一種具有深溝軌道的滾珠螺帽及其製造方法
2024-02-02 07:02:15
專利名稱：一種具有深溝軌道的滾珠螺帽及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種具有深溝軌道的滾珠螺帽及其製造方法，滾珠螺帽旋出脫離滾珠絲槓後其內圓面的滾珠仍然被限制在深溝軌道內不會散落，方便滾珠螺帽旋出和旋入滾珠絲槓。
背景技術：
滾珠絲槓副是將滾珠絲槓或滾珠螺帽的旋轉運動轉化為滾珠螺帽或滾珠絲槓的軸向直線運動的機械構件，包括在外圓面上有螺旋滾動軌道的滾珠絲槓、在內圓面有螺旋滾珠軌道的滾珠螺帽、以及多個可在滾珠滾動軌道內部循環滾動的滾珠。在現有的應用中，無論滾珠絲槓外圓面的滾珠滾動軌道和滾珠螺帽內圓面的滾珠滾動軌道，在滾珠與其吻合時，都是小於半個球面的部分在滾動軌道內，因此在滾珠絲槓與滾珠螺帽未裝配到一起時，滾珠無法被限制在滾珠螺帽或滾珠絲槓的軌道內。裝配之後，滾珠被限制在滾珠螺帽和滾珠絲槓的滾珠滾動軌道之間沿滾珠滾動軌道和循環通道滾動。滾珠絲槓的一般應用中，滾珠螺帽在滾珠絲槓表面往復運動，正常工作情況下滾珠螺帽不需要脫離滾珠絲槓，只是在裝配和維修時才需要脫離，一旦滾珠螺帽脫離滾珠絲槓，滾珠就會散落，給裝配和維修帶來極大不便。另外，在一些特殊應用中，滾珠螺帽需要經常旋出脫離滾珠絲槓，旋入裝配到滾珠絲槓上，現有的滾珠螺帽在脫離滾珠絲槓時，滾珠就從軌道中掉落，因此是無法勝任這種工作情況的。如果滾珠螺帽的滾珠滾動軌道為深溝軌道，即軌道深度大於滾珠半徑，且軌道開口小於滾珠直徑，那麼滾珠在滾珠螺帽的深溝軌道中就不會直接從滾珠螺帽的內圓面掉落出來，就能夠實現滾珠螺帽與滾珠絲槓的方便裝配、維修及上述特殊應用場合。現有的滾珠螺帽和滾珠絲槓的滾珠滾動軌道，軌道較淺、軌道開口寬度大於軌道底部寬度，因此可以採用切削加工和磨削加工，相對容易製造。如果滾珠滾動軌道為深溝軌道，即軌道深度大於滾珠半徑，而軌道開口小於滾珠直徑，那麼普通的切削和磨削加工工具都將無能為力。
發明內容
本發明的目的在於提供一種能夠解決上述問題，即滾珠螺帽內圓面具有深溝軌道，滾珠螺帽脫離滾珠絲槓之後，滾珠不會從滾珠螺帽的深溝軌道中散落掉出的滾珠螺帽， 以及簡單而方便的製造這種滾珠螺帽的方法。為了達到這種目標，本發明的技術方案是這樣的一種具有深溝軌道的滾珠螺帽， 其內圓面的螺旋狀滾珠滾動軌道為深溝軌道4，深溝軌道4的深度大於滾珠3的半徑，但軌道開口小於滾珠3的直徑。這種結構的深溝軌道4，滾珠3進入其中，大半個球面在軌道內部，小半個球面通過軌道開口露出。滾珠螺帽2旋入滾珠絲槓1時，滾珠3大部分球面在滾珠螺帽2的深溝軌道4中吻合，小部分球面在滾珠絲槓軌道5中吻合。滾珠螺帽內圓面加和滾珠絲槓外圓面Ia不接觸。
所述的一種具有深溝軌道的滾珠螺帽，其滾珠3從滾珠螺帽2兩端的深溝軌道4 切入口裝入或從循環導向孔裝入，滾珠3不能從滾珠螺帽內圓面直接裝入深溝軌道4，也不能從內圓面的深溝軌道4中掉出。滾珠3的循環方式可以採用內循環、外循環或端蓋循環方式。根據本發明所述的一種具有深溝軌道的滾珠螺帽，提供一種製造該滾珠螺帽的方法，在傳統技術將坯料鑽孔形成內圓面之後，採用車削方法或旋風銑的方法加工內圓面，製造成深度大於滾珠半徑、開口略小於滾珠直徑、法向截面底邊為圓弧上部為矩形的螺旋凹槽，然後採用螺旋切削工具導入螺旋凹槽進行切削形成深溝軌道，之後對深溝軌道進行熱處理和表面處理。所述的加工方法中，因為已經用傳統切削方法加工出了開口與內部同樣寬度但深度較深底邊為弧形的螺旋凹槽，因此再採用帶有與深溝軌道法向截面相同截面的螺旋切削工具，可以一次切削成形，減少了加工難度，降低加工成本，其精度也相對較高。螺旋切削工具採用數控工具機進行控制，保證數據的準確。所述的加工方法中，經過螺旋切削工具加工之後，在滾珠螺帽的內圓面形成了一條軌道深度大於滾珠半徑，軌道口小於滾珠直徑的深溝軌道，採用傳統熱處理技術進行表面硬化，之後採用電解拋光技術提高表面光滑度。所述的加工方法中，螺旋切削工具6包括導向定位杆6-1、螺旋限位絲6-2、起始切削刀頭6-3、中間切削刀頭6-4、成形切削刀頭6-5、螺旋狀刀身6-6、刀具載體6-7、夾持柄 6-8 ；導向定位杆6-1與滾珠螺帽內圓面形成滑配合，螺旋限位絲6-2與已加工形成的螺旋凹槽完全吻合，以確保切削刀頭軸嚮導入螺旋凹槽；螺旋限位絲6-2、螺旋狀刀身6-6與刀具載體6-7焊為一體；各個螺旋狀刀身6-6的起始端加工成切削刀頭，起始切削刀頭6-3的截面小於深溝軌道的法向截面，中間切削刀頭6-4可為多個，其截面逐漸增大但小於深溝軌道的法向截面，成形切削刀頭6-5截面與深溝軌道的法向截面完全相同；螺旋狀刀身6-6 的螺旋角度與深溝軌道的螺旋角度一致，以推動切削刀頭進入到深溝軌道內部；每個螺旋狀刀身6-6和下一個切削刀頭之間留有空隙，以容納切削下的鐵屑；各個螺旋狀刀身6-6沿螺旋線圍繞刀具載體6-7對稱分布。本發明的有益效果是滾珠螺帽脫離滾珠絲槓時，滾珠不會從滾珠螺帽的深溝軌道內散落掉出，因而可以方便的旋入和旋出，為裝配和維護帶來極大的方便，同時也滿足了一些滾珠螺帽在工作過程中需要脫離出和裝配入滾珠絲槓的場合使用。
圖1為本發明的總體原理結構圖，也可作為摘要附圖。圖2為本發明滾珠深溝軌道法向截面示意圖。圖3為本發明螺旋切削工具的結構圖。其中1、滾珠絲槓la、滾珠絲槓外圓面lb、滾珠絲槓軌道底面2、滾珠螺帽
2a、滾珠螺帽內圓面
2b、滾珠螺帽軌道底面
3、滾珠
3a、滾珠圓心面
4、深溝軌道
5、滾珠絲槓軌道
6、螺旋切削工具
6-1、導向定位杆
6-2、螺旋限位絲
6-3、起始切削刀頭
6-4、中間切削刀頭
6-5、成形切削刀頭
6-6、螺旋狀刀身
6-7、刀具載體
6-8、夾持柄
具體實施例方式圖1和圖2是本發明的原理結構圖。滾珠螺帽2內圓面上的深溝軌道4深度比滾珠3的半徑要大，但軌道開口比滾珠3的直徑要小，因此滾珠3在深溝軌道4中，大部分在深溝軌道4內部，小部分露出軌道外面，露出的部分球面與滾珠絲槓軌道5吻合。圖2詳細顯示了這種結構的法向截面，滾珠圓心面3a到滾珠螺帽軌道底面2b的距離(即滾珠3的半徑)，小於滾珠螺帽內圓面加到滾珠螺帽軌道底面2b的距離(即滾珠螺帽軌道深度)， 滾珠3大部分處在深溝軌道4中。滾珠絲槓外圓面Ia與滾珠螺帽內圓面加之間有縫隙， 即滾珠螺帽2旋入滾珠絲槓1時，滾珠3被限制在深溝軌道4和滾珠絲槓軌道5之間，能夠在軌道內滾動，但滾珠螺帽2和滾珠絲槓1不接觸。製造該滾珠螺帽的步驟是第一步，選取或截取滾珠螺帽坯料，採用傳統方法在坯料中心鑽孔，形成滾珠螺帽的內圓面，並精加工內外圓面；第二步，採用車削工具或旋風銑工具在滾珠螺帽內圓面加工出螺旋凹槽，該螺旋凹槽的深度大於滾珠半徑、開口略小於滾珠直徑、法向截面接近底邊為圓弧上部為矩形；第三步，採用如圖3的螺旋切削工具導入到第二步製造出的螺旋凹槽中，對凹槽進行截面成形加工。此過程採用工具機加工，以保證數據的準確性。將滾珠螺帽固定在卡盤中心，將螺旋切削工具6的夾持柄6-8安裝在刀具固定架上，使其與滾珠螺帽工件同心。使刀架的移動數據與螺旋的導程數據相配合，以完好吻合螺旋凹槽。導向定位杆6-1首先進入到滾珠螺帽內圓中，螺旋限位絲6-2跟隨進入，並將螺旋切削工具6與滾珠螺帽準確同心定位。隨著螺旋切削工具6推進，起始切削刀頭6-3、中間切削刀頭6-4、成形切削刀頭6-5 依次切削凹槽中下部，最終形成所要求截面的深溝軌道。第四步，對於第三步加工出的深溝軌道，首先採用滲碳或淬火熱處理技術，使軌道表面具有要求的硬度。然後採用電解拋光表面處理技術，使軌道表面達到要求的光滑度，並提高工作效率、提高產品的工作精度和使用壽命。
權利要求
1.一種具有深溝軌道的滾珠螺帽，其特徵是內圓面的螺旋狀滾珠滾動軌道為深溝軌道G)，深溝軌道的深度大於滾珠(3)的半徑，但軌道開口小於滾珠(3)的直徑；滾珠 (3)進入深溝軌道中，大半個球面在軌道內部，小半個球面通過軌道開口露出；滾珠螺帽(2)旋入滾珠絲槓(1)時，滾珠C3)大部分球面在滾珠螺帽O)的深溝軌道(4)中吻合， 小部分球面在滾珠絲槓軌道(5)中吻合；滾珠螺帽內圓面Oa)和滾珠絲槓外圓面(Ia)不接觸。
2.根據權利要求1所述的一種具有深溝軌道的滾珠螺帽，其特徵是滾珠C3)只能從滾珠螺帽( 兩端的深溝軌道(4)切入口裝入或從循環導向孔裝入，不能從滾珠螺帽內圓面直接裝入深溝軌道G)，也不能從內圓面的深溝軌道中掉出。
3.一種具有深溝軌道的滾珠螺帽的製造方法，其特徵在於在傳統技術將坯料鑽孔形成內圓面之後，採用車削方法或旋風銑的方法加工內圓面，製造成深度大於滾珠半徑、開口略小於滾珠直徑、法向截面底邊為圓弧上部為矩形的螺旋凹槽，然後採用螺旋切削工具(6) 導入螺旋凹槽進行切削形成深溝軌道，之後對深溝軌道進行熱處理和表面處理。
4.根據權利要求3所述的一種具有深溝軌道的滾珠螺帽的製造方法，其特徵在於在滾珠螺帽內圓面加工形成要求的螺旋凹槽之後，採用螺旋切削工具(6)進行加工，螺旋切削工具(6)包括導向定位杆(6-1)、螺旋限位絲(6-2)、起始切削刀頭(6-3)、中間切削刀頭(6-4)、成形切削刀頭(6-5)、螺旋狀刀身(6-6)、刀具載體(6-7)、夾持柄(6_8)；導向定位杆(6-1)與滾珠螺帽內圓面形成滑配合，螺旋限位絲(6-2)與已加工形成的螺旋凹槽完全吻合，以確保切削刀頭軸嚮導入螺旋凹槽；螺旋限位絲(6-2)、螺旋狀刀身(6-6)與刀具載體(6-7)焊為一體；各個螺旋狀刀身(6-6)的起始端加工成各個切削刀頭，起始切削刀頭 (6-3)的截面小於深溝軌道的法向截面，中間切削刀頭(6-4)可為多個，其截面逐漸增大但小於深溝軌道的法向截面，成形切削刀頭(6- 截面與深溝軌道的法向截面完全相同；螺旋狀刀身(6-6)的螺旋角度與深溝軌道的螺旋角度一致，以推動切削刀頭進入到深溝軌道內部；每個螺旋狀刀身(6-6)和下一個切削刀頭之間留有空隙，以容納切削下的鐵屑；各個螺旋狀刀身(6-6)沿螺旋線圍繞刀具載體(6-7)對稱分布。
全文摘要
一種具有深溝軌道的滾珠螺帽及其製造方法，滾珠螺帽旋出脫離滾珠絲槓後其內圓面的滾珠仍然被限制在深溝軌道內不會散落，方便滾珠螺帽旋出和旋入滾珠絲槓。這種滾珠螺帽的製造方法為在傳統技術將坯料鑽孔形成內圓面之後，採用車削方法或旋風銑的方法加工內圓面，製造成深度大於滾珠半徑、開口略小於滾珠直徑、法向截面底邊為圓弧上部為矩形的螺旋凹槽，然後採用本發明的螺旋切削工具導入螺旋凹槽進行切削形成深溝軌道，之後對深溝軌道進行熱處理和表面處理。
文檔編號F16H25/22GK102278440SQ20101019486
公開日2011年12月14日 申請日期2010年6月8日 優先權日2010年6月8日
發明者朱豪東 申請人:朱豪東