CN102345675B - 一种铝基双滚道滚珠直线导轨副 - Google Patents

一种铝基双滚道滚珠直线导轨副 Download PDF

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Abstract

一种铝基双滚道滚珠直线导轨副，设有导轨和滑块两部分，其中导轨部分由导轨基体和镶嵌在两侧的两条高硬度钢质长滚道组成，滑块部分由滑块基体、短滚道、滚珠和位于两端的回珠器、回珠内板、密封端盖、回珠器螺丝、端盖螺丝和油嘴组成。滑块基体设有滚珠工作通道、滚珠返回通道和短滚道的安装孔，滑块基体各安装孔中安装有高硬度的钢质短滚道，每两条短滚道与滚珠工作通道中的滚珠接触并定位，每侧的一条长滚道被两条滚珠工作通道中的滚珠接触并定位，两侧的四条滚珠工作通道中的滚珠构成滑块与导轨的可滑动定位结构。

Description

一种铝基双滚道滚珠直线导轨副
技术领域
本发明提供一种铝基双滚道滚珠直线导轨副，属于机械制造和应用领域，涉及直线导轨，适用于IT业和工业自动化行业。
背景技术
当前被广泛使用的滚珠直线导轨，其结构为整块钢质导轨和整块钢质滑块体，与滚珠接触的精密滚道直接在钢质导轨和钢质滑块体上加工，因此这种形式的直线导轨会存在以下缺点：
1. 材料成本高：滑块体中的滚道面需要具有高精度高硬度高耐磨性的性能，因此整个导轨和滑块体需要使用较多价格昂贵的高合金钢料制造，如轴承钢等；
2. 制造工艺复杂，加工成本高：为了提供高精度高硬度的轨道面，体积较大的钢质导轨和钢质滑块体在加工过程中需进行复杂的热处理工艺，在最后还需要对导轨面进行精密研磨；
3. 重量大，惯性大，能耗高，外围设备投资和使用费用较高：较重的钢质滑块在运动中特别是高速运动中的惯性很大，为保证整体运动部件的牢固性，其外围结构也要相应厚重，整体运动部件的重量和惯性更大，要达到设计速度，需提供较大功率的动力，传递动力的装置也要相对粗壮，最后导致整个设备的重量较大，加大了设备的成本和运行能耗。
因此发明一种低重量低成本的直线导轨副很有必要。
发明内容
本发明提供了一种使用精密铝合金型材做导轨基体和滑块体，使用极少量昂贵的高合金钢材做滚道的低重量低成本的直线导轨副。
本发明的优点是：
使用大量铝合金型材代替价格昂贵的高合金钢料，使材料成本大幅降低；使用简单的圆柱形滚道与精密铝合金型材基体组装成导轨和滑块，使加工工艺特别是轨道面的热处理和研磨工艺变得异常简单；大量的铝合金代替钢材，使整体重量变得很轻，运动惯性变得很小，从而可以降低驱动功率，减小驱动装置尺寸，或者在使用同等驱动功率的条件下可以使运动速度得到提高，符合现代机器装备的性能要求。
附图说明
图1是本发明的总体结构图；
图2是滑块基体（3）的结构立体图；
图3是滑块基体（3）的端面图；
图4是回珠器（6）的结构立体图，图中显示了两个端面的结构图；
图5是回珠内板（7）的结构立体图；
图6是本发明中滚珠（5）与短滚道（4）和长滚道（2）的接触位置关系图；
图7是滚珠（5）与短滚道（4）和长滚道（2）的两种接触形式图；
图8是回珠器（6）与回珠内板（7）共同构成半环状转向通道的截面示意图， a图是两者组合前的状态，b图是组装后的状态。
具体实施方式
一种铝基双滚道滚珠直线导轨副，如图1所示，设有导轨和滑块两部分，其中导轨部分由导轨基体（1）和镶嵌在两侧的两条高硬度钢质长滚道（2）组成，滑块部分由滑块基体（3）、短滚道（4）、滚珠（5）和位于两端的回珠器（6）、回珠内板（7）、密封端盖（8）、回珠器螺丝（9）、端盖螺丝（10）和油嘴（11）组成。
所说的滑块基体（3）横截面呈门型，如图2和图3，门洞（B1）两侧均设有滚珠工作通道（B2）、滚珠返回通道（B3）和短滚道（4）的安装孔（B4），滑块基体（3）两端面还设有第一螺纹孔（B5）和带台阶孔（B6）的第二螺纹孔（B7）。
如图2和图6所示，所说的滑块基体（3）上的各安装孔（B4）中安装有高硬度的钢质短滚道（4），每两条短滚道（4）通过第二缺口（C2）与滚珠工作通道（B2）中的滚珠（5）接触并定位，每侧的一条长滚道（2）被两条滚珠工作通道（B2）中的滚珠（5）通过第一缺口（C1）接触并定位，两侧的四条滚珠工作通道（B2）中的滚珠（5）构成滑块与导轨的可滑动定位结构。
如图7所示，所说的长滚道（2）和短滚道（4）的截面形状是与滚珠（5）点接触的圆形的，如图a；或者是与滚珠（5）面接触的带圆弧凹槽（A1，A2）形式的，如图b；或者是与滚珠双面接触的带有双圆弧哥德式沟槽（A3，A4）形式的，如图c。
所说的回珠器（6）为板状，如图4所示，其端面与滑块体（3）的端面相同，设有与第一螺纹孔（B5）和第二螺纹孔（B7）位置对应的第一通孔（B9）和第二通孔（B10），其一端设有长圆形凹坑状回珠管路外环部分（B12），其另一端的第一通孔（B9）处设有沉孔（B11）。所说的回珠器（6）还设有油嘴螺丝孔（B13）和油道（B14）。
所说的回珠内板（7）如图5，设有第一安装通孔（B15）、第二安装通孔（B16）和第一滚珠通孔（B17）和第二滚珠通孔（B18），第一滚珠通孔（B17）和第二滚珠通孔（B18）之间设有凸起的回珠管路内环部分（B19），内环部分（B19）的背面第二安装通孔（B16）处设有管状销轴（B20）。
所说的回珠器（6）的长圆形凹坑状回珠管路外环部分（B12）和回珠内板（7）凸起状回珠管路内环部分（B19）共同构成滑块两端滚珠（5）的半环状转向通道，如图8所示，连接滑块基体（3）的滚珠工作通道（B2）、滚珠返回通道（B3）构成闭合的滚珠循环通道。
回珠内板（7）通过管状销轴（B20）与装有短滚道（4）和滚珠（5）的滑块基体（3）的台阶孔（B6）定位连接，与回珠器（6）一起使用螺钉（9）通过第一通孔（B9）和第一安装通孔（B15）固定在滑块基体（3）两端；密封端盖（8）使用端盖螺丝（10）穿过回珠器（6）和回珠内板（7）的第二通孔（B10）和第二安装通孔（B16）拧入滑块基体（3）两端的第二螺纹孔（B7），将其固定在滑块最外端，最后将油嘴（11）装入回珠器（6）的螺丝孔（B13），完成滑块的组装。
将两侧镶嵌有长滚道（2）的铝基导轨装入组装好的滑块中，通过滚珠（5）对长滚道（2）的滚动，使滑块可以无间隙的在导轨上滑动，实现轻质滑块的高速运动。

Claims (9)

1.一种铝基双滚道滚珠直线导轨副，包括导轨和滑块两部分，其特征在于：
所说的导轨部分由导轨基体（1）和镶嵌在两侧的两条高硬度钢质长滚道（2）组成；
所说的滑块部分由滑块基体（3）、短滚道（4）、滚珠（5）和位于两端的回珠器（6）、回珠内板（7）、密封端盖（8）、回珠器螺丝（9）、端盖螺丝（10）和油嘴（11）组成；
所说的滑块基体（3）横截面呈门型，门洞（B1）两侧均设有滚珠工作通道（B2）、滚珠返回通道（B3）和短滚道（4）的安装孔（B4）；
所说的滑块基体（3）两端面还设有第一螺纹孔（B5）和带台阶孔（B6）的第二螺纹孔（B7）；
所说的回珠器（6）为板状，其端面与滑块基体（3）的端面相同，设有与滑块基体（3）的第一螺纹孔（B5）和第二螺纹孔（B7）位置对应的第一通孔（B9）和第二通孔（B10），第一通孔（B9）的一端设有沉孔（B11），回珠器（6）没有沉孔（B11）的一端设有长圆形凹坑状回珠管路外环部分（B12）；
所说的回珠器（6）还设有油嘴螺丝孔（B13）和油道（B14）；
所说的回珠内板（7）设有第一安装通孔（B15）、第二安装通孔（B16）和第一滚珠通孔（B17）和第二滚珠通孔（B18），第一滚珠通孔（B17）和第二滚珠通孔（B18）之间设有凸起的回珠管路内环部分（B19），内环部分（B19）的背面第二安装通孔（B16）处设有管状销轴（B20）。
2.根据权利要求1所述的一种铝基双滚道滚珠直线导轨副，其特征在于：所说的导轨基体（1）和滑块基体（3）为铝合金材质，使用高精度模具拉拔成型材，经切割加工而成的工艺结构。
3.根据权利要求1所述的一种铝基双滚道滚珠直线导轨副，其特征在于：所说的滚珠工作通道（B2）、滚珠返回通道（B3）在门洞（B1）两侧各两条，而每条滚珠工作通道（B2）旁边设有两条短滚道（4）的安装孔（B4）。
4.根据权利要求1所述的一种铝基双滚道滚珠直线导轨副，其特征在于：所说的各滚珠工作通道（B2）与门洞（B1）贯通形成第一缺口（C1），各安装孔（B4）与滚珠工作通道（B2）贯通形成第二缺口（C2）。
5.根据权利要求4所述的一种铝基双滚道滚珠直线导轨副，其特征在于：所说的滑块基体（3）上的各安装孔（B4）中安装有高硬度的钢质短滚道（4），每两条短滚道（4）通过第二缺口（C2）与滚珠工作通道（B2）中的滚珠（5）接触并定位，每侧的一条长滚道（2）被两条滚珠工作通道（B2）中的滚珠（5）通过第一缺口（C1）接触并定位，两侧的四条滚珠工作通道（B2）中的滚珠（5）构成滑块与导轨的可滑动定位结构。
6.根据权利要求1或5所述的一种铝基双滚道滚珠直线导轨副，其特征在于：所说的长滚道（2）和短滚道（4）的截面形状是与滚珠（5）点接触的纯圆形的，或者是与滚珠（5）面接触的带圆弧凹槽（A1，A2）形式的，或者是与滚珠双面接触的带有双圆弧哥德式沟槽（A3，A4）形式的。
7.根据权利要求1所述的一种铝基双滚道滚珠直线导轨副，其特征在于：所说的回珠内板（7）的第一滚珠通孔（B17）和第二滚珠通孔（B18）与回珠器（6）的各个长圆形凹坑状回珠管路外环部分（B12）的两端分别对应，同时与滑块基体（3）的滚珠工作通道（B2）、滚珠返回通道（B3）分别对应。
8.根据权利要求1所述的一种铝基双滚道滚珠直线导轨副，其特征在于：所说的回珠器（6）的油嘴螺丝孔（B13）和油道（B14）设在有长圆形凹坑状回珠管路外环部分（B12）的一端，且油道（B14）与螺丝孔（B13）和长圆形凹坑状回珠管路外环部分（B12）相通。
9.根据权利要求1所述的一种铝基双滚道滚珠直线导轨副，其特征在于：所说的回珠器（6）的长圆形凹坑状回珠管路外环部分（B12）和回珠内板（7）凸起状回珠管路内环部分（B19）纵剖面均呈半圆形，两者共同构成滑块两端滚珠（5）的半环状转向通道，连接滑块基体（3）的滚珠工作通道（B2）、滚珠返回通道（B3）构成闭合的滚珠循环通道。
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