CN105570296A - 一种改进型滚动直线导轨副 - Google Patents

Abstract

一种改进型滚动直线导轨副，包括滑块和导轨，滑块设于导轨上方，滑块包含本体，本体前后两端由内到外依次设有内返向器、外返向器，内返向器和外返向器之间形成一过渡通道；滑块下部开有第一凹槽，第一凹槽两端对称设有滑道，滑道内设滚珠，滑块上靠近第一凹槽两端设有与滑道对应的返向通道，返向通道与滑道之间设有过渡通道；与第一凹槽相接的滑道内边沿中部为直线段，直线段两端分别为倾斜段，倾斜段位于滑道端部的端点与滑道中心线的水平距离大于倾斜段与直线段交界点到滑道中心线的水平距离；内返向器的端部与倾斜段位于滑道端部的端点位于同一点；内返向器外壁靠近滑道内边沿一侧设置一过渡斜坡，过渡斜坡两端与内返向器、滑道内边沿相接。

Description

一种改进型滚动直线导轨副

技术领域

本发明属于光电一体化中的滚动部件领域，尤其指一种改进型滚动直线导轨副。

背景技术

滚动直线导轨副是以滚动摩擦代替滑动摩擦，通过滚动体（滚珠或滚柱）做既定轨迹的无限循环来支承和传递载体并赋予一定导向精度的直线运动副。简而言之，可分为“导轨、滑块、返向器”三大元件。从运动功能上讲，就是“滑块”相对“导轨”通过“滚动体”周而复始的“循环和传力”来完成一定精度的直线往复运动。滚动直线导轨副的结构根据其功能特色可细分为“承力结构、返向结构、保持结构、密封结构、润滑结构”五大部分，“承力结构”是主体，而“返向结构”是帮助“承力结构”顺利实施精确运动的必须保证。

目前，业内采用的标准直线运动导轨副都是根据国家标准制造，如可参考国内技术标准：中华人民共和国机械行业标准《滚动直线导轨副第2部分参数》，代码为JB/T7175.2—2006；国内技术标准：中华人民共和国机械行业标准《滚动直线导轨副第4部分验收技术条件》，代码为JB/T7175.4—2006）等文献，滚动导轨副中的滚珠的滚动越顺畅越有利于减少往复运动中产生的振动或冲击，滑块上与导轨接触位置设有滚珠滑道，而滑块内部设有返向通道，滚珠从滚珠滑道运行到返向器内的回转通道再到返向通道，实现一个相对于导轨周而复始的循环运动。但传统标准滚动导轨副的滚珠从滚珠滑道运行到回转通道时，因回转通道与滚珠滑道之间存在一个90度的“台阶”，即回转通道的内边沿不是与滚珠滑道的边沿直接连接，如图2所示，滚珠运行到该位置时（图中点A处），摩擦阻力成倍增加，容易卡死产生循环死点，也会产生冲击噪音；而传统标准导轨副的滚珠滑道为直线通道，即滑道的两边沿都为直线，，如图2所示，滑道4的内边沿41和外边沿都为直线，滚珠从回转通道运行到滚珠滑道（或者滚珠从滚珠滑道运行到回转通道），滚珠在该运动过程中的“突然加载或突然卸载”会产生的“刚性突变”，滚珠在高速运动下的“高频震动”产生较大的的冲击噪音，严重影响了“滚动直线导轨副”滚珠运动的平稳性（即整个滑块相对于滑轨运动的稳定性）。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种滚动直线导轨副,能减少冲击噪音，提高导轨副的平稳性。

本发明的技术方案：一种改进型滚动直线导轨副，包括滑块和导轨，所述滑块设于导轨上方，所述滑块包含本体，所述本体前、后两端都设有内返向器、外返向器，所述内返向器设于滑块与外返向器之间，内返向器和外返向器形成过渡通道，所述内返向器和外返向器截面为两个同心圆弧；

所述滑块下部开有第一凹槽，所述第一凹槽两端对称设有滑道，所述滑道内设滚珠，所述滑块上靠近第一凹槽两端设有与滑道对应的返向通道，所述返向通道与滑道之间设有过渡通道；所述滑道是截面为劣弧的直线型滑道；与第一凹槽相接的滑道内边沿中部为直线段，其靠近滑道两端部为倾斜段，所述倾斜段位于滑道端部的端点与滑道中心线的的水平距离大于倾斜段与直线段交界点到滑道中心线的水平距离；所述内返向器的端部与倾斜段靠近滑道端部一侧的端点位于同一点；所述内返向器外壁靠近滑道内边沿一侧设置一过渡斜坡，所述过渡斜坡两端分别与内返向器、滑道内边沿相接。

现有技术中的返向通道、过渡通道的宽度大于滚珠直径，滚珠在这两个通道中是自由配合，滚珠与通道之间存在间隙；滑道与导轨之间的滚珠运行为过盈配合，因此该倾斜段设置使得从过渡通道运行到滑道的倾斜段、直线段这个阶段，单个滚珠从“0压力、非受力”自由状态逐渐过渡到“受到压力且逐渐产生一定的弹性变形”受力状态，提高了滚珠的运动平稳性；运行到通道另一侧返向到过渡通道时受力状态则相反。倾斜段也就是改变了统标准件的滑块的前、后端面与滚珠滑道的内表面的直角转弯，使得滚珠运行可以更加流畅，不受90度角的“卡死”限制。从滑块角度上说就是将滑块的前端面（或者后端面）与滚珠滑道的内表面之间的相交棱加工形成一个斜面。过渡斜坡位于回转通道内，该设置使得滚珠在过渡通道与滑道转弯时的90°的“台阶”变为斜面过渡，避免了滚珠运行到该位置产生的冲击振动或者卡死。

进一步，所述倾斜段的轴向长度为滑道长度的1/10。倾斜段太长自然会降低整个运动系统的“承载寿命”，倾斜段太短又影响到滚珠运动的缓冲效果,该比例为最佳设置。

进一步，所述倾斜段位于滑道端部的端点相对于整个滑道的倾斜度为1/580。

进一步，所述过渡斜坡与滚珠滑道内边沿为倒圆角连接。

在机械加工上，所谓倒角即把过渡斜坡表面与倾斜段之间的相交的棱加工成一定角度的小平面，扩大了该处滚珠可活动的空间。

进一步，过渡斜坡表面与内返向器外壁相切。

进一步，滑道为四列，相对与第一凹槽对称设置，四列滑道采用45°角设置。即滑块左侧或者右侧都设有两列滑道，这两列滑道与水平中心线之间的夹角为45度。使得整个滑块的各个角度方向上所承受的负荷一致。

进一步，外返向器外部设有金属刮板，所述外返向器与金属刮板之间设有刮油片。可以阻止加工时铁屑或尘粒进入滑块里面，破坏珠道表面而降低滑轨的使用寿命。

进一步，刮油片为双层。加倍刮屑效果，即使在重切削的加工环境下，异物也能完全被排除于滑块外。

进一步，所述导轨上设有间距相等的螺孔，所述螺孔上设有螺栓盖。起着防尘作用，以防止铁屑、灰尘等杂物在滑块运行时进入循环系统中而影响滚动直线导轨副的使用性能和使用寿命。

进一步，位于本体前部的外返向器上设有一油嘴。

进一步，所述滑块为法兰型或者四方型。

本发明的有益效果：本方案通过滑道倾斜段的设置，扩大了滑道与过渡道交界处时滚珠运行的空间，使得滚珠从过渡通道运行到滑道过程中从“自由状态”到“过盈状态”的逐步加载；同时，滚珠反向运行时，即从滑道运行到过渡通道过程中实现了从“过盈状态”到“自由状态”的逐步卸载，降低了滚珠在运动过程中的“突然加载或突然卸载”产生的“刚性突变”；通过过渡斜坡的设置消除了滚珠转弯时可能产生的“卡死”及高冲击振动，减少了滚珠在高速运动下的“高频震动”所带来的冲击噪音，提高了滚动直线导轨副运行的平稳性，也延长了导轨副的使用寿命。

附图说明

图1为滚动直线导轨副的正面示意图；

图2为现有技术的C-C局部剖视图；

图3为本发明C-C局部剖视图；

图4为图3右转90度后滑块内的滚珠滚动结构示意图；

图5为图4的局部放大图；

图6为滚动直线导轨副立体示意图。

其中，1滑块，2导轨，21第二凹槽，22螺孔，23密封盖，24、导轨与滚珠接触的边，3第一凹槽，4滑道，41滑道内边沿，411直线段，412倾斜段，42滑道外边沿，5返向通道，6过渡通道，7油嘴，8滚珠，9内返向器，911内返向器外壁，10外返向器，11过渡斜坡，111过渡斜坡的表面,12金属刮板，13刮油片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述，使得技术方案更加清楚明白。

如图所示，导轨副包括滑块1和设于滑块下方的导轨2，滑块下部对称设有第一凹槽3，第一凹槽3上、下部对称设有滑道4，滑道4的内边沿41与第一凹槽3相接，滑道为直线滑道，靠近两端部的位置的滑道内边沿41中部为直线段411，直线段两端分别设有倾斜段412，倾斜段靠近滑道端部一侧的端点A与滑道外边沿42之间的距离L3(即滑道边沿与滑块正面的交界点)大于滑道的宽度L4（即滑道直线段到外边沿的距离）；所述内返向器的端部与倾斜段靠近滑道端部一侧的端点位于同一点；内返向器外壁911靠近滑道内边沿41一侧设置一过渡斜坡11，所述过渡斜坡两端分别与内返向器、滑道内边沿相接。

该倾斜段作用相当于滑道的“开口”，且滑道两端口部的口径大于滑道的宽度。滑块可以为法兰型或四方型。本方案与现有技术的图2的滑道内边沿、外边沿为直线不同。该倾斜段相当于一个设于滑道端部的斜面，就是将内边沿靠近本体端部加工成一个倾斜面。如图3-图5所示，内边沿由中部的直线段和两端的倾斜段组成。滑块相对于导轨运行的过程中，滚珠在滑道内从倾斜段到直线段，与导轨和滚珠接触的边24之间运行为逐渐实现过盈配合的一个过程。滚珠与通道之间的间隙越小，滚珠与相邻的滚珠之间的推动阻力越小，过渡斜坡的设置减少了该转角处滚珠与过渡通道之间的间隙，也避免了滚珠在该台阶处的直角转弯运动，其受到的冲击力更小，相对产生的前进阻力也就变小了。

与上述不同的是，本方案的倾斜段的轴向长度L2的长度等于的滑道长度L1的十分之一。

与上述不同的是，本方案的倾斜段位于滑道端部的端点A与直线段之间的径向距离L5相对于该倾斜段的轴向长度L2的倾斜度tanα为1/580。

与上述不同的是，本方案的过渡斜坡与滚珠滑道内边沿为倒圆角连接。即图中A点所在位置的棱加工为一个小圆弧过渡的面。

与上述不同的是，本方案的过渡斜坡表面111与内返向器外壁911相切。即图中β角为90°。

与上述不同的是，本方案的滑道为四列，相对与第一凹槽对称设置，四列滑道采用45°角设置。

与上述不同的是，本方案的外返向器外部设有金属刮板12，所述外返向器10与金属刮板12之间设有刮油片13。刮油片可以设置为单片或者两片。

与上述不同的是，本方案的导轨上设有间距相等的螺孔22，所述螺孔上设有螺栓盖23。导轨上设有与滑道对应的第二凹槽21，滚珠在滑道和第二凹槽之间实现滚动，进一步使得滑块相对于导轨进行直线往复运动。

与上述不同的是，本方案的滑块本体前部的外返向器上设有一油嘴7。油嘴

与上述不同的是，本方案的滑块为法兰型或者四方型。

以上为本发明的优选实施方式，并不限定本发明的保护范围，对于本领域技术人员根据本发明的设计思路做出的变形及改进，都应当视为本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种改进型滚动直线导轨副，包括滑块和导轨，其特征在于，所述滑块设于导轨上方，所述滑块包含本体，所述本体前后两端都设有内返向器、外返向器，所述内返向器设于滑块与外返向器之间，所述内返向器和外返向器截面为两个同心圆弧，内返向器和外返向器之间形成一过渡通道，所述滑块下部开有第一凹槽，所述第一凹槽两端对称设有滑道，所述滑道内设滚珠，所述滑块上靠近第一凹槽两端设有与滑道对应的返向通道，所述返向通道与滑道之间设有过渡通道；与第一凹槽相接的滑道内边沿中部为直线段，其靠近滑道两端部为倾斜段，所述倾斜段位于滑道端部的端点与滑道中心线的的水平距离大于倾斜段与直线段交界点到滑道中心线的水平距离；所述内返向器的端部与所述倾斜段位于滑道端部的端点位于同一点；所述内返向器外壁靠近滑道内边沿一侧设置一过渡斜坡，所述过渡斜坡两端分别与内返向器、滑道内边沿相接。

2.根据权利要求1所述的改进型滚动直线导轨副，其特征在于，所述倾斜段的轴向长度为滑道长度的1/10。

3.根据权利要求2所述的改进型滚动直线导轨副，其特征在于，所述倾斜段位于滑道端部的端点相对于整个滑道的倾斜度为1/580。

4.根据权利要求1所述的改进型滚动直线导轨副，其特征在于，所述过渡斜坡与滚珠滑道内边沿为倒圆角连接。

5.根据权利要求1所述的改进型滚动直线导轨副，其特征在于，过渡斜坡表面与内返向器外壁相切。

6.根据权利要求1-4任一所述的滑块，其特征在于：所述滑道为四列，相对与第一凹槽对称设置，四列滑道采用45°角设置。

7.根据权利要求1所述的改进型滚动直线导轨副，其特征在于，所述外返向器外部设有金属刮板，所述外返向器与金属刮板之间设有刮油片。

8.根据权利要求6所述的改进型滚动直线导轨副，其特征在于，所述刮油片为双层。

9.根据权利要求1所述的改进型滚动直线导轨副，其特征在于，所述导轨上设有间距相等的螺孔，所述螺孔上设有螺栓盖。

10.根据权利要求1所述的改进型滚动直线导轨副，其特征在于，本体前部的外返向器上设有一油嘴。