下压负荷加强型线性滚珠导轨制造技术

本实用新型专利技术涉及一种下压负荷加强型线性滚珠导轨，它含有四列负荷钢珠，上方两列钢珠受力方向的夹角约６０度，同一侧的上方钢珠和下方钢珠的受力方向的夹角约９０度，使导轨同时受下压负荷和侧向负荷作用时有较大的负荷能力与良好的刚性。为改善钢球循环的平稳性，以具有凸缘的端盖及导引块和滑块本体上的负荷钢珠的沟槽及钢珠回流孔两端的鱼眼孔相配合。（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种线性滚珠导轨，特别是涉及一种具四列负荷钢珠的下压负荷加强型线性滚珠导轨。线性滚珠导轨早已被广泛使用于精密机械及仪器中。目前市面上线性滚珠导轨以受力钢珠的列数来区分，大致可分为两列、四列、六列等三种，其中又以四列的数量最多。目前四列线性滚珠导轨主要可区分为下列三类第一类，如附图说明图1所示，其相邻钢珠列11的负荷方向相互垂直，且两侧相邻钢珠11、12负荷方向的延伸线相交在轨条内侧A点。第二类，如图2所示，其相邻两钢珠列13的负荷方向仍相互垂直，但两侧相邻钢珠列13、14的负荷方向延伸线则相交在轨条外侧B点。第三类，如图3所示，其上方的两列钢珠15负荷方向相同，且呈垂直方向，而下方两侧负荷钢珠16的负荷方向和上方的钢珠列互成120度夹角。已知第一类和第二类的线性滚珠导轨在四个水平和垂直方向有相等的负荷能力，即使滑块1承受向上的拉力时，导轨7仍有很好的刚性。在一般的使用状况下，导轨很少受到单纯的上拉力，通常所受上拉分力的最大值亦小于所受的下压分力；在大部份的场合中，导轨主要是承受下压方向和侧向的合成力。很不幸地，这两类线性滚珠导轨当承受的下压负荷等于侧向负荷时，其可承受负荷却只有侧向可承受负荷的0.7倍。第三类线性滚珠导轨虽然在下压方向有很好的负荷能力，也可适当地承受一些侧向负荷，但是在侧向的刚性很差，使得滑块的定位精度不佳，且此类轨条7及滑块1研磨时最少需两个加工轴，不但生产设备必需复杂化，而且调整两轴的相互位置也相当困难。如图3所示，第三类已知线性滚珠导轨，虽然在承受单纯下压负荷时有很好的负荷能力，但是侧向的刚性很差，无法满足机械重切削的需要，且第三类导轨在制造上研磨的困难度较高，如图4所示，轨条研磨需要三个加工轴，由于其上方的两列钢珠沟槽u和两侧的钢珠沟槽s在相对位置的校正上不易，常使导轨组装后的钢珠受力方向并非在其原设计方向上。本技术的目的在于提供一种下压负荷加强型线性滚珠导轨，其上方的两列钢珠承受负荷方向的夹角约60度，且负荷方向的延伸线相交在滑块下方，两侧下方负荷钢珠列的负荷方向和水平线约夹30度，与其上方的负荷钢珠列的负荷方向约夹90度。经初步测试，当承受单纯的下压负荷时，负荷能力能较已知第一及第二类导轨增加约22％，而相同预压力下刚性则增加约40％。当受下压和侧向负荷的合成力时，如负荷方向和垂直方向夹角在0-80度以内，负荷能力可得到3.7％-22％不等的提升。当承受上拉方向的负荷时，和已知第三类的导轨相同，其负荷能力明显地较第一及第二类导轨差。本技术的另一目的在于提供一种上述的下压负荷加强型线性滚珠导轨，能改善钢珠循环系统的平稳性，端盖及导引块上各具有圆弧形的凸缘，而在滑块本体上的回流孔两端及钢珠沟槽的两端各铣设一鱼眼孔，使得端盖及导引块和滑块本体配合时，端盖及导引块上的凸缘可正好卡在滑块本体的鱼眼孔中。因回流孔和鱼眼孔能准确加工完成，端盖及导引块以此鱼眼孔定位可以获得很准确的定位结果，促进钢珠循环。为改善钢珠沟槽的钢珠进入连接路径的平稳性，端盖的方向导引唇深入滑块本体和端盖的接合面，使钢珠平稳地在受负荷钢珠沟槽和连接路径中来回滚动。为了进一步了解本技术的特征及
技术实现思路
，请详细参阅以下有关本技术的详细说明与附图，然而所附图式仅供参考与说明用，而并非用来对本技术做任何限制；有关的附图为图1为已知第一类线性滚珠导轨的示意图；图2为已知第二类线性滚珠导轨的示意图；图3为已知第三类线性滚珠导轨的示意图；图4为已知第三类的轨条研磨示意图；图5为本技术线性滚珠导轨的示意图；图6为本技术与已知第一、第二类四列线性滚珠导轨的负荷能力比较图；图7为本技术的轨条研磨示意图；图8为本技术的立体组合图；图9为本技术中滑块本体的立体图；图10为本技术中端盖的立体图；图11为本技术中导引块的立体图；图12为本技术中上钢珠保持器的立体图；图13为本技术中侧钢珠保持器的立体图；图14为本技术滑块本体的正视图；图15为本技术滑块本体与上、侧保持器组合的正视图；图16为本技术导引块与端盖组合的立体图图17为本技术导此块与滑块本体组合的立体图；图18为本技术端盖与滑块本体组合的剖面图。如图5与图8所示，为本技术四列式的下压负荷加强型线性滚珠导轨，包括一轨条7、一滑块本体1、二端盖2、八导引块3、一上保持器4、二侧保持器5、二刮刷器8及循环的数钢珠。使轨条7的腰部较其头部及底部窄，轨条的底面为一平面；在轨条头部的右上方、右下方、左上方、左下方各有一条圆弧形剖面的钢珠沟槽，圆弧的半径略大于钢珠的半径。其中轨条7上方的两钢珠列17，其承受负荷方向的夹角θ1约成60度，且负荷方向的延伸线相交在轨条下方C点处，两侧下方钢珠列18的负荷方向和水平线的夹角θ3约成30度，且与其上方的钢珠列17负荷方向的夹角θ2约成90度。当滑块本体1承受单纯的下压负荷时，仅导轨7上方两钢珠列17承受负荷，由于钢珠受力方向各和合力方向夹角θ1的一半约为30度，整体导轨可承受负荷为一列钢珠可承受的垂直负荷的1.73倍，在与已知第一及第二类导轨比较，本技术负荷能力约增加22％；当负荷方向和垂直下压方向夹30度时，由于共有三列钢珠承受负荷，其可承受负荷约为一列钢珠之1.074倍，较已知第一及第二类导轨提高4％的负荷能力(未考虑相关几何变化，若考虑几何变化，可承受负荷将再增加，且和形状系数有关，形状系数是指负荷钢珠沟槽的曲率半径Ra和钢珠直径Dw的比值，即为Ra/Dw)。其他角度的可承受负荷请参考图6中所示，实线为本技术可承受负荷范围，虚线则为已知的第一及第二类导轨的可承受范围，x轴表示水平方向，而y轴则表示垂直方向。当受下压和侧向负荷的合成力时，如负荷方向和垂直方向夹角在0-80度以内，负荷能力可得到3.7％-22％不等的提升。当受单纯的下压负荷时，导轨的刚性和钢珠直径、负荷的钢珠数、预负载、钢珠受力方向、材料特性及形状系数有关，若仅考虑钢珠受力方向的改变，刚性比第一及第二类导轨增加40％。线性滚珠导轨最为人垢病的地方即在于刚性较传统的滑动元件差，因此刚性的增加可使线性滚珠导轨的适用性更广，更适合产业界使用。图7所示是本技术的轨条研磨示意图，其加工轴只需两轴，不但相关位置可控制较准确且研磨机台的成本也可因而降低。请参阅图8至图11所示，在图8能看到本技术导轨的整体图，为了改善钢珠循环系统的平稳性，本技术提出循环新设计端盖2(图10)及导引块3(图11)上各具有圆弧形的凸缘2a、3a，在滑块本体1(图9)上各钢珠流动的回流孔1d两端及相对的钢珠沟槽1c两端各以铣刀加工出一鱼眼孔1e、1f，使得端盖2及导引块3和滑块本体1配合时，端盖2及导引块3上的凸缘2a、3a可正好分别卡在滑块本体1的鱼眼孔1e、1f中。由于回流孔1d和鱼眼孔1e、1f可准确的加工完成，端盖2及导引块3以鱼眼孔1e、1f定位，可以获得很准确的定位结果，钢珠因此可以平稳地循环其中，如图16至图18所示。为了改善钢珠沟槽的钢珠进入连接路径2g(图10)的平稳性，让端盖2的方向导引唇2h深入滑块本体1和端盖2的接合面，而使钢珠可以平稳地在负荷钢珠沟槽1c和连接路径本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种下压负荷加强型线性滚珠导轨，为四列钢珠的组合，包括一轨条、一滑块本体、二端盖、八导引块、一上保持器、二侧保持器、二刮刷器及循环的数钢珠，其特征在于：使轨条的腰部较其头部及底部窄，轨条的底面为一平面；在轨条头部的右上方、右下方、左上方 、左下方各有一条圆弧形剖面的钢珠沟槽，圆弧的半径略大于钢珠的半径，且右上方钢珠沟槽的受力方向和左上方钢珠沟槽的受力方向夹角约６０度，右上方钢珠沟槽和右下方钢珠沟槽受力方向的夹角约９０度，左上方钢珠沟槽和左下方钢珠沟槽的受力方向夹角亦约９０度；滑块本体上具有四回流孔及四钢珠沟槽；每一回流孔及每一钢珠沟槽的两端均各有一鱼眼孔，分别与相对应设在端盖及导引块的凸缘相卡合；端盖上设有四类似半圆形的连接路径，使钢珠由负荷路径的钢珠沟槽中进入回流孔，此类似半圆形的连接路径被设成一圆 弧面中，不限在一平面上；端盖在连接路径靠近回流孔端设有一圆弧形的凸缘以卡入在骨块本体的鱼眼孔中精密定位；端盖连接路径靠近钢珠沟槽端设有一凸出的卡块，使端盖和滑块本体结合时，卡块深入滑块本体中；各导引块具有一近似圆形的底座，端盖上亦有相对 应设置的圆形沈孔，使导引块的底座可正好卡在端盖的圆形沈孔中；各导引块的上方具有两个圆弧形的凸缘，以分别卡在滑块本体的回流孔及钢珠沟槽两端的鱼眼孔中；滑块本体两底侧方分别接一侧保持器，以圆弧面使钢珠不会在滑块本体和轨条分离时自滑块本体 掉落；侧保持器其两端各有一个斜锥状的卡块，可卡在滑块本体两侧的端盖上，以增加钢珠保持器的稳定性；侧保持器以数螺丝经螺孔锁固在滑块本体相对应的螺孔中；滑块本体中间底侧接一上保持器，以两侧斜面来防止上方两列钢珠掉落，亦以数螺丝经螺孔固定在滑块本体相对应的螺孔上；在两端盖外侧分别接在刮刷器。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭长信，
申请(专利权)人：上银科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]