專利名稱：一種具有深溝軌道的滾珠螺帽及其制造方法
技術領域：
本實用新型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 滾珠絲杠。
背景技術：
滾珠絲杠副是將滾珠絲杠或滾珠螺帽的旋轉運動轉化為滾珠螺帽或滾珠絲杠的 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杠、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，無論滾珠絲杠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，都是小于半個球面的部分在滾動軌道內，因此在滾珠絲杠與 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杠的軌道內。裝配之后，滾 珠被限制在滾珠螺帽和滾珠絲杠的滾珠滾動軌道之間沿滾珠滾動軌道和循環通道滾動。滾 珠絲杠的一般應用中，滾珠螺帽在滾珠絲杠表面往復運動，正常工作情況下滾珠螺帽不需 要脫離滾珠絲杠，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杠，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 滾珠絲杠，旋入裝配到滾珠絲杠上，現有的滾珠螺帽在脫離滾珠絲杠時，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杠的方便裝配、維修及上 述特殊應用場合。現有的滾珠螺帽和滾珠絲杠的滾珠滾動軌道，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，相對容易制造。如果滾珠滾動軌道為深溝軌 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。
發明內容本實用新型的目的在于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杠之后，滾珠不會從滾珠螺帽的深溝軌道中散落掉出的滾珠螺 帽，以及簡單而方便的制造這種滾珠螺帽的方法。為了達到這種目標，本實用新型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的深度大于滾珠3的半徑， 但軌道開口小于滾珠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旋入滾珠絲杠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杠軌道5中吻合。滾珠螺帽內圓 面2a和滾珠絲杠外圓面Ia不接觸。[0007]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的循環方式可以采用內循環、外循環或端蓋循環 方式。根據本實用新型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，在傳統技術將坯料鉆孔形成內圓面之后，采用車削方法或旋風銑的方法加工內圓 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入螺旋凹槽進行切削形成深溝軌道，之后對深溝軌道進 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，其精度也相對較高。螺旋切削工 具采用數控機床進行控制，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后，在滾珠螺帽的內圓面形成了一 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，采用傳統熱處理技術進行表 面硬化，之后采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 ；導向定位桿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，以確保切削刀頭軸向導入螺旋凹槽；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 截面小于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。本實用新型的有益效果是滾珠螺帽脫離滾珠絲杠時，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杠的場合使用。
圖1為本實用新型的總體原理結構圖，也可作為摘要附圖。圖2為本實用新型滾珠深溝軌道法向截面示意圖。圖3為本實用新型螺旋切削工具的結構圖。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[0021]2a、滾珠螺帽內圓面[0022]2b、滾珠螺帽軌道底面[0023]3、滾珠[0024]3a、滾珠圓心面[0025]4、深溝軌道[0026]5、滾珠絲杠軌道[0027]6、螺旋切削工具[0028]6-1、導向定位桿[0029]6-2、螺旋限位絲[0030]6-3、起始切削刀頭[0031]6-4、中間切削刀頭[0032]6-5、成形切削刀頭[0033]6-6、螺旋狀刀身[0034]6-7、刀具載體[0035]6-8、夾持柄
具體實施方式
圖1和圖2是本實用新型的原理結構圖，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杠軌道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)，小于滾珠螺帽內圓面2a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與滾珠螺帽內圓面2a之間有縫隙， 即滾珠螺帽2旋入滾珠絲杠1時，滾珠3被限制在深溝軌道4和滾珠絲杠軌道5之間，能夠 在軌道內滾動，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，采用傳統方法在坯料中心鉆孔，形成滾珠螺帽 的內圓面，并精加工內外圓面；第二步，采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的螺旋切削工具導入到第二步制造出的螺旋凹槽中，對凹槽 進行截面成形加工。此過程采用機床加工，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。導向定位桿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，并將螺旋切削工具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，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，使軌道表面達到要求的光滑度，并提高工作效率、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，其特征是內圓面的螺旋狀滾珠滾動軌道為深溝軌 道(4)，深溝軌道(4)的深度大于滾珠(3)的半徑，但軌道開口小于滾珠(3)的直徑；滾珠 (3)進入深溝軌道(4)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)旋入滾珠絲杠(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杠軌道(5)中吻合；滾珠螺帽內圓面(2a)和滾珠絲杠外圓面(la)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，其特征是滾珠(3)只能從 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，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。
專利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杠。這種滾珠螺帽的制造方法為在傳統技術將坯料鉆孔形成內圓面之后，采用車削方法或旋風銑的方法加工內圓面，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，然后采用本實用新型的螺旋切削工具導入螺旋凹槽進行切削形成深溝軌道，之后對深溝軌道進行熱處理和表面處理。
文檔編號F16H25/24GK201787018SQ20102021885
公開日2011年4月6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