CN1082632C - 直线导引装置的滑块的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种沿着被配设在床身、立柱等固定部分上的轨道导轨而移动、边承受载荷边对工作机械的工作台和工业用机械手等可动体进行导引的直线导引装置的滑块的制造方法。这种制造方法由用机械加工把成为滑块的核心的金属制造的块本体形成规定的形状、而且在块本体上形成钢球的载荷滚动面的第1工序，和将前道工序形成的块本体插入到金属模内后、进行合成树脂的注射模塑成形、在上述块本体的载荷滚动面两侧附加上钢球保持部的第2工序构成；而且在第1工序中，沿着在块本体上形成的载荷滚动面的纵长方向的两缘形成一对平滑的隔料面；另一方面，在第2工序中，使金属模的支承凸部与上述的隔料面相接地把块本体固定在金属模内的规定位置上。

Description

直线导引装置的滑块的制造方法

本发明涉及直线导引装置的滑块的制造方法，这个滑块是沿着被配设在床身、立柱等固定部分上的轨道导轨而移动、边承受载荷边对工作机械的工作台或工业用机械手等可动体进行导引的。更具体地，本发明是对金属制的块本体附加上合成树脂壁而形成滑块的方法的改进。

已知的这种直线导引装置是由轨道导轨和滑块构成，前者是被配设在床身等固定部分上，而且形成钢球的滚动面的；后者是借助多个钢球而组装在上述轨道导轨上、边支承工作台等可动体边沿着这轨道导轨而移动的。

上述滑块由下列这些构件构成，即、具有借助于钢球而与轨道导轨的滚动面相对着的载荷滚动面和与这载荷滚动面平行的钢球退回孔，随着上述钢球的转动而能沿着轨道导轨自由移动的移动块；分别被固定在这个移动块的前后两端面上、具有与上述载荷滚动面和钢球退回孔相连通地连接的钢球方向转换通路的一对盖体；当把这滑块从轨道导轨卸下时应能防止钢球从上述载荷滚动面脱落、被安装在上述移动块上的钢球保持器。滑块还通过将上述盖体固定在移动块的前后两端面上、由方向转换通路将上述载荷滚动面和钢球退回孔连接起来，在滑块内构成钢球的无限循环通路。

另一方面，在具有这样结构的以前的直线导引装置的滑块上、必需对它的移动块进行钢球退回孔的穿孔加工和钢球保持器的安装作业，它的制作就要花费很多工夫。为此本申请人在过去提出过利用合成树脂的注射模塑成形来制作这滑块的方案(日本专利公报特开平7-317762号)。

具体地说，它是用注射模塑成形工艺，在对上述的载荷滚动面经过磨削加工的金属制造的块本体上附加上合成树脂，在这种注射模塑成形时将钢球退回孔和钢球保持部与上述块本体形成一体地制作移动块，它具有能简单方便地制作复杂形状移动块的优点。

但，这样地对金属制的块本体附加合成树脂时，虽然如上所述地在块本体的载荷滚动表面的两侧形成钢球保持部，但必需使钢球滚动的载荷滚动表面本身不覆盖合成树脂地露出。因此在进行上述注射模塑成形时必需将这载荷滚动面盖住，使它避开熔融的合成树脂。

为此，在以前当把块本体固定到注射模塑成型的金属模内时，使设置在金属模上的支承凸部与这块本体的载荷滚动面相接触，用这支承凸部使上述载荷滚动面避开熔融的合成树脂地将其覆盖着。

但，当使金属模的支承凸部如上所述地直接接触载荷滚动面地把这载荷滚动面覆盖上时，由于这载荷滚动面是被做成与钢球的曲率相对应的曲面形状，因而必需把与载荷滚动面相接触的支承凸部也做成与载荷滚动面的曲率相吻合的曲面形状，在两者的曲面不能正确地吻合的情况下，就有形成保持器的熔融合成树脂浸入到它们的间隙中的问题。

而且，当熔融的合成树脂浸入到载荷滚动面和金属模的支承凸部之间的间隙中时，这样的熔融合成树脂会构成覆盖载荷滚动面的合成树脂毛刺，这种毛刺的存在就会显著地阻碍钢球的顺利滑溜的滚动。此外，一旦在载荷滚动面的两侧形成钢球保持器，因为这种钢球保持器构成障碍物而不能对载荷滚动面进行磨削加工，所以这种毛刺发生后是不能除去的。因此，利用这种注射模塑成型工艺制造移动块的方法中，防止发生覆盖载荷滚动面的毛刺的措施是必不可少的。

另一方面，由于从上述钢球保持部与载荷滚动面的位置关系考虑，必需将其正确成形，因而当注射模塑成形时，在要把块本体固定在金属模内的情况下，最好将已形成在块本体上的载荷滚动面作为基准地把这块本体设置在金属模上。

但是，如上所述，由于载荷滚动面是曲面，因而借助和金属模的与这载荷滚动面形成同样曲面的支承凸部的相接来进行块本体的定位是相当困难的。尤其是当载荷滚动面处在面对不同的4个方向时，把块本体正确地定位在金属模内是极困难的。

此外，当使金属模的支承凸部接触载荷滚动面时，很可能会损伤已精细地经过磨削加工的载荷滚动面，因此还要考虑注射模塑成形前的块本体的磨削加工损坏与否。

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而作出的，其目的是提供一种直线导引装置的滑块的制造方法，这种方法是在对金属制的块本体附加合成树脂而形成设有钢球退回孔和钢球保持部的直线导引装置的滑块时，在上述块本体的载荷滚动面上不会出现这合成树脂形成的毛刺，而且能精度良好地形成上述钢球退回孔和保持器的。

为了达到上述目的而作出的本发明制造方法，其特征在于：它由第1工序和第2工序构成，第1工序是用机械加工把成为滑块核心的金属制造的块本体形成规定的形状，而且在该块本体上形成钢球的载荷滚动面；第2工序是把前道工序中形成的块本体插入到金属模内后，进行合成树脂的注射模塑成形，在上述块本体的载荷滚动面两侧附加上钢球保持部；在第1工序中，沿着在块本体上形成的载荷滚动面的纵长方向的两缘形成一对平滑的隔料面；另一方面，在上述第2工序中，使直立地设置在金属模里的支承凸部与上述隔料面相接地把块本体固定在金属模内的规定位置上。

如上所述，在利用合成树脂的注射模塑成形、在载荷滚动面的两侧形成钢球保持部的场合下，必须防止熔融的合成树脂浸入到载荷滚动面上。而具有上述工序的本发明方法，由于被固定在金属模内的块本体是使沿着载荷滚动面两缘形成的一对隔料面与直立地设置在这金属模里的支承凸部相接的，因而能用上述隔料面阻止成形钢球保持部的熔融合成树脂流入到载荷滚动面上。又由于不是把这隔料面做成载荷滚动面那样的曲面，而是形成平滑面，因而在相互相接触的隔料面和金属模的支承凸部之间绝不会产生间隙，所以能确定地防止熔融的合成树脂浸入到载荷滚动面上。这样，本发明方法是能确实防止载荷滚动面上发生合成树脂毛刺的。

另一方面，当观察用上述方法制造的滑块时，会发现这点，即、载荷滚动面和位于它的两侧的钢球保持部之间，在注射模塑成形时成为块本体的固定位置基准的一对平滑的隔料面没被钢球保持部覆盖，而是露出着的。因此，是否用本发明方法制造的滑块可根据被平滑地精加工成能用作定位基准程度的一对隔料面是否沿着载荷滚动面的纵长方向的两缘露出着来判断。即、本发明方法能有把握地形成这样的直线导引装置的滑块，即在注射模塑成形时成为块本体的固定基准的一对隔料面是沿着载荷滚动面的纵长方向的两缘露出着的。

根据上述的本发明，在第2工序中，通过使金属模的支承凸部与平滑的隔料面相接，将上述块本体定位固定在金属模内，所以与以前用曲面形的载荷滚动面进行定位的场合相比能提高金属模中的块本体的定位精度，能用那部分的注射模塑成形将附加到块本体上的钢球保持部和载荷滚动面的位置关系形成正确的关系，由此，能防止使用这种直线导引装置时、因在载荷滚动面滚动的钢球和钢球保持部的接触而发生的噪声、或钢球的循环不稳定。

此外，在本发明方法中，虽然是通过使金属模的支承凸部与上述隔料面相接触而将块本体固定在金属模内，但这时，上述支承凸部是跨过载荷滚动面地与它的两缘上形成的隔料面相接触，因此是能较好地与载荷滚动面保持成非接触。在本发明方法中，由于在注射模塑成形前的第1工序已把载荷滚动面的加工进行完，因而在第2工序中，在将金属模的支承凸部与载荷滚动面相接触时，精加工成规定的表面精度的载荷滚动面不会被破坏。

这样，由于成为滑块核心的块本体的载荷滚动面的两缘形成一对平滑的隔料面，在对块本体附加合成树脂的插入成形工序中，使金属模的支承凸部和隔料面相接触，因而由这种插入成形除了能防止在载荷滚动面上产生合成树脂毛刺，还能制造在块本体上形成精度良好的钢球保持部，钢球的滚动是圆滑的而且能尽可能地防止随着钢球循环引起的噪声的直线导引装置的滑块。

图1是表示用本发明方法制造的直线导引装置的实施例的正视图及其断面图，

图2是表示用本发明方法制造的直线导引装置的实施例的侧视图及其断面图，

图3是实施例的滑块的分解斜视图，

图4是表示沿图3的IV-IV线取得的断面图，

图5是表示构成实施例的移动块的核心构件的块本体的斜视图，

图6是表示沿图5的VI-VI线取得的断面图，

图7是表示对块本体的载荷滚动面和平滑面的磨削加工样子的正视图，

图8是表示图6的用虚线圆A围住的区域的细节放大图，

图9是表示被插入在金属模内的块本体的断面图，

图10是表示图9的用虚线圆B围住的区域的细节放大图。

下面，参照着附图对本发明直线导引装置的滑块制造方法进行详细的说明。

图1和图2是表示把用本发明方法制造的滑块与轨道导轨组装在一起的直线导引装置的一个实施例的图。图中，符号1是被配设在工作机械的床身等固定部分上的轨道导轨；符号2是将工作台等可动体沿着上述轨道导轨导引的滑块；符号3是在轨道导轨1和滑块2之间、边承受载荷边转动，而且在上述滑块2内进行无限循环的钢球。

先将上述轨道导轨1形成断面形状大致为矩形，沿纵长方向(即与图1的纸面相垂直的方向)共计形成4条上述钢球3进行滚动的钢球滚动面11a、11b。将这些钢球滚动面11a、11b形成在轨道导轨1的两侧面和上面的两缘部上，将两侧面的钢球滚动面11a形成从纸面左右方向朝下成30度，另一方面、将上面的钢球滚动面11b形成垂直向上的。而且在轨道导轨1上的纵长方向上、空开适当间隔地形成螺栓安装孔12，轨道导轨1由插入在这螺栓安装孔12里的图中没表示的螺栓固定在固定部分上。

另一方面、上述滑块2由移动块4和一对盖体5、5构成，移动块4具有工作台等可动体的安装面41和将这可动体的固定螺栓拧紧的丝锥孔42；盖体5、5是固定在这移动块4的前后两端面上的，通过将这盖体5固定在移动块4上，在这滑块内就具备钢球3的无限循环道路。在上述盖体5上述安装着与轨道导轨1滑动连接着的密封构件6，由此防止附着在轨道导轨1上的尘埃等随着滑块2移动而侵入到这滑块2内。

如图3和图4所示，上述移动块4设有形成安装面41的水平部4a和从这水平部4a垂下的一对裙部4b、4b，形成断面略成鞍状，在这些水平部4a的下面和各个裙部4b的内面形成4条与轨道导轨1的钢球滚动面11a、11b相对着的载荷滚动面43a、43b。在上述水平部4a和各个裙部4b上还形成分别与各条载荷滚动面43a、43b相对应的钢球退回孔44a、44b，借助在上述盖体5上形成的钢球3的方向转换通路51将各条载荷滚动面43a、43b和与其相对应的钢球退回孔44a、44b连接起来，由此就形成钢球的无限循环通路。

这样，在轨道导轨1的钢球滚动面11a、11b和移动块4的载荷滚动面43a、43b之间，承受着载荷的钢球3，当其随着滑块2的移动、在上述载荷滚动面43a、43b滚动结束时，避开上述载荷后进入到一方的盖体5的方向转换通路51里，保持原来的无载荷的状态下，朝着与载荷滚动面43a、43b上的滚动方向相反的方向滚动到移动块4的钢球退回孔44a、44b。而且在钢球退回孔44a、44b上滚动结束的钢球3借助另一方的盖体5的方向转换通路51而再次进入到轨道导轨1和移动块4之间，边承受载荷、边在上述载荷滚动面43a、43b上滚动。

而且，在各条载荷滚动面43a、43b的两侧，将钢球保持45做成覆盖在上述载荷滚动面43a、43b上那样，在把滑块2从轨道导轨1卸下时，防止位于载荷滚动面43a、43b上的钢球3滚落。

在这个实施例中，还为了避免无限循环通路内钢球间的接触，从尽可能地防止钢球3的摩擦的观点出发，形成将钢球3能自由转动地嵌入在合成树脂制造的皮带状的保持架7里的钢球链子，并把这钢球链子组装在上述无限循环通路里。为此在上述钢球退回孔44a、44b和钢球保持部45上形成凹沟，以支承与钢球3一起在上述无限循环通路内进行循环的上述皮带状保持架7的两个缘部。

又如图3所示，在上述移动块4的前后两端面上突出地设置半圆形的钢球导引部46，这样就能对出入与盖体5的方向转换通路51相结合的钢球退回孔44a、44b的钢球3进行导引。

上述移动块4是对用机械加工形成的金属制造的块本体8、用注射模塑成形工艺附加上合成树脂部而形成，将上述可动体安装面41和钢球3的载荷滚动面43a、43b等有机械强度要求的部位形成在上述块本体8上，而把钢球退回孔44a、44b，钢球保持部45和钢球导引部46等机械强度不太重要的部位用合成树脂形成，尽可能地使移动块4重量减轻。

图5和图6是表示附加合成树脂之前的块本体8的图。这个块本体8是先用拉拔加工形成水平部4a和裙部4b、4b等概略形状，然后用磨削加工按规定的精度形成可动体安装面41和基准侧面47，再用穿孔形成构成钢球退回孔44b的下孔的贯通孔48。而且在上述拉拔加工中、为了提高在后续工序中所要附加的合成树脂对块本体8密接性，在上述裙部4b的外侧形成树脂滞留的凹部49。

虽然要在这块本体8上形成上述载荷滚动面43a、43b，但这些载荷滚动面43a、43b是在上述可动体安装面41和基准侧面47形成之后，如图7所示地形成。即、使已形成的可动体安装面41和基准侧面47与磨削加工载物台9的安装基准面相接触地固定块本体8，在这状态下使砂轮10与块本体9相接触地进行上述载荷滚动面43a、43b的磨削加工。这种情况下，由于能把裙部上形成的载荷滚动面43a和水平部上形成的载荷滚动面43b的位置关系形成正确的关系，因而这些载荷滚动面43a、43b能用同一个砂轮10一口气地磨削。

图8是表示经过磨削加工的载荷滚动面43a、43b的周围部分的放大图。由上述砂轮10形成的磨削加工不仅形成这些载荷滚动面43a、43b，而且形成沿各条载荷滚动面的纵长方向两缘的一对平滑面50。即、砂轮10是被做成与这些载荷滚动面43a、43b和平滑面50的形状相反的成形磨削砂轮，将上述平滑面50与邻接着的载荷滚动面43a或43b按一定位置精度成形。

这个平滑面50的功能除了在下述的合成树脂的注射模塑成形工序中、用作金属模内的块本体8定位基准面，还在测量载荷滚动面43a、43b是否按规定的尺寸精度形成时用作计测基准面。

下面说明对这样精加工成规定形状的块本体8、用注射模塑成形工艺附加合成树脂壁工序。

这个注射模塑成形是由在全部加工都完成了的块本体8作为芯子配置在金属模内的所谓插入成形进行，由此这在块本体8的规定位置上附加合成树脂，形成上述的钢球退回孔44a、44b和钢球保持部45等。

图9是表示被插在金属模61、62内的块本体8的断面图，在金属模61里直立地设置着固定上述块本体8用的支承凸部63，通过使块本体8从轴向(即垂直纸面的方向)嵌合到这个支承凸部63上，将块本体8定位在金属模61、62内，在块本体8和支承凸部63间形成与移动块4的钢球保持部45相对应的腔室64、65，另一方面、在块本体8的裙部4b和金属模61间就形成制作钢球退回孔44a的腔室66。而且在块本体8的贯通孔48、48和上述腔室66、66上插入棒状的成型体67，它具有与上述钢球退回孔44a、44b形状相吻合的断面形状；在把熔融合成树脂充填到这些贯通孔48和腔室66里时就形成钢球退回孔44a、44b。

还使金属模61与块本体8的基准侧面47的下端缘相接触，由此可对被充填到腔室66里的熔融合成树脂进行隔料，防止合成树脂涂覆到基准侧面47上。

图10是表示上述支承凸部63和块本体8的接触状态的细节的放大图。由于一旦合成树脂涂覆在块本体8上所形成的载荷滚动面43a、43b上，就会对钢球3的滚动形成障碍，因而要求在进行这种插入成形时、在载荷滚动面43a、43b以及与其邻接的腔室64、65、66之间、确实进行熔融合成树脂的隔料。为此、在使块本体8和上述支承凸部63嵌接时，使支承凸部63与载荷滚动面43a、43b的两缘上形成的平滑面50相接触，用这些平滑面50对被充填到腔室64、65、66里的熔融合成树脂进行隔料。此外、为了防止由已经精加工成规定精度的载荷滚动面43a、43b与上述支承凸部63的接触而引起的划伤，使这支承凸部63跨过载荷滚动面43a、43b地与平滑面50、50相接触。

如上所述地把块本体8插到入到金属模61、62内之后，使熔融的合成树脂充填到由此形成的腔室64、65、66里，当把这合成树脂附加到块本体8上时，就完成图3和图4所示的移动块。

在本实施例中、在如上所述地实施的插入成形工序中，由于在把块本体8定位到金属模61里时、是使块本体8嵌接的金属模61的支承凸部63和一对平滑面50相接触的，而平滑面是沿着载荷滚动面的两缘而形成的，因而与以前的使支承凸部直接与载荷滚动面相接触而进行块本体的定位的制造方法相比，具有如下优点。

即，如上所述，由于上述的平滑面50是借助与载荷滚动面43a、43b同时进行的磨削而形成，因而它的成形位置的精度和平滑性显然是较高的，若使支承凸部43与这样高精度形成的平滑面50相接触，由于支承凸部63和平滑面50必然紧密地相接，因而能用这平滑面50确实地切断熔融的合成树脂。这样，用本实施例的方法制造的移动滑块4在载荷滚动面43a、43b上不会发生合成树脂的毛刺，是能保证钢球圆滑地滚动的。

又由于通过使支承凸部与被形成高精度的平滑面50相接触，能提高插入到金属模61、62内的块本体8的定位精度，能使钢球保持部45的相对于块本体8的载荷滚动面43a、43b的形成位置正确。因而能防止在载荷滚动面43a、43b上滚动的钢球3与钢球保持部45相接触，从而能尽可能地防止钢球3循环时发生噪声。

此外，在本实施例中，把块本体8插入到金属模61、62里时，是将支承凸部63和载荷滚动面43a、43b保持成非接触状态下，因而在插入成形前已按规定的精度被精加工的载荷滚动面43a、43b在插入成形工序中不会被划伤，这点也是保证钢球3的圆滑滚动的因素。

Claims (2)

1.一种直线导引装置的滑块的制造方法，其特征在于：它是由第1工序和第2工序构成，第1工序是用机械加工把成为滑块核心的金属制造的块本体形成规定的形状，而且在该块本体上形成钢球的载荷滚动面；第2工序是把前道工序中形成的块本体插入到金属模内后，进行合成树脂的注射模塑成形，在上述块本体的载荷滚动面两侧附加上钢球保持部；在上述第1工序中，沿着在块本体上形成的载荷滚动面的纵长方向的两缘形成一对平滑的隔料面；另一方面，在上述第2工序中，使直立地设置在金属模里的支承凸部与上述的隔料面相接地把块本体固定在金属模内的规定位置上。

2.如权利要求1所述的直线导引装置的滑块的制造方法，其特征在于：在上述第2工序中，在把块本体固定在金属模内时，在该块本体的载荷滚动面和金属模的支承凸部之间形成空间。

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