水溶性蠟製作與鋼珠導槽21形狀相當的心模;將形成的心模定位在與循環器本體外形相當的母模中，並在該母模中澆入普通蠟而形成蠟模，使心模被包含在蠟模中，僅化心模的兩端露出蠟模的外緣，該普通蠟模的熔點較水溶性蠟熔點低，在該蠟模中注入常溫中可溶解水溶性蠟的稀酸水溶液，使心模被溶解面排出蠟模之外;在蠟模沾附以耐火材料及粘劑所混合的泥漿，待乾燥後，加熱使蠟模的蠟熔化流出而形成克模，於是，在該殼模中澆入金屬溶液而形成循環器的整體形狀。滾珠螺旋的鋼珠循環器制體，水溶性蠟的熔點為83-88℃範圍，軟化點為78℃。滾珠螺旋的鋼珠循環器制體，普通蠟的熔點為76-79℃範圍，凝固點為62-65℃。滾珠螺旋的鋼珠循環器制體，常溫中可溶解水溶性蠟的稀酸水溶液是稀鹽酸水溶液。滾珠螺旋的鋼珠循環器制體，稀鹽酸水溶液在未超過普通蠟凝固點溫度的常溫中溶解水溶性蠟。
由於採用上述方案滾珠能平穩地通過循環器，傳動的摩擦係數小，循環器的強度好和壽命長。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
圖1本發明的典型實施例立體分解示意圖。
圖2本發明的典型實施例循環器的正視圖。
圖3本發明的典型實施例循環器的側視圖。
圖4本發明的典型實施例循環器的俯視圖。
圖5本發明的典型實施例組合槽及貫通孔示意圖。
圖6本發明的典型實施例循環器與貫通孔間鋼珠的示意圖。
圖7本發明的典型實施例圖5的剖視圖。
圖8本發明的循環器的心模立體示意圖。
圖9本發明的循環器的心模在蠟模中的立體示意圖。
圖10本發明的循環器的蠟模中的立體示意圖。
圖11現有技術的第一實施例分解示意圖。
圖12現有技術的第二實施例分解示意圖。
參閱圖1所示，本實施例包括螺帽本體1、鋼珠循環器2及螺杆3。
螺帽本體1的軸向中心具有與螺杆3相配的內徑孔11，在該內徑孔11的兩端緣的對應位置設有相同的兩組合槽12，在前、後端的組合槽12間的螺帽本體1厚壁中鑽設連通的貫通孔13，該貫通孔13中通過鋼珠4、且貫通孔13的兩側端形成魚眼槽131(如圖5所示)。
循環器2為塊體狀(如圖2-4所示)，以金屬材料製造;在循環器2的中段部位形成一封閉的弧形管路形狀的鋼珠導槽21，其管徑能導引鋼珠4通過，而兩端分別連通貫通孔13和螺帽本體1的滾珠輪14，再，鋼珠導槽21相對於貫通孔13位置，形成與貫通孔13的魚眼槽131嵌合的突環23(如圖7所示)。螺帽本體1的組合槽12中緊密套裝循環器2後，可由螺帽本體1的緊迫螺絲(圖中未示)或其它定位構件，使循環器2定位在組合槽12中，從而，即使循環器2在螺帽本體1中受振動也不會振動，甚至脫落。
螺帽本體1兩端裝上循環器2後，配合螺杆3及鋼珠4等有關組件形成滾珠螺旋，如圖6、7所示，在螺杆3為動力驅動件旋轉時(按箭頭A方向)，鋼珠4在螺帽本體1的滾珠導軌道14和螺杆3的滾珠槽31間滾動(按箭頭B方向)，當鋼珠4進入一循環器2的鋼珠導槽21範圍，並與導引部22接觸時，該導引部22將引導鋼珠4沿鋼珠導槽21向螺帽本體1、徑向外側方向移動，逐漸脫離滾珠導軌14的範圍，而後，鋼珠4沿鋼珠導槽21一端進入，再進入與鋼珠導槽21另一端開口對應貫通孔13中，直至另一端的循環器2處;同樣，鋼珠4沿鋼珠導槽21、導引部22、進入另一端流珠導軌14與滾珠槽31間的範圍，從而達到鋼珠4的滾動循環。
綜上所述本實施例的循環器2的鋼珠導槽21是形成封閉的管路形狀，因此，該鋼珠導槽21能提供精密的管徑，以引導鋼珠4順利地通過循環器2，而循環器本體也為整體設計，能保持足夠的強度，當許多鋼珠4的循環過程，對循環器2產生衝擊力，均不易破裂損壞。
再，由於貫通孔13的魚眼槽131與循環器2的鋼珠導槽21一端的突環23嵌合，如圖7所示，因此即使螺帽本體1的組合槽12的加工精度不高，則魚眼槽131可借突環23小幅度調整鋼珠導槽21與貫通孔13間準確的定位，使鋼珠4順利地通過接合界面。
正因為上述提到的循環器2的鋼珠導槽21是形成封閉弧形管路形狀的整體設計、且鋼珠導槽21要準確引導鋼珠，單純用切削加工方式是無法實現，從而採用精密脫蠟鑄造方法，如圖8所示，首先以水溶性蠟製作與鋼珠導槽21形狀相當的心模5，該心模5的尺寸需要考慮，作為製造過程中材料的膨脹量及收縮量，水溶性蠟的熔點83-88℃範圍，軟化點78℃、且可溶解於常溫的稀鹽酸水溶液中;其次，將形成的心模5定位在與循環器2本體外形相當的母模(圖中未示)中，並在該母模中澆入普遍蠟而形成蠟模6，使心模5被包含在蠟模6中，僅心模5的兩端露出在蠟模6的外緣，如圖9所示，普通蠟的溶點約在76-79℃範圍(比水溶性蠟低)，凝固點為62-65℃，因此，普通蠟在包復水溶性蠟製作的心模5時，該心模5的外周緣並未被普通蠟的溫度熔化，而改變其形狀及尺寸精度;在該蠟模6中注入常溫的稀鹽酸水溶液，由於稀鹽酸水溶液未超過普通蠟凝固點的常溫，因此，稀鹽酸水溶液的注入蠟模6中僅使心模5被溶解而排出於蠟模6之外，至於所形成的蠟模6並未受稀鹽酸水溶液及其溫度的影響，藉此形成具有空穴的蠟模6與具有鋼珠導槽21的循環器2形狀完全相同，如圖10所示。最後，用微粒子耐火材料及粘結劑所混合的泥漿沾附在上述完成的蠟模6表面，而後再被覆一層耐火粒泥漿，待其乾燥後，加熱使蠟模6的蠟熔化流出，而形成內部完全空洞的蠟模，在該殼模中澆入金屬溶液而形成循環器2的整體形狀。
權利要求
1.一種內循環式滾珠螺旋包括螺帽本體、鋼珠循環器螺杆，其特徵是鋼珠循環器為塊狀體、且在其中段部位形成一鋼珠導槽，該鋼珠導槽形成封閉的弧形管路形狀，其兩端分別連通螺帽本體的貫通孔和滾珠導軌，還在鋼珠導槽相對於貫通孔的魚眼槽處設有與魚眼槽嵌合的突環。
2.一種滾珠螺旋的鋼珠循環器製法，其特徵是步驟包含1)首先以水溶性蠟製作與鋼珠導槽21形狀相當的心模;2)將形成的心模定位在與循環器本體外形相當的母模中，並在該母模中澆入普通蠟而形成蠟模，使心模被包含在蠟模中，僅心模的兩端露出蠟模的外緣，該普通蠟模的熔點較水溶性蠟熔點低，在該蠟模中注入常溫中可溶解水溶性蠟的稀酸水溶液，使心模被溶解而排出蠟模之外;3)在蠟模沾附以耐火材料及粘劑所混合的泥漿，待乾燥後，加熱使蠟模的蠟熔化流出而形成殼模，於是，在該殼模中澆入金屬溶液而形成循環器的整體形狀。
3.按權利要求2所述的滾珠螺旋的鋼珠循環器制體，其特徵是上述水溶性蠟的熔點為83-88℃範圍，軟化點為78℃。
4.按權利要求2所述的滾珠螺旋的鋼珠循環器制體，其特徵是上述普通蠟的熔點為76-79℃範圍，凝固點為62-65℃。
5.按權利要求2所述的滾珠螺旋的鋼珠循環器制體，其特徵是上述常溫中可溶解水溶性蠟的稀酸水溶液是稀鹽酸水溶液。
6.按權利要求5所述的滾珠螺旋的鋼珠循環器制體，其特徵是上述稀鹽酸水溶液在未超過普通蠟凝固點溫度的常溫中溶解水溶性蠟。
全文摘要
本發明涉及一種內環循式滾珠螺旋傳動結構，尤其指精密傳動的內循環式滾珠螺旋及其鋼珠循環器製法。鋼珠循環器中段部位形成一鋼珠導槽，該鋼珠導槽形成封閉的弧形管路形狀，其兩端分別連通螺帽本體的貫通孔和滾珠導軌；它的製法是以水溶性蠟製作心模，將心模定位於與母模中，並在母模中注入普通蠟形成蠟模，並注入稀酸水溶液必模溶解，又蠟模沾附混合泥漿，加熱使蠟模的蠟熔化形成殼模，從而澆鑄成高精度、傳動平穩的循環器。
文檔編號F16H25/22GK1109568SQ9411589
公開日1995年10月4日 申請日期1994年9月16日 優先權日1994年9月16日
發明者李茂碷 申請人:李茂碷