CN103707171A - 滚珠花键组外筒内珠沟的研磨加工方法 - Google Patents

Abstract

一种滚珠花键组外筒内珠沟的研磨加工方法，包括以下步骤：于外筒的内壁面形成多个滚珠保持结构；以及研磨各滚珠保持结构，形成一内珠沟。通过所述方法可不需使用滚珠保持器，减少组装组件数，简化组装制程，另外，因为可减少形成内珠沟时的研磨需求，有利于制成高精度与高可靠度的内珠沟，以提高滚珠花键组的生产良率及运作稳定性。

Description

滚珠花键组外筒内珠沟的研磨加工方法

技术领域

本发明关于一种滚珠花键组外筒内珠沟的研磨加工方法。

背景技术

于各种滚珠花键组中，外筒扮演了核心角色，必须具备足够的刚性，以提供承载力及防护滚珠运动时所产生的冲击力，另一方面在结构上又有极高的精度要求，以避免整体组件的运作效能不佳，或产生异常噪音。

图1为已知滚珠花键组1的主要组件，其包括花键轴11、外筒12、端盖13、滚珠保持器14以及循环运动于所述组件之间的滚珠15，另有防尘件16设置于端盖13。其中，滚珠保持器14设置于花键轴11与外筒12之间，使滚珠15在组装前，或外筒12与花键轴11分离时，仍能维持其位置避免掉落。然而，滚珠保持器14为强度较弱的塑料材质，在长时间承受滚珠15循环运动下，相当容易受损，进而造成滚珠15运动时可能发生震动的情形，另外，特别于滚珠15高速运动时，还增加滚珠15脱落的机率，造成使用者操作的风险。

上述情况随着滚珠花键组1尺寸的增加而更形严重。因为大型滚珠花键组1的滚珠保持器14长度较长，中段部分负载的滚珠15数目增加，离支撑点较远而刚性不足，容易变形或扭曲。

另外，因外筒12的内珠沟121必须直接承载滚珠15的高速运动，故内珠沟121的精度要求相当高。又，已知外筒12内珠沟121的加工制程为研磨加工，而在研磨的制程中会生成大量的热，并破坏内珠沟121的精度。除此之外，为了满足内珠沟121高精度的要求，已知研磨加工仅能针对每一条内珠沟121逐一进行角度调整与作业，故一般研磨制程相当繁复且缓慢，制作成本也高。

因此，如何提供一种滚珠花键组外筒的内珠沟研磨加工方法，其制程简单，易于加工与组装，且可形成高精度与高可靠度的内珠沟，以降低滚珠花键组的生产成本及提高运作稳定性，已成为一项重要的课题。

发明内容

本发明的目的为提供一种滚珠花键组外筒内珠沟的研磨加工方法，通过所述方法可不需使用滚珠保持器，减少组装组件数，简化组装制程，另外，因为可减少形成内珠沟时的研磨需求，有利于制成高精度与高可靠度的内珠沟，以提高滚珠花键组的生产良率及运作稳定性。

本发明可采用以下技术方案来实现的。

本发明的一种滚珠花键组外筒内珠沟的研磨加工方法，包括以下步骤：于外筒的内壁面形成多个滚珠保持结构；以及研磨各滚珠保持结构，形成一内珠沟。

在本发明的一实施例中，滚珠保持结构于内壁面上具有一第一开口，所述第一开口的口径小于滚珠花键组的多个滚珠的直径。

在本发明的一实施例中，各滚珠保持结构为倒包形状。

在本发明的一实施例中，滚珠保持结构以拉刀拉削、线切割、放电或抽拉成型的加工方式形成。

在本发明的一实施例中，滚珠保持结构具有多个非滚珠接触部。

在本发明的一实施例中，各滚珠保持结构具有一上非滚珠接触部、一左非滚珠接触部以及一右非滚珠接触部，且左非滚珠接触部以及右非滚珠接触部为对称。

在本发明的一实施例中，研磨加工方法还包括一步骤：加入一冷却液或一润滑液于非滚珠接触部。

在本发明的一实施例中，于研磨各滚珠保持结构的步骤中，研磨并去除各滚珠保持结构的至少一个内凹部。

在本发明的一实施例中，各滚珠保持结构具有两个内凹部，且于研磨时，同时去除内凹部。

在本发明的一实施例中，内凹部通过研磨后，形成一滚珠接触部。

承上所述，依据本发明的一种滚珠花键组外筒内珠沟的研磨加工方法，其先于外筒的内壁面以例如拉刀拉削等非研磨的加工方式形成滚珠保持结构，再研磨各滚珠保持结构以形成一内珠沟，是以，外筒的内壁面即可提供滚珠保持的功效，减少组装零件数目，并免除使用滚珠保持器可能发生的强度刚性不足问题，特别有利于大型滚珠花键组使用。

又，在上述两阶段的作法中，因先采非研磨方式形成初步的滚珠保持结构，再于保留滚珠保持结构的特征的情况下，通过简易的研磨便可形成内珠沟，故可避免研磨变形的问题，从而提高精度，另外也可缩短全程采研磨加工所增加的制程时间。

与已知仅使用研磨加工方式相较，两阶段的作法还可减少研磨面积，降低振刀发生的机率，也较不会产生过多的热影响内珠沟的精度，可确保滚珠花键组于高速运作时的稳定性及可靠性。另外，本发明所形成的滚珠保持结构可具有非滚珠接触部，适于作为冷却液或润滑液的添加处，同样可降低研磨加工所产生的热能危机，以及强化滚珠转动时的平顺度。

附图说明

图1为已知滚珠花键组的示意图；

图2A为依据本发明一实施例的一种滚珠花键组外筒内珠沟的研磨加工方法的步骤流程图；

图2B为依据图2A所示的步骤加工完成所得的滚珠花键组的分解示意图；

图3为图2B所示的外筒及其滚珠保持结构的剖面示意图；

图4A为进行图2A所示的步骤S20时的研磨示意图；

图4B为图4A所示的部分放大示意图；

图4C为图4B所示的内珠沟的另一实施态样的放大示意图；以及

图5为依据本发明的一种的滚珠花键组外筒内珠沟的研磨方法制成的外筒应用于滚珠花键组的剖面示意图。

主要元件符号说明：

1、2：滚珠花键组

11、21：花键轴

12、22：外筒

121、226：内珠沟

13、23：端盖

14：滚珠保持器

15、25：滚珠

16、24：防尘件

211：轨道槽

221：内壁面

222：外壁面

223：滚珠保持结构

224：第一开口

225：内凹部

227：滚珠接触部

228：第二开口

229：非滚珠接触部

229a：上非滚珠接触部

229b：左非滚珠接触部

229c：右非滚珠接触部

3：研磨工具

D：直径

S10～S20：步骤

W：宽度

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依本发明优选实施例的一种滚珠花键组外筒内珠沟的研磨加工方法，其中相同的元件将以相同的元件符号加以说明。

图2A为依据本发明一实施例的一种滚珠花键组外筒内珠沟的研磨加工方法的步骤流程图，图2B为依据图2A所示的步骤加工完成所得的滚珠花键组的分解示意图，请同时参考图2A及图2B所示。滚珠花键组2包括一花键轴21、外筒22、端盖23、防尘片24以及循环运动于所述组件之间的滚珠25。外筒22套设于花键轴21，而端盖23组接于外筒22的两端，防尘片24设置于端盖23。而本实施例的一种滚珠花键组外筒内珠沟的研磨加工方法可包括以下步骤：于外筒的内壁面形成多个滚珠保持结构（S10）；以及研磨各滚珠保持结构，形成一内珠沟（S20）。

图3为图2B所示的外筒及其滚珠保持结构的剖面示意图，请参考图3所示。外筒22未加工前为两端开口的筒状金属件，并具有一内壁面221与一外壁面222。另外，外筒22可称为花键螺帽。于步骤S10中，外筒22的内壁面221形成多个滚珠保持结构223，其中，滚珠保持结构223以例如但不限于拉刀拉削、线切割、放电或抽拉成型等的加工方式形成，所述加工方式均具有较研磨加工更快且经济效益，尤其以拉刀切削而言，其还有速度快与成本低等优点。

滚珠保持结构223并无特别的构型限制，而以配合滚珠25的运动路径且具有小于滚珠25的直径的一开口为原则。如图2B中所示，滚珠保持结构223可为长条形，并贯通外筒22的两端。

然而，较佳的，滚珠保持结构223可如本实施例所示的倒包形状的结构。倒包形状可具有多个凸出部的缺口，如图3所示，滚珠保持结构223具有三个凸出部。然而，需特别说明的是，在此所称的「倒包结构」一词仅说明图3所示结构的一种名称，其它具有相同或相似结构但名称不同者，亦为本发明所涵盖的范围。

以具有小于滚珠25的直径的开口而言，滚珠保持结构223于内壁面221上具有一第一开口224，所述第一开口224的口径小于滚珠花键组2的滚珠25的直径D（请先参考图5所示），因此，当滚珠25容置于制备完成的外筒22时，即便不使用滚珠保持器，滚珠25亦不会脱落，详细说明将配合图5于后叙述。

图4A为进行图2A所示的步骤S20时的研磨示意图，图4B为图4A的部分放大示意图，并请同时参考图3、图4A及图4B所示。在步骤S20中，研磨各滚珠保持结构223，以去除各滚珠保持结构223的内凹部225而形成一内珠沟226。为凸显研磨前后的差异，图4A中呈现研磨前的两个滚珠保持结构223以及研磨后的两个内珠沟226，其中，滚珠保持结构223中的内凹部225通过研磨后，形成内珠沟226中的滚珠接触部227。

依据本发明的滚珠花键组外筒内珠沟的研磨方法，对于形成内珠沟226为两阶段的加工，故于研磨时，研磨工具3仅需磨去内凹部225，相较于已知采全研磨制程，不仅所承受的阻力小，降低振刀的机率，也没有研磨整个滚珠接触弧度的需求，研磨工具3无需频繁的进行角度调整，因此可减短加工所需耗费的时间。

研磨工具3可例如但不限于砂轮，需特别注明的是，研磨工具3的宽度W必须小于滚珠的直径D（图5所示），但不一定小于第一开口224的口径。因此，内珠沟226形成后，于内壁面221上具有一第二开口228（图5所示），而第二开口228的口径等于第一开口224的口径，或趋近于研磨工具3的宽度W。于本实施例中，滚珠保持结构223的第一开口224的口径介于研磨工具3的宽度W与滚珠25的直径D之间（图4B所示），故通过研磨后所形成的内珠沟226的第二开口228的口径为等于第一开口224的口径。

图4C为图4B所示的内珠沟的另一实施态样的放大示意图，请同时参考图4A及图4C所示。若于形成滚珠保持结构223时，第一开口224的口径小于研磨工具3的宽度W（图4C所示），则通过研磨后所形成的内珠沟226的第二开口228的口径便会为大于第一开口224的口径，且趋近于研磨工具3的宽度W，而因研磨工具3的宽度W小于滚珠25的直径D（图5所示），故即便不使用滚珠保持器，当滚珠25容置于内珠沟226时，滚珠25同样不会有脱落的情形。

整体而言，依据本发明的滚珠花键组外筒内珠沟的研磨加工方法所制备的外筒内珠沟，同时具备滚珠花键组中外筒的内珠沟及滚珠保持器的功效，无需额外使用滚珠保持器，有利于简化组装制程，且因减少组装程序，提高了组装精度。

图5为依据本发明的滚珠花键组外筒内珠沟的研磨加工方法制成的外筒应用于滚珠花键组中的剖面示意图，请参考图5所示。外筒22的内珠沟226和花键轴21的轨道槽211共同形成滚珠通道以容纳滚珠25，且外筒22与花键轴21之间的间隙可为0.05公厘至1公厘。因内珠沟226的第二开口228小于滚珠25的直径D，故即便是将外筒22与花键轴21分离，滚珠25亦不会掉落，从而无需增设塑料的滚珠保持器，又，外筒22为刚性较强的金属材质，对于滚珠25高速运动时的承受力优于已知的滚珠保持器。

另外，在内珠沟226中，具有多个凸出部，其为非滚珠接触部229。又，所述非滚珠接触部229可分别依据方位关系分为上非滚珠接触部229a、左非滚珠接触部229b以及右非滚珠接触部229c，且左非滚珠接触部229b以及右非滚珠接触部229c为对称。由于，滚珠25与内珠沟226仅于滚珠接触部227两点接触，而留有上非滚珠接触部229a、左非滚珠接触部229b及右非滚珠接触部229c三个空间，故可搭配端盖注油孔的设计，在润滑液输入后，作为储油的空间或通道，以提升滚珠25运动时的顺畅度。

需特别说明的是，以本发明的滚珠花键组外筒内珠沟研磨方法所制成的外筒22，可再与滚珠保持器配合应用，以加强对滚珠花键组中滚珠25的定位功能。

综上所述，依据本发明的一种滚珠花键组外筒内珠沟的研磨加工方法，其先于外筒的内壁面以例如拉刀拉削等非研磨的加工方式形成滚珠保持结构，再研磨各滚珠保持结构以形成一内珠沟，是以，外筒的内壁面即可提供滚珠保持的功效，减少组装零件数目，并免除使用滚珠保持器可能发生的强度刚性不足问题，特别有利于大型滚珠花键组使用。

又，在上述两阶段的作法中，因先采非研磨方式形成初步的滚珠保持结构，再于保留滚珠保持结构的特征的情况下，通过简易的研磨便可形成内珠沟，故可避免研磨变形的问题，从而提高精度，另外可缩短采全程研磨加工所增加的制程时间。

与已知仅使用研磨加工方式相较，两阶段的作法还可减少研磨面积，降低振刀发生的机率，较不会产生过多的热影响内珠沟的精度，可确保滚珠花键组于高速运作时的稳定性及可靠性。另外，本发明所形成的滚珠保持结构可具有非滚珠接触部，适于作为冷却液或润滑液的添加处，同样可降低研磨加工所产生的热能危机，以及强化滚珠转动时的平顺度。

以上所述仅是举例性，而非限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包括在权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种滚珠花键组外筒内珠沟的研磨加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

于所述外筒的内壁面形成多个滚珠保持结构；以及

研磨各所述滚珠保持结构，形成一内珠沟。

2.根据权利要求1所述的研磨加工方法，其特征在于，各所述滚珠保持结构于所述内壁面上具有一第一开口，所述第一开口的口径小于所述滚珠花键组的多个滚珠的直径。

3.根据权利要求1所述的研磨加工方法，其特征在于，各所述滚珠保持结构为倒包形状。

4.根据权利要求1所述的研磨加工方法，其特征在于，所述滚珠保持结构以拉刀拉削、线切割、放电或抽拉成型的加工方式形成。

5.根据权利要求1所述的研磨加工方法，其特征在于，各所述滚珠保持结构具有多个非滚珠接触部。

6.根据权利要求5所述的研磨加工方法，其特征在于，各所述滚珠保持结构具有一上非滚珠接触部、一左非滚珠接触部以及一右非滚珠接触部，且所述左非滚珠接触部以及所述右非滚珠接触部为对称。

7.根据权利要求5所述的研磨加工方法，其特征在于，还包括一步骤：

加入一冷却液或一润滑液于所述非滚珠接触部。

8.根据权利要求1所述的研磨加工方法，其特征在于，于研磨各所述滚珠保持结构的步骤中，研磨并去除各所述滚珠保持结构的至少一个内凹部。

9.根据权利要求8所述的研磨加工方法，其特征在于，各所述滚珠保持结构具有两个所述内凹部，且于研磨时，同时去除所述内凹部。

10.根据权利要求8所述的研磨加工方法，其特征在于，所述内凹部通过研磨后，形成一滚珠接触部。

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