高下壓剛性線性滾珠滑軌的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及線性傳動裝置，尤其是和高下壓剛性線性傳動裝置有關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]線性滾珠滑軌為一種重要的線性傳動裝置，具備高效率及高精密度的傳動特性使其被廣泛地運用于各種運載機械上，在選用線性滾珠滑軌的考量重點之一為其所能承受的靜額定負荷及剛性，尤其是下壓方向的靜額定負荷及剛性特別重要，而一般線性滾珠滑軌所能承受的靜額定負荷數(shù)值與滾珠列數(shù)及滾珠直徑的平方成正相關(guān)關(guān)系，因此業(yè)界多以增加滾珠直徑或增加滾珠列數(shù)的手段提高靜額定負荷能力；但是，一般的線性滾珠滑軌由于設(shè)計上未特別加強下壓方向的靜額定負荷及剛性，其下壓方向的靜額定負荷及剛性普遍較低。
[0003]如圖1所示為美國US6132093號專利的線性滑軌10，此為一種加強其下壓方向的靜額定負荷及剛性的公知技術(shù)，其主要包含一滑塊11可滑移地套覆于一滑軌12，且該滑軌12與該滑塊11之間設(shè)置四列滾珠13，該線性滑軌10主要是將滾珠13列數(shù)由一般的兩列增加為四列，其中兩列位于滑軌12的頂面，另外兩列則分別位于滑軌12的兩側(cè)，透過增加滾珠13列數(shù)以提高線性滑軌10所能承受的靜額定負荷；然而，以該線性滑軌10的四列滾珠13的配置方式來看，位于滑軌12頂面的兩列滾珠13是完全只能承受下壓的負荷，而且也完全無法承受側(cè)向負荷，而位于兩側(cè)的兩列滾珠則完全只能承受側(cè)向負荷，完全不能承受下壓的負荷，總體來說并無法整體顯著提高其下壓及側(cè)向的負荷能力，其雖能局部提升下壓方向的負荷能力，但是在側(cè)向的負荷能力并不佳，因此負荷能力仍不足以適用多數(shù)機構(gòu)，且更由于該滑軌12頂面及側(cè)面均設(shè)置有供滾珠13容置的滾動溝，因此該滑軌12于加工生產(chǎn)時必須經(jīng)過一次上方研磨及一次側(cè)向研磨才能完成，兩次的加工工序?qū)⒋蠓岣呒庸こ杀静⑼瑫r降低生產(chǎn)效率，而有經(jīng)濟效益不佳的缺點；而且兩次的加工工序的加工基準不同，使頂面及側(cè)面的滾動溝相對位置具有誤差，而降低滾珠滑軌的精準度。
[0004]另外，則再請配合參閱圖2所示為美國US8414190號專利的線性滑軌20，該線性滑軌20同樣包含一滑塊21可滑移地套覆于一滑軌22，而該線性滑軌20更將滾珠23列數(shù)由一般的兩列增加為八列(該滑軌22的兩側(cè)分別設(shè)置四列)，然其滑軌22上滾動溝的配置除了其中四列位于滑軌22的頂面之外，另外四列位于滑軌22的側(cè)面，且該滑軌的相對兩側(cè)面又成為向底面相對靠近的傾斜態(tài)樣，如此也同樣導(dǎo)致該滑軌22生產(chǎn)時必須經(jīng)過一次上方研磨及一次側(cè)向研磨的多工序加工，而同樣具有加工成本高、生產(chǎn)效率低、經(jīng)濟效益不佳及精準度降低的缺點；而此線性滑軌20由于設(shè)計成八列滾珠的型式，尺寸需大幅增加，無法符合一般的使用需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種高下壓剛性線性滾珠滑軌，其主要目的是提高整體的靜額定負荷；并改善一般滾珠滑軌為提高負荷能力的結(jié)構(gòu)形態(tài)配置會增加加工工序，降低生產(chǎn)效率的缺點，及避免兩次加工工序的加工基準不同所導(dǎo)致的滾動溝相對位置誤差而降低滾珠滑軌的精準度的問題；并能提高線性滾珠滑軌的剛性，特別是高下壓剛性；此外，能不增加尺寸，以符合一般的使用需求。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種高下壓剛性線性滾珠滑軌，包含:
[0007]—滑軌，沿一 X方向延伸長度的長條塊體結(jié)構(gòu)，而垂直該X方向則定義一 Y方向及一 Z方向，且該Y方向與該Z方向垂直，且該滑軌由該X方向上的兩端端面來看，該滑軌整體是相對于一對稱軸對稱設(shè)置的結(jié)構(gòu)體；且該滑軌于該Z方向上依序區(qū)分為一頭部、一頸部及一底部，該頭部相較于該底部于該Z方向上為上方向，而該底部相較于該頭部于該Z方向上為下方向，該頭部于該Y方向上的最大寬度為一頭部寬度，該頸部于該Y方向上的最小寬度為一頸部寬度，而該底部于該Y方向上的最大寬度為一底部寬度，該頸部寬度小于該頭部寬度及該底部寬度；且該滑軌上于對稱軸兩側(cè)分別設(shè)置三個滾動溝；
[0008]一滑塊，具有一套槽，該滑塊以該套槽可滑移地穿套于該滑軌上，且該套槽上對應(yīng)各該滾動溝的位置設(shè)置六個滾動槽；
[0009]多個滾珠，可滾動地容置于各該滾動溝與該滾動槽之間，其特征在于:
[0010]該滑軌于該頭部上的對稱軸兩側(cè)分別設(shè)置一上滾動溝、一中滾動溝以及一下滾動溝，且各該上滾動溝于該滑軌的該Z方向位置高于各該中滾動溝于該滑軌的該Z方向位置；且各該中滾動溝于該滑軌的該Z方向位置高于各該下滾動溝于該滑軌的該Z方向位置；以及
[0011]各該滾珠與各該滾動溝分別產(chǎn)生一接觸點，該接觸點具有一法線，各該上滾動溝、各該中滾動溝的該法線與z方向的上方向之間的夾角(定義為該上滾動溝及該中滾動溝的一接觸角)為20?70度，且各該下滾動溝的該法線與Z方向的下方向之間的夾角(定義為各該下滾動溝的一接觸角)為20?70度。
[0012]本發(fā)明透過于滑軌及滑塊之間設(shè)置六列滾珠以提高整體的靜額定負荷，同時搭配頸部寬度的適當配置以維持滑軌的剛性，特別是高下壓剛性，且本發(fā)明容置滾珠的滾動溝是對稱設(shè)置于滑軌的頭部兩側(cè)，而能透過側(cè)向加工一次研磨加工完成，簡化加工工序、提高生產(chǎn)效率及經(jīng)濟效益，并且避免兩次加工工序的加工基準不同所導(dǎo)致的頂面及側(cè)面的滾動溝相對具有誤差而降低滾珠滑軌的精準度的問題。此外，由于空間的設(shè)計及最佳化設(shè)計，使尺寸不需增加而能符合一般的使用需求。
【附圖說明】
[0013]圖1為一種公知的加強下壓滾珠滑軌示意圖。
[0014]圖2為另一種公知的加強其下壓滾珠滑軌示意圖。
[0015]圖3為本發(fā)明高下壓剛性線性滾珠滑軌的外觀示意圖。
[0016]圖4為本發(fā)明高下壓剛性線性滾珠滑軌的端視平面圖。
[0017]圖5為本發(fā)明高下壓剛性線性滾珠滑軌的滑軌平面示意圖。
[0018]圖6為加工本發(fā)明高下壓剛性線性滾珠滑軌的滑軌的示意圖。
[0019]圖7為本發(fā)明高下壓剛性線性滾珠滑軌與現(xiàn)有產(chǎn)品的靜額定負荷數(shù)據(jù)比較圖。
[0020]圖8為本發(fā)明高下壓剛性線性滾珠滑軌與現(xiàn)有產(chǎn)品的下壓及側(cè)向剛性數(shù)據(jù)比較圖。
[0021]圖9為本發(fā)明高下壓剛性線性滾珠滑軌改變接觸角對于下壓及側(cè)向靜額定負荷的關(guān)系圖。
[0022]附圖標記說明
[0023]線性滑軌10滑塊11
[0024]滑軌12滾珠13
[0025]線性滑軌20滑塊21
[0026]滑軌22滾珠23
[0027]滑軌30頭部31
[0028]上滾動溝311中滾動溝312
[0029]下滾動溝313頸部32
[0030]底部33滑塊40
[0031]套槽41滾動槽411
[0032]滾珠50X方向
[0033]Y方向Z方向
[0034]頭部寬度W1頸部寬度W2
[0035]底部寬度W3對稱軸L
[0036]第一滾珠中心距dl第二滾珠中心距d2
[0037]第三滾珠中心距d3接觸點T
[0038]接觸角α法線Ν
[0039]側(cè)研磨件A
【具體實施方式】
[0040]本發(fā)明高下壓剛性線性滾珠滑軌的較佳實施例如圖3至9所示，包含:
[0041]一滑軌30，沿一 X方向延伸長度的長條塊體結(jié)構(gòu)，而垂直該X方向則定義一 Y方向及一 Z方向，且該Y方向與該Z方向垂直，且該滑軌30由該X方向上的兩端端面來看，該滑軌30整體是相對于一對稱軸L對稱設(shè)置的結(jié)構(gòu)體；
[0042]且該滑軌30于該Z方向上依序區(qū)分為一頭部31、一頸部32及一底部33，該頭部31相較于該底部33于該Z方向上為上方向，而該底部33相較于該頭部31于該Z方向上為下方向，該頭部31于該Y方向上的最大寬度為一頭部寬度W1，該頸部32于該Y方向上的最小寬度為一頸部寬度W2，而該底部33于該Y方向上的最大寬度為一底部寬度W3，該頸部寬度W2小于該頭部寬度W1及該底部寬度W3 ;此外，該滑軌30上于對稱軸L兩側(cè)分別設(shè)置三個滾動溝，該滑軌30兩側(cè)的滾動溝相對于該對稱軸L為對稱設(shè)置；本實施例是于該滑軌30的該頭部31上于該對稱軸L兩側(cè)分別設(shè)置一上滾動溝311、一中滾動溝312以及一下滾動溝313，且各該上滾動溝311于該滑軌30的Z方向位置高于各該中滾動溝312于該滑軌30的Z方向位置；且各該中滾動溝312于該滑軌30的Z方向位置高于各該下滾動溝313于該滑軌30的Z方向位置；且本發(fā)明的各該上滾動溝311及各該中滾動溝312設(shè)于該頭部31的上半部，而各該下滾動溝313設(shè)于頭部31的下半部；
[0043]一滑塊40，具有一套槽41，該滑塊40以該套槽41可滑移地穿套于該滑軌30上，且該套槽41上對應(yīng)各該上滾動溝311、各該中滾動溝312及各該下滾動溝313的位置設(shè)置六個滾動槽411 ;以及
[0044]多個滾珠50，可滾動地容置于各該滾動溝411與該滾動槽311、312、313之間，且當各該滾珠50容置于各該滾動溝311、312、313內(nèi)時，容置于二該上滾動溝311內(nèi)的二該滾珠50的中心于該Y方向上的間距為一第一滾珠中心距dl ;容置于二該中滾動溝312內(nèi)的二該滾珠50的中心于該Y方向上的間距為一第二滾珠中心距d2 ;而容置于二該下滾動溝313內(nèi)的二該滾珠50的中心于該Y方向上的間距為一第三滾珠中心距d3 ;該頸部寬度W2分別小于該第二滾珠中心距d2及該第三滾珠中心距d3，以符合結(jié)構(gòu)設(shè)計的需要；且，由于高下壓剛性線性滾珠滑軌的剛性和其截面積有關(guān)，而頸部32為該滑軌30的截面積最小的區(qū)域，為影響結(jié)構(gòu)剛性很重要的區(qū)域，為增加線性滾珠滑軌的剛性，本實施例設(shè)計該頸部寬度W2大于該第一滾珠中心距dl，以得到最佳的剛性結(jié)果；當然，如果結(jié)構(gòu)上有特別的空間限制，設(shè)計使該頸部寬度W2大于該第一滾珠中心距dl減掉一個該滾珠50的直徑的數(shù)值也可得到次佳的剛性結(jié)果；其中，該第三滾珠中心距d3以稍大設(shè)計為更佳，以避免下滾動溝313和頸部32產(chǎn)生制造上的干擾，故設(shè)計上，可加大第三滾珠中心距d3并使該頸部寬度W2小于該第三滾珠中心距d3減掉一個該滾珠的直徑的數(shù)值為更佳。