一種與消隙螺母組件配合的螺杆的表面結構的改進的製作方法
2023-09-19 12:48:15 5
專利名稱：一種與消隙螺母組件配合的螺杆的表面結構的改進的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機械結構，尤其涉及一種應用於消隙螺母組件的螺杆的表面結構的改進。
背景技術：
消隙螺母結構包括一個可旋轉的螺杆和一個裝在上面的反向消隙螺母組件。反向消隙螺母組件上的內螺紋可以很好的和螺杆上的螺紋嚙合。當螺杆順時針或逆時針旋轉時，受到負載力的螺母，可以在螺杆上來回運動。消隙螺母組件一般由兩部分構成。在壓力作用下，無論旋轉方向如何，兩個部件上的螺紋始終與螺杆上的螺紋嚙合。也就是說，這種結構能減少螺紋間隙的產生。螺杆一般為金屬料件。螺母組件一般是塑料結構的。比如模壓的熱塑性聚合物。 此類聚合物包括(但不限於此)乙醯基，尼龍，聚甲醛樹酯等。既然螺母組件要比螺杆難加工，當然希望螺母上螺紋的磨損降到最低。為了減小螺母磨損，一般在螺杆上塗覆低摩擦塑料比如固體氟聚合物，特別是聚四氟乙烯。這樣可以增加潤滑性，減小螺杆和螺母之間的摩擦係數，從而減少兩者的螺紋摩損。塗覆的螺杆存在塗層粘接力的問題。噴砂處理(塗覆之前的工序)後形成的表面粗糙度決定了粘接力的大小。總的說來，雖然表面粗糙度維持在一個低的水平加大了螺母摩損，但是能確保足夠的粘接力。粗糙工藝本身仍然存在問題，硬性材料和軟性材料有著不同的效果。如果是一個高硬度的零件就不能做噴砂處理。相反地，墊塑性複合材料與經過不同表面處理的金屬之間的磨損試驗顯示，塑料零件的摩損率隨著金屬硬度的增加而減小。這個試驗也說明了經過聚四氟乙烯塗覆的熱塑性材料的摩損率與金屬件和塑料件上表面形成的聚四氟乙烯薄膜都有關係。但是，金屬件上的粗糙面(區別於硬表面)，對塑料件的摩損很大，類似於金屬銼刀與軟木材或塑料之間的摩擦。由此可見沒有形成潤滑薄膜。反之，如果物體表面太光滑，潤滑材料也會附著很少或沒有。關於螺杆塗覆有時會導致外觀面變醜的情況一種軟的或是輕的，粘性的塗層具有擴散性(類似於流動性潤滑劑)，隨著時間的推移，會產生毛刺，縮孔或刮傷，雖然這並不影響它的性能，但是螺杆會產生磨損，這是用戶所擔心的；而且，當螺杆的材質不是不鏽鋼時，另外的問題又產生了 當塗層掉落或被刮掉以後，螺杆很容易生鏽。
實用新型內容本實用新型提供一種與消隙螺母組件配合的螺杆的表結構的改進，其目的在於為了克服現有技術的缺點，提供一種可以增加消隙螺母和螺杆的磨損壽命及可以改善螺杆外觀情況的螺杆表面結構。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案如下一種與消隙螺母組件配合的螺杆的表面結構的改進，其特徵在於螺杆的螺紋表面粗糙度為30-35微米；螺杆的螺紋表面部分具有表面硬化層；螺杆的螺紋表面塗覆有一層固體氟聚合物層。 所述表面硬化層為滲碳層或滲氮層。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是因為此時的螺杆表面粗糙度保持在一個低的水平，跟螺母之間的磨損達到最小， 但是又確保提供塗層固體氟聚合物層所需的最小的粘接力。螺杆表面硬化使螺杆表面硬度提高而降低塑料螺母的磨損率。在使用中，螺杆金屬零件和螺母塑料件上都粘有固體氟聚合物層，可以降低兩者之間的磨損，提高了他們的使用壽命。表面硬化層和固體氟聚合物層顏色近似，所以即使塗層剝落也不易看出。
圖1為未處理前螺杆上某個螺紋的剖面視圖；圖2為經噴砂處理後的圖1的同一部分示意圖；圖3為經表面硬化後的圖2的同一部分示意圖；圖4為經過塗覆固體氟聚合物層後的圖3的同一部分示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明，但不作為對本實用新型的限定。如圖1所示，螺杆L上某個螺紋2橫截面的放大視圖。從圖1上可以看出，外表面 4相對光滑(雖然被切削加工過)。螺杆由簡易的切削工藝或滾壓而成。螺杆的材料可以是303不鏽鋼，也可能是其它材料，如碳素鋼，其具有極佳的加工工藝性。用簡易的清洗工藝來清洗螺杆。此螺杆沒有預先淬硬。本實用新型也適用於導軌或其它有相對摩擦運動的環境下。圖2表示了下一步的工藝打磨沒有處理和淬硬過的螺杆L。圖上具有凹陷6和凸起8，都在原來表面4上。由衝擊粒子衝擊表面來打磨表面，軟質鋼比硬化鋼更有利於打磨。更明確的說，用噴砂處理效果更好。大約200目的砂粒，在氣流約90立方英尺/分，以 80磅/平方英尺的速度衝擊表面，達到一個滿意的表面粗糙度(大約32微米)。用玻璃珠子或氧化鋁粒子或胡桃殼粒子來進行噴砂處理也可以。這樣有利於表面塗覆固體氟聚合物層。這步表面粗糙工藝也可以通過簡單的化學腐蝕法完成。表面粗糙後，用氣槍吹淨，刷子或真空吸塵器清洗螺杆L，使之沒有殘渣。下一步就是淬硬螺杆L的表面(如圖幻。表面硬化(有時也叫表面淬硬)就是對柔軟的，易變形的物件進行處理，使之表面非常堅硬。可以通過許多技術來實現表面硬化， 其中一種是滲碳。在這個過程中，通過低碳鋼物件在含碳量高的環境中加熱，使物體表面的化學成分接近高碳鋼。滲碳工藝有如下幾種。其中一種是固體滲碳，直白的說，把鋼體放在一個裝有固體滲碳劑的容器中，密封容器，然後加熱物件到華氏1700度，所需的滲碳深度決定時間的長短。一般為8個小時。一種是氣體滲碳。一般地，物體被放置在一個高熱的滲碳爐中，可以通過旋轉物體使其硬化。滲碳氣體一般為一氧化碳，丙烷，乙烷和甲烷。煤油中的碳氫化合物分解出大量的碳。一種是液體滲碳，就是把零件放在含有氨基氰化鈣，氰化鈉、氰化鉀和一些其它一些控制氰分解的化學成分的鹽浴中。這些工藝完了之後需要淬火，可以使物件表面含碳量很高，心部碳含量低。加工後，工件的表面呈暗色。滲碳工藝適用於不鏽鋼和低碳鋼。一種是碳氮共滲，類似於氣體滲碳。以滲碳為主同時滲入氮的化學熱處理工藝。得到一個含碳量高的表面和鐵素體，兩者確保了物件的高硬度。還可以滲氮鹽浴滲氮，是一種熱處理工藝。氰鹽可以向工件表面釋放出均衡的氮氣。氮氣滲透到金屬裡面和鐵元素生成氮化合物。滲氮後的工件具有耐磨性和延展性層， 增加了抗腐蝕性(除了不鏽鋼)，抗疲老性也從20%增加到了 100%，一般的，只要之前沒有經過任何處理，溫度保持在1075華氏度以上，此項熱處理不會對零件中心部分的特性有影響。鹽浴滲氮也叫氰化。鹽浴為氰鹽和碳酸鹽的混合物。滲氮或滲碳後，螺杆L上的螺紋 2及其餘部分呈現出粗糙的，高硬度的黑色表面硬化層10。如圖4，下一步就是通過表面塗覆一種有色的，固體氟聚合物層12，(如聚四氟乙烯)提高粗糙表面的光滑性。這種潤滑塗層的顏色與滲氮後表面呈現的顏色一致。現在可以將螺杆裝在機械上或是發給客戶裝配了。因為此時的螺杆表面粗糙度保持在一個低的水平，跟螺母之間的磨損達到最小，但是又確保提供固體氟聚合物塗層所需的最小的粘接力。 表面硬化是在噴砂處理後，表面硬化要比噴砂處理多花費精力和時間。在使用中，金屬零件和塑料件上都粘有固體氟聚合物，可以降低兩者之間的磨損，提高了他們的使用壽命。磨損的固體氟聚合物塗層不會那麼顯眼，因為塗層下面的，滲氮處理後的表面也是灰色的。以上所述的實施例，只是本實用新型較優選的具體實施方式
的一種，本領域的技術人員在本實用新型技術方案範圍內進行的通常變化和替換都應包含在本實用新型的保護範圍內。
權利要求1.一種與消隙螺母組件配合的螺杆的表面結構的改進，其特徵在於螺杆的螺紋表面粗糙度為30-35微米；螺杆的螺紋表面部分具有表面硬化層；螺杆的螺紋表面塗覆有一層固體氟聚合物層。
2.如權利要求1所述的一種與消隙螺母組件配合的螺杆的表面結構的改進，其特徵在於所述表面硬化層為滲碳層或滲氮層。
專利摘要本實用新型提供一種與消隙螺母組件配合的螺杆的表面結構的改進，其特徵在於螺杆的螺紋表面粗糙度為30-35微米；螺杆的螺紋表面部分具有表面硬化層；螺杆的螺紋表面塗覆有一層固體氟聚合物層。本實用新型的螺杆表面粗糙度保持在一個低的水平，跟螺母之間的磨損達到最小，但是又確保提供塗層固體氟聚合物層所需的最小的粘接力。螺杆表面硬化使螺杆表面硬度提高而降低塑料螺母的磨損率。在使用中，螺杆金屬零件和螺母塑料件上都粘有固體氟聚合物層，可以降低兩者之間的磨損，提高了他們的使用壽命。表面硬化層和固體氟聚合物層顏色近似，所以即使塗層剝落也不易看出。
文檔編號F16B33/02GK202215551SQ20112028489
公開日2012年5月9日 申請日期2011年8月5日 優先權日2011年8月5日
發明者凱西考互斯基 申請人:海頓直線電機(常州)有限公司