專利名稱：一種具有深溝軌道的滾珠螺帽及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有深溝軌道的滾珠螺帽及其制造方法，滾珠螺帽旋出脫離滾珠絲杠后其內(nèi)圓面的滾珠仍然被限制在深溝軌道內(nèi)不會(huì)散落，方便滾珠螺帽旋出和旋入滾珠絲杠。
背景技術(shù)：
滾珠絲杠副是將滾珠絲杠或滾珠螺帽的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滾珠螺帽或滾珠絲杠的軸向直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械構(gòu)件，包括在外圓面上有螺旋滾動(dòng)軌道的滾珠絲杠、在內(nèi)圓面有螺旋滾珠軌道的滾珠螺帽、以及多個(gè)可在滾珠滾動(dòng)軌道內(nèi)部循環(huán)滾動(dòng)的滾珠。在現(xiàn)有的應(yīng)用中，無論滾珠絲杠外圓面的滾珠滾動(dòng)軌道和滾珠螺帽內(nèi)圓面的滾珠滾動(dòng)軌道，在滾珠與其吻合時(shí)，都是小于半個(gè)球面的部分在滾動(dòng)軌道內(nèi)，因此在滾珠絲杠與滾珠螺帽未裝配到一起時(shí)，滾珠無法被限制在滾珠螺帽或滾珠絲杠的軌道內(nèi)。裝配之后，滾珠被限制在滾珠螺帽和滾珠絲杠的滾珠滾動(dòng)軌道之間沿滾珠滾動(dòng)軌道和循環(huán)通道滾動(dòng)。滾珠絲杠的一般應(yīng)用中，滾珠螺帽在滾珠絲杠表面往復(fù)運(yùn)動(dòng)，正常工作情況下滾珠螺帽不需要脫離滾珠絲杠，只是在裝配和維修時(shí)才需要脫離，一旦滾珠螺帽脫離滾珠絲杠，滾珠就會(huì)散落，給裝配和維修帶來極大不便。另外，在一些特殊應(yīng)用中，滾珠螺帽需要經(jīng)常旋出脫離滾珠絲杠，旋入裝配到滾珠絲杠上，現(xiàn)有的滾珠螺帽在脫離滾珠絲杠時(shí)，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(dòng)軌道為深溝軌道，即軌道深度大于滾珠半徑，且軌道開口小于滾珠直徑，那么滾珠在滾珠螺帽的深溝軌道中就不會(huì)直接從滾珠螺帽的內(nèi)圓面掉落出來，就能夠?qū)崿F(xiàn)滾珠螺帽與滾珠絲杠的方便裝配、維修及上述特殊應(yīng)用場(chǎng)合?，F(xiàn)有的滾珠螺帽和滾珠絲杠的滾珠滾動(dòng)軌道，軌道較淺、軌道開口寬度大于軌道底部寬度，因此可以采用切削加工和磨削加工，相對(duì)容易制造。如果滾珠滾動(dòng)軌道為深溝軌道，即軌道深度大于滾珠半徑，而軌道開口小于滾珠直徑，那么普通的切削和磨削加工工具都將無能為力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠解決上述問題，即滾珠螺帽內(nèi)圓面具有深溝軌道，滾珠螺帽脫離滾珠絲杠之后，滾珠不會(huì)從滾珠螺帽的深溝軌道中散落掉出的滾珠螺帽， 以及簡單而方便的制造這種滾珠螺帽的方法。為了達(dá)到這種目標(biāo)，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的一種具有深溝軌道的滾珠螺帽， 其內(nèi)圓面的螺旋狀滾珠滾動(dòng)軌道為深溝軌道4，深溝軌道4的深度大于滾珠3的半徑，但軌道開口小于滾珠3的直徑。這種結(jié)構(gòu)的深溝軌道4，滾珠3進(jìn)入其中，大半個(gè)球面在軌道內(nèi)部，小半個(gè)球面通過軌道開口露出。滾珠螺帽2旋入滾珠絲杠1時(shí)，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杠軌道5中吻合。滾珠螺帽內(nèi)圓面加和滾珠絲杠外圓面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(huán)導(dǎo)向孔裝入，滾珠3不能從滾珠螺帽內(nèi)圓面直接裝入深溝軌道4，也不能從內(nèi)圓面的深溝軌道4中掉出。滾珠3的循環(huán)方式可以采用內(nèi)循環(huán)、外循環(huán)或端蓋循環(huán)方式。根據(jù)本發(fā)明所述的一種具有深溝軌道的滾珠螺帽，提供一種制造該滾珠螺帽的方法，在傳統(tǒng)技術(shù)將坯料鉆孔形成內(nèi)圓面之后，采用車削方法或旋風(fēng)銑的方法加工內(nèi)圓面，制造成深度大于滾珠半徑、開口略小于滾珠直徑、法向截面底邊為圓弧上部為矩形的螺旋凹槽，然后采用螺旋切削工具導(dǎo)入螺旋凹槽進(jìn)行切削形成深溝軌道，之后對(duì)深溝軌道進(jìn)行熱處理和表面處理。所述的加工方法中，因?yàn)橐呀?jīng)用傳統(tǒng)切削方法加工出了開口與內(nèi)部同樣寬度但深度較深底邊為弧形的螺旋凹槽，因此再采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(duì)較高。螺旋切削工具采用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行控制，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。所述的加工方法中，經(jīng)過螺旋切削工具加工之后，在滾珠螺帽的內(nèi)圓面形成了一條軌道深度大于滾珠半徑，軌道口小于滾珠直徑的深溝軌道，采用傳統(tǒng)熱處理技術(shù)進(jìn)行表面硬化，之后采用電解拋光技術(shù)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(dǎo)向定位桿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(dǎo)向定位桿6-1與滾珠螺帽內(nèi)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，以確保切削刀頭軸向?qū)肼菪疾?；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(gè)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的截面小于深溝軌道的法向截面，中間切削刀頭6-4可為多個(gè)，其截面逐漸增大但小于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(dòng)切削刀頭進(jìn)入到深溝軌道內(nèi)部；每個(gè)螺旋狀刀身6-6和下一個(gè)切削刀頭之間留有空隙，以容納切削下的鐵屑；各個(gè)螺旋狀刀身6-6沿螺旋線圍繞刀具載體6-7對(duì)稱分布。本發(fā)明的有益效果是滾珠螺帽脫離滾珠絲杠時(shí)，滾珠不會(huì)從滾珠螺帽的深溝軌道內(nèi)散落掉出，因而可以方便的旋入和旋出，為裝配和維護(hù)帶來極大的方便，同時(shí)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杠的場(chǎng)合使用。


圖1為本發(fā)明的總體原理結(jié)構(gòu)圖，也可作為摘要附圖。圖2為本發(fā)明滾珠深溝軌道法向截面示意圖。圖3為本發(fā)明螺旋切削工具的結(jié)構(gòu)圖。其中1、滾珠絲杠la、滾珠絲杠外圓面lb、滾珠絲杠軌道底面2、滾珠螺帽
2a、滾珠螺帽內(nèi)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、滾珠絲杠軌道
6、螺旋切削工具
6-1、導(dǎo)向定位桿
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(shí)施例方式圖1和圖2是本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)圖。滾珠螺帽2內(nèi)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(nèi)部，小部分露出軌道外面，露出的部分球面與滾珠絲杠軌道5吻合。圖2詳細(xì)顯示了這種結(jié)構(gòu)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)，小于滾珠螺帽內(nèi)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。滾珠絲杠外圓面Ia與滾珠螺帽內(nèi)圓面加之間有縫隙， 即滾珠螺帽2旋入滾珠絲杠1時(shí)，滾珠3被限制在深溝軌道4和滾珠絲杠軌道5之間，能夠在軌道內(nèi)滾動(dòng)，但滾珠螺帽2和滾珠絲杠1不接觸。制造該滾珠螺帽的步驟是第一步，選取或截取滾珠螺帽坯料，采用傳統(tǒng)方法在坯料中心鉆孔，形成滾珠螺帽的內(nèi)圓面，并精加工內(nèi)外圓面；第二步，采用車削工具或旋風(fēng)銑工具在滾珠螺帽內(nèi)圓面加工出螺旋凹槽，該螺旋凹槽的深度大于滾珠半徑、開口略小于滾珠直徑、法向截面接近底邊為圓弧上部為矩形；第三步，采用如圖3的螺旋切削工具導(dǎo)入到第二步制造出的螺旋凹槽中，對(duì)凹槽進(jìn)行截面成形加工。此過程采用機(jī)床加工，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)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(dòng)數(shù)據(jù)與螺旋的導(dǎo)程數(shù)據(jù)相配合，以完好吻合螺旋凹槽。導(dǎo)向定位桿6-1首先進(jìn)入到滾珠螺帽內(nèi)圓中，螺旋限位絲6-2跟隨進(jìn)入，并將螺旋切削工具6與滾珠螺帽準(zhǔn)確同心定位。隨著螺旋切削工具6推進(jìn)，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(duì)于第三步加工出的深溝軌道，首先采用滲碳或淬火熱處理技術(shù)，使軌道表面具有要求的硬度。然后采用電解拋光表面處理技術(shù)，使軌道表面達(dá)到要求的光滑度，并提高工作效率、提高產(chǎn)品的工作精度和使用壽命。
權(quán)利要求
1.一種具有深溝軌道的滾珠螺帽，其特征是內(nèi)圓面的螺旋狀滾珠滾動(dòng)軌道為深溝軌道G)，深溝軌道的深度大于滾珠(3)的半徑，但軌道開口小于滾珠(3)的直徑；滾珠 (3)進(jìn)入深溝軌道中，大半個(gè)球面在軌道內(nèi)部，小半個(gè)球面通過軌道開口露出；滾珠螺帽(2)旋入滾珠絲杠(1)時(shí)，滾珠C3)大部分球面在滾珠螺帽O(jiān))的深溝軌道(4)中吻合， 小部分球面在滾珠絲杠軌道(5)中吻合；滾珠螺帽內(nèi)圓面Oa)和滾珠絲杠外圓面(Ia)不接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有深溝軌道的滾珠螺帽，其特征是滾珠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(huán)導(dǎo)向孔裝入，不能從滾珠螺帽內(nèi)圓面直接裝入深溝軌道G)，也不能從內(nèi)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制造方法，其特征在于在傳統(tǒng)技術(shù)將坯料鉆孔形成內(nèi)圓面之后，采用車削方法或旋風(fēng)銑的方法加工內(nèi)圓面，制造成深度大于滾珠半徑、開口略小于滾珠直徑、法向截面底邊為圓弧上部為矩形的螺旋凹槽，然后采用螺旋切削工具(6) 導(dǎo)入螺旋凹槽進(jìn)行切削形成深溝軌道，之后對(duì)深溝軌道進(jìn)行熱處理和表面處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有深溝軌道的滾珠螺帽的制造方法，其特征在于在滾珠螺帽內(nèi)圓面加工形成要求的螺旋凹槽之后，采用螺旋切削工具(6)進(jìn)行加工，螺旋切削工具(6)包括導(dǎo)向定位桿(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(dǎo)向定位桿(6-1)與滾珠螺帽內(nèi)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，以確保切削刀頭軸向?qū)肼菪疾?；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(gè)螺旋狀刀身(6-6)的起始端加工成各個(gè)切削刀頭，起始切削刀頭 (6-3)的截面小于深溝軌道的法向截面，中間切削刀頭(6-4)可為多個(gè)，其截面逐漸增大但小于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(dòng)切削刀頭進(jìn)入到深溝軌道內(nèi)部；每個(gè)螺旋狀刀身(6-6)和下一個(gè)切削刀頭之間留有空隙，以容納切削下的鐵屑；各個(gè)螺旋狀刀身(6-6)沿螺旋線圍繞刀具載體(6-7)對(duì)稱分布。
全文摘要
一種具有深溝軌道的滾珠螺帽及其制造方法，滾珠螺帽旋出脫離滾珠絲杠后其內(nèi)圓面的滾珠仍然被限制在深溝軌道內(nèi)不會(huì)散落，方便滾珠螺帽旋出和旋入滾珠絲杠。這種滾珠螺帽的制造方法為在傳統(tǒng)技術(shù)將坯料鉆孔形成內(nèi)圓面之后，采用車削方法或旋風(fēng)銑的方法加工內(nèi)圓面，制造成深度大于滾珠半徑、開口略小于滾珠直徑、法向截面底邊為圓弧上部為矩形的螺旋凹槽，然后采用本發(fā)明的螺旋切削工具導(dǎo)入螺旋凹槽進(jìn)行切削形成深溝軌道，之后對(duì)深溝軌道進(jìn)行熱處理和表面處理。
文檔編號(hào)F16H25/22GK102278440SQ20101019486
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2010年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月8日
發(fā)明者朱豪東 申請(qǐng)人:朱豪東