CN104763743A - 直线运动模块的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的题目是一种直线运动模块的制造方法，包括以下步骤：对强化件进行表面硬化步骤；组装经表面硬化步骤的强化件至防尘件，以形成防尘组件；套设滑座本体于线性轨道；组装防尘组件及端盖于滑座本体，且使滑座本体、端盖与线性轨道间形成滚珠通道；以及容置多个滚珠于滚珠通道内。本发明以新颖的工艺方式，形成兼具防尘效果、减少变形量的产生以及高精度的直线运动模块，以确保应用时整体装置能进行精密及稳定的动作。

Description

直线运动模块的制造方法

技术领域

本发明涉及一种直线运动模块的制造方法。

背景技术

为了使各种工作机台能够正常地运作，直线运动模块扮演相当重要的角色。已知的直线运动模块借助于滚珠在循环通道中持续滚动，带动承载于滑座上的装置或机构移动，再由装置或机构执行所需作业。其中，装填于循环通道的滚珠一方面降低滑轨与滑座间的摩擦阻力，使两构件不直接以整个面进行接触，相对使得移动更为顺畅及省力，更进而达到节约能源的目的。另外，又由于摩擦现象减少，模块内磨损及温度过高的情形也大为改善，有助于提升机构的精度及使用寿命，同时增加移动或运转速度。

由于直线运动模块多应用于高精度的加工工艺中，而能否维持作业的稳定与顺畅，是检视直线运动模块质量的基本要求。为了防止直线运动模块动作时有异物或液体侵入内回流通道内部，而造成直线运动模块动作时产生噪音、停顿或失去稳定，甚至造成元件损坏，必须在直线运动模块的滑座本体的两端设置防尘结构，以防止异物或液体侵入滑座内部，特别是防止异物或液体在滑座运动的轴向上顺势被带入内部。因此，传统的防尘结构多选用软质材料，以利组装于螺帽本体时，可加强防尘结构与螺帽本体的紧密度，确保防尘效果的发挥。且为进一步提升防尘结构的防尘效果，额外的强化结构同时设置于防尘结构以提升其强度，避免变形的问题产生。

然而，即便是设置了额外的强化结构，当直线运动模块在承受较大工作量时，或在工艺中因内应力的问题导致其与防尘结构产生变形时，仍然会影响元件之间的密合度以及组装时的精度，轻则产生误差，重则衍生成为不良品。

因此，如何提供一种直线运动模块的制造方法，以其新颖的工艺方式，形成兼具防尘效果、减少变形量的产生以及高精度的直线运动模块，以确保应用时整体装置能进行精密及稳定的动作，已成为重要课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的是提供一种直线运动模块的制造方法，以其新颖的工艺方式，形成兼具防尘效果、减少变形量的产生以及高精度的直线运动模块，以确保应用时整体装置能进行精密及稳定的动作。

为达上述目的，依据本发明的一种直线运动模块的制造方法包括以下步骤：对强化件进行表面硬化步骤；组装经表面硬化步骤的强化件至防尘件，以形成防尘组件；套设滑座本体于线性轨道；组装防尘组件及端盖于滑座本体，且使滑座本体、端盖与线性轨道间形成滚珠通道；以及容置多个滚珠于滚珠通道内。

在一个实施例中，强化件为经由冲压成形而制得的金属件。

在一个实施例中，表面硬化步骤对强化件施行淬火处理后进行回火处理。

在一个实施例中，表面硬化步骤对强化件进行渗碳处理、渗碳氮化处理、渗氮碳化处理、渗氮处理、离子渗氮处理、渗硫-渗硼处理或金属渗透处理。

在一个实施例中，表面硬化步骤对强化件进行熔焊披覆处理、金属熔射处理、化学蒸镀处理或物理蒸镀处理。

在一个实施例中，表面硬化步骤对强化件进行珠击处理或冷轧处理。

在一个实施例中，经表面硬化步骤处理的强化件的洛氏硬度介于25至45之间。

在一个实施例中，防尘件设置于强化件远离滑座本体的一侧。

在一个实施例中，防尘件具有软性材料，且强化件具有刚性材料。

在一个实施例中，防尘件的材质选自由聚苯乙烯、聚丙烯、低密度聚乙烯、聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、耐油橡胶或其组合所组成的群组。

承上所述，本发明的直线运动模块的制造方法，对直线运动模块内的强化件进行表面硬化步骤，以形成具有较大强度的强化件。因此，能提供避免长时间使用后强化件因变形而产生位移，导致组装精度下降的效果；同时可克服当与该强化件共同配装的其它组件因经由射出成形或包覆成型的工艺所产生的内应力而导致的弯曲变形问题。

附图说明

图1为依据本发明一个实施例的直线运动模块的制造方法的步骤流程图。

图2A为图1所示的步骤加工完成所得的直线运动模块的外观示意图。

图2B为图2A所示的直线运动模块的分解示意图。

图2C为图2B所示的直线运动模块的防尘组件的放大示意图。

[符号说明]

1：线性轨道

11：轨道槽

2：滑座

21：滑座本体

211：内回流槽

212：回流孔道

22：端盖

23：防尘组件

231：防尘件

232：强化件

24：回流元件

25、26：防尘结构

3：滚珠

BH：滚珠保持部

ES：端面

L：直线运动模块

S11～S19：步骤

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依据本发明优选实施例的一种直线运动模块的制造方法，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。

图1为依据本发明一个实施例的直线运动模块的制造方法的步骤流程图，图2A为图1所示的步骤加工完成所得的直线运动模块的外观示意图，图2B为图2A所示的直线运动模块的分解示意图，图2C为图2B所示的直线运动模块的防尘组件的放大示意图。请同时参考图1～图2C所示，直线运动模块L由多个组件组合而成，该些组件主要包括线性轨道1、滑座2以及多个滚珠3。线性轨道1具有多个轨道槽11。滑座2滑设于线性轨道1且包含滑座本体21、至少一个端盖22及至少一个防尘组件23。其中，本实施例以两个端盖22及两个防尘组件23为例说明。滑座本体21内侧具有对应轨道槽11的多个内回流槽211，且内回流槽211与轨道槽11共同构成多个内回流通道。

为形成上述的直线运动模块L，而本实施例的一种直线运动模块的制造方法（以下简称制造方法），可包括以下步骤：对强化件进行表面硬化步骤（S11）；组装经表面硬化步骤的强化件至防尘件，以形成防尘组件（S13）；套设滑座本体于线性轨道（S15）；组装防尘组件及端盖于滑座本体，且使滑座本体、端盖与线性轨道间形成滚珠通道（S17）；以及容置多个滚珠于滚珠通道内（S19）。

在各步骤说明时，请同时参照图2A及图2B所示的直线运动模块的外观及分解示意图，以利理解本发明的技术内容。特别须说明的是，在实施本发明之步骤S11前，首先针对直线运动模块L各部件的形成进行说明。

首先加工一胚料（图未示），以形成滑座本体21。具体来说，胚料可为金属块状或柱状材料，再经研磨加工后形成滑座本体21及其细部结构。当然，滑座本体21的加工成型方法并非是限制性的，在实际应用中，滑座本体21也可通过其它如浇铸成型法、锻造成型法、车铣成型法制成等方式制成。滑座本体21可为柱体，在内侧形成有多个内回流槽211，并在滑座本体21的两侧对应内回流通道形成多个回流孔道212。当然，在实际制造过程中，可依据使用需求在胚料上钻设法兰孔或油孔等孔位，甚至是通过在胚料进行表面热处理以加强螺帽本体的硬度，本发明在此不加限制。

在本实施例中，步骤S11前，还可对应上述的滑座本体21，另形成线性轨道1，多个轨道槽11可分设于线性轨道1两侧。在本实施例中，是以线性轨道1两侧分设两条轨道槽11为例。当然，在其它实施例中，线性轨道1两侧也可分别设置其它数目的轨道槽11，如两侧各一条，应用上并无特别限制，仅以有利于滑座2滑动及/或足以负担承载荷重为原则。

此外，直线运动模块L在滑座2更具有多个回流元件24，其能紧密地容置于回流孔道212中，以取代回流孔道212直接与滚珠3接触，形成较平顺且断差较少的循环通道，减少钻孔造成回流孔道212的孔道面粗糙及/或热处理变形的问题。其中，本实施例的回流元件24可独立制成，再沿滑座本体21的长轴方向在回流孔道212中结合。各回流元件24可通过扣合、卡合、黏合、锁合、嵌合或其组合的方式分别组装于滑座本体21的两个端面ES。当然，在其它实施例中，也可将滑座本体21插入模具中，直接射出成型回流元件24，以使滑座本体21与回流元件24一体成形。

在实施本发明的步骤S11前，另先形成两个端盖22。在本实施例中，端盖22分别设置于滑座本体21的两个端面ES。值得一提的是，在本实施例中，两个端盖22均连接有滚珠保持部BH，两个滚珠保持部BH相对设置。当在后续组装时，滚珠保持部BH可以通过与相对应的另一方结合，而组成完整的滚珠保持件，从而与轨道槽11、内回流槽211及滑座本体21的结构共同形成开口宽度小于滚珠3直径的长形空间，稳固滚珠3于内。

而为了防止直线运动模块L动作时有异物或液体侵入滑座本体21内部，本发明的制造方法在步骤S11执行前，首先形成多个防尘结构。同样请参考图2A及图2B所示，滑座2可进一步包括至少两个防尘结构，本实施例以四防尘结构为例说明。详细而言，两个防尘结构25连结滑座本体21的底侧，而另外两个防尘结构26则夹设于线性轨道1上侧及两个端盖22各自的滚珠保持部BH之间。防尘结构25、26共同用于阻挡尘埃或异物由线性轨道1及滑座本体21上下两空隙进入直线运动模块L内部。

除此之外，本发明的制造方法在步骤S11执行前，也预先形成两个防尘组件23。在本实施例中，各防尘组件23分别具有防尘件231及强化件232。其中，本实施例的防尘件231可为软性材料，例如但不限于为具备低弹性模数、高延展性或高可挠性的物质，换言之，本实施例的防尘件231的材质可例如但不限于聚苯乙烯、聚丙烯、低密度聚乙烯、聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、耐油橡胶或其组合。在工艺上，防尘件231应用例如但不限于射出成形、包覆成型的方式制成。而强化件232的材质则可为高强度或刚性材料，其例如金属。

此外，在本实施例中，强化件232可为先经由冲压成型方式所制得的金属件（例如：铁或钢）。

当上述关于直线运动模块L各部件皆形成后，接着执行本实施例的步骤S11，对强化件232进行表面硬化步骤。请同时参考图1～图2C所示，在本实施例中，表面硬化步骤对于强化件232的表面进行处理，其可例如以热处理方式、化学方式、披覆方式或机械处理方式进行，使经过此步骤处理后的强化件232，其洛氏硬度（Rockwell C scale，HRC）介于25至45之间，且其中包括HRC25至45之间任意数值的组合。其中，上述的热处理方式先将强化件232进行加热后施行淬火处理，接着再进行回火处理。其中强化件232的加热可使用例如但不限于火焰加热处理、高周波加热处理、雷子束加热处理或雷射加热处理。其中淬火处理是将经过加热处理后的强化件232施以急冷操作，以得到高硬度的强化件232；而回火处理则是将经过淬火处理的强化件232再行加热至适当温度，以消除强化件232因淬火而产生的内应力，且由此可提高强化件232的韧性。经过此步骤的处理可提高强化件232的表面硬度及强度，而强化件232的内层相较于其表面可维持为软料。另外，强化件232的加热处理、淬火处理以及回火处理所使用的环境介质种类、操作温度及时间是本发明所属技术领域中具有通常知识者所能理解的，在此不再赘述。

此外，前述的化学方式可例如但不限于渗碳处理、渗碳氮化处理、渗氮碳化处理、渗氮处理、离子渗氮处理、渗硫-渗硼处理或金属渗透处理。披覆方式可例如但不限于熔焊披覆处理、金属熔射处理、化学蒸镀处理或物理蒸镀处理。而机械处理方式则可例如但不限于珠击处理或冷轧处理。

通过上述的表面硬化步骤可以有效地硬化强化件232的表面，改善以往在直线运动模块L受到较大负荷时防尘组件23易于弯曲变形的问题。由此，应用本实施例的制造方法所形成的强化件232在与其它部件结合后可提供更佳的防尘效果。亦即，由于本实施例中，防尘件231可经由塑料的射出成形或包覆成型的方式制成。若采取此种工艺，则另需考虑成品在工艺中因塑料固化所产生的内应力而导致的些许形变。因此，应用本实施例的制造方法所形成的强化件232因具有较大的强度，所以当与本实施例中的防尘件231共同配装时，可以抵抗防尘件231因内应力所产生的些许变形，而不致使包含有防尘件231的防尘组件23也发生形变；故可同时克服防尘件231因经由射出成形或包覆成型的工艺所产生的内应力而导致的弯曲变形问题。

请参考图2A～图2C。完成步骤S11后，即可执行步骤S13，组装经表面硬化步骤的强化件232至防尘件231，以形成防尘组件23。详细而言，两个防尘组件23分别设置于两个端盖22远离滑座本体21的一侧。并且，防尘件231与其相邻设置的经表面硬化步骤的强化件232共同形成防尘组件23，其功能是用于防止异物由滑座2前端或后端侵入内部。亦即，将防尘件231及强化件232相互卡合后可形成所述防尘组件23，然而此结合方式并非是限制性的，上述三者也可通过扣合、卡合、黏合、锁合、嵌合或其组合的方式相互组装，本发明对此不加限制，只是其结合步骤须在步骤S11完成后方可进行，以避免步骤S11所应用的表面硬化方式改变强化件232以外的元件的性质。

承上述，由于本发明的强化件232经过表面硬化步骤的处理而提升强度，因此，在实际应用时，可有效减少端盖22产生爆盖的情形，提升直线运动模块L的应用性及安全性。

接着，在步骤S15中，套设已形成的滑座本体21于线性轨道1上，通过线性轨道1的轨道槽11与滑座本体21的内回流槽211的对应设置，当滑座本体21与线性轨道1组装好时，两者会共同构成内回流通道。在步骤S17中，则可组装上述端盖22及防尘组件23于滑座本体21，且使滑座本体21、端盖22与线性轨道1间形成滚珠通道。完成上述步骤后，即执行步骤S19，容置多个滚珠3于该滚珠信道内，完成直线运动模块的组装。

特别须说明的是，本实施例的组装顺序首先以端盖22组装至滑座本体21，再将防尘组件23组装至端盖22。然上述的组装方式并非是限制性的，在实际应用时，也可先将端盖22与防尘组件23组装完成后，再将上述两个元件组装至滑座本体21，可根据工艺及实际状况所需而调整。

综上所述，本发明的直线运动模块的制造方法，对直线运动模块内的强化件进行表面硬化步骤，以形成具有较大强度的强化件。因此，可避免长时间使用后，强化件因变形而产生位移，而导致组装精度下降；并且也可克服当与该强化件共同配装的其它组件（例如本发明上述实施例中的防尘件231）因经由射出成形或包覆成型的工艺所产生的内应力而导致的弯曲变形问题。

以上所述仅为举例性，而非为限制性。任何未脱离本发明的精神与范围，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于权利要求中。

Claims (10)

1.一种直线运动模块的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

对强化件进行表面硬化步骤；

组装经所述表面硬化步骤的所述强化件至防尘件，以形成防尘组件；

套设滑座本体于线性轨道；

组装所述防尘组件及端盖于所述滑座本体，且使所述滑座本体、所述端盖与所述线性轨道间形成滚珠通道；以及

容置多个滚珠于所述滚珠通道内。

2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述强化件为经由冲压成形而制得的金属件。

3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述表面硬化步骤对所述强化件施行淬火处理后进行回火处理。

4.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述表面硬化步骤对所述强化件进行渗碳处理、渗碳氮化处理、渗氮碳化处理、渗氮处理、离子渗氮处理、渗硫-渗硼处理或金属渗透处理。

5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述表面硬化步骤对所述强化件进行熔焊披覆处理、金属熔射处理、化学蒸镀处理或物理蒸镀处理。

6.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述表面硬化步骤对所述强化件进行珠击处理或冷轧处理。

7.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，经所述表面硬化步骤处理的所述强化件的洛氏硬度介于25至45之间。

8.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述防尘件设置于所述强化件远离所述滑座本体的一侧。

9.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述防尘件具有软性材料且所述强化件具有刚性材料。

10.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述防尘件的材质选自由聚苯乙烯、聚丙烯、低密度聚乙烯、聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、耐油橡胶或其组合所组成的群组。