CN113646561A - 丝杠传动件的异型螺母、特别是滚珠丝杠传动件的滚珠丝杠螺母及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种丝杠传动件的异型螺母(1)，其中，该异型螺母的由钢板制成的套筒(3)在内周缘上具有非切削成形的轧制型材(4)，该轧制型材用于与轧制本体进行轧制接触，并且套筒至少在轧制型材(4)的区域中以热处理的方式进行硬化，其特征在于，具有轧制型材(4)的套筒(3)的内侧向表面被硬化并且具有较高的洛氏硬度，并且套筒(3)的外侧向表面设计成使得套筒能够被焊接并且具有较低的洛氏硬度。
Description
技术领域
本发明涉及丝杠传动件的异型螺母、特别是滚珠丝杠传动件的滚珠丝杠螺母及其生产方法。
背景技术
例如，根据权利要求1的前序部分的特征的滚珠丝杠传动件的滚珠丝杠螺母从DE2829433 A1中已经获知。滚珠丝杠螺母的由钢板制成的套筒在套筒的内周缘上设置有滚珠凹槽，该滚珠凹槽围绕滚珠丝杠传动件的轴线螺旋地卷绕，并且该滚珠凹槽在形成过程中进行轧制。滚珠丝杠螺母是经过硬化的。
含碳量低的钢板适用于无需切削的机械加工，尽管钢板通常不适合以热处理的方法进行硬化。出于这个原因，这种钢板被渗碳并且由钢板形成的丝杠螺母被表面硬化。在许多应用中，根据应用，需要在丝杠螺母与焊接部件之间进行固定连接。由于高碳含量或马氏体结构，焊接连接很困难或者是不可能的。
发明内容
本发明的目的是提供一种丝杠传动件的异型螺母，该异型螺母可以以金属成形工艺制造并且在经过硬化之后可以以简单的方式连接至焊接部件。
根据本发明，该目的通过根据权利要求1的异型丝杠螺母和根据权利要求2至7的有用的改进方案来实现。
丝杠传动件的异型螺母具有由钢板制成的套筒，该套筒在其内周缘上形成有用于与轧制元件进行轧制接触的未切削的轧制型材。套筒至少在轧制型材的区域中以热处理的方式进行了硬化。套筒的具有轧制型材的内侧向表面被硬化。形成在内侧向表面上的轧制型材优选地是非轧制的并且在硬化之后具有在56HRC与64HRC之间的洛氏硬度。该洛氏硬度比套筒的设计成可焊接的外侧向表面的洛氏硬度大。
使用根据本发明的该螺母，一方面，金属板可以借助于成形技术经济地加工，并且螺母可以被硬化，特别是在轧制型材的区域中被硬化；而另一方面，由于套筒的焊接表面的区域中的低碳含量，随后可以将焊接部件焊接至套筒或焊接至与套筒牢固地连接的凸缘。
例如，套筒可以仅在内侧向表面上进行渗碳并且以热处理的方式进行硬化。由于外侧向表面上较低的碳含量，套筒保持可焊接。可以设想将先前渗碳的区域去除，只要该区域能够用作焊接表面。这种去除可以在热处理之前或之后进行。
一种特别优选的变型规定使用设计为至少两层复合材料的钢板。这种钢板可以作为半成品提供。第一层可以由形成套筒的内侧向表面的具有较高碳含量的合金钢形成，该合金钢无论如何具有更好或更高的淬透性。第二层可以由形成套筒的外侧向表面的具有相对较低碳含量的合金钢形成。为了更好地连接两个层，可以提供薄铜层作为中间层。
套筒可以在一个轴向端部处设置有凸缘，该凸缘具有用于对焊接部件进行焊接的焊接表面。该凸缘是可焊接的并且具有较低的洛氏硬度。该凸缘可以焊接至套筒的非渗碳部分或焊接至套筒的复合板材的第二层。有利地，该凸缘也可以一体地连接至套筒。
凸缘可以一体地连接至套筒的由复合材料制成的第二层。凸缘上的第一层可以在异型螺母的热处理之前至少部分地去除以便实现可焊接性。
如果要进行上述渗碳，进一步的改进要求一体地连接至套筒的凸缘在凸缘的背离套筒的端部处设置成在热处理之前不进行渗碳，至少在要能够用作焊接表面的区域中不进行渗碳。
异型螺母优选地设计为滚珠丝杠传动件的滚珠丝杠螺母，该滚珠丝杠螺母的围绕螺母轴线螺旋地卷绕的滚珠凹槽由轧制型材形成。作为具有该异型螺母的行星滚珠丝杠传动件的实施方式也是有用的。
一种用于生产根据本发明的异型螺母的方法规定了以下步骤：
钢板在成形工艺中形成为套筒—例如通过深拉、辊子滚光以及轧制—其中，轧制型材可以在轧制过程中模制。当以纵向截面观察时，套筒可以具有波浪形轮廓。
然后以热处理方法硬化套筒。在硬化之前，套筒的外侧向表面具有足够低的碳含量，使得在硬化之后保持套筒的可焊性。
在多层钢板的情况下，在热处理之前于焊接表面的区域中至少部分地去除钢板的第一层是有用的。该焊接表面可以设置在套筒上，但也可以设置在一体地连接至套筒的凸缘上。以这种方式制备的螺母然后以热处理的方式进行硬化。
在由有益于金属成形的合金钢制成的单层钢板的情况下，钢板在一个侧部上被渗碳，随后钢板再成形以形成具有一体地形成的凸缘的套筒。如果由于螺母的形状而将凸缘的预先渗碳的端面设置为焊接表面，则去除凸缘上的渗碳以形成焊接表面。然后可以以热处理的方式硬化螺母。
附图说明
下面参照总共6幅图中所示的3个示例性实施方式更详细地解释本发明。在附图中：
图1以纵向截面示出了设计为滚珠丝杠传动件的滚珠丝杠螺母的异型螺母，
图2示出了根据图1的放大细节，
图3以纵向截面示出了另一滚珠丝杠螺母，
图4示出了根据图3的细节，
图5以纵向截面示出了另一滚珠丝杠螺母，
图6示出了根据图5的放大细节。
具体实施方式
在所有附图中，根据本发明的丝杠传动件的异型螺母以滚珠丝杠传动件的滚珠丝杠螺母的形式示出。
图1以纵向截面示出了具有焊接部件7的丝杠传动件的异型螺母1的纵向截面。该异型螺母1设计为滚珠丝杠螺母2。滚珠丝杠螺母2具有由钢板制成的套筒3，在套筒的内周缘上形成有构造成用于与未示出的轧制元件进行轧制接触的未切削的轧制型材4。轧制型材4设计为滚珠凹槽5，该滚珠凹槽围绕主轴轴线螺旋地卷绕并且由未示出的滚珠形成的轧制元件可以在滚珠凹槽上滚动。
套筒3在一个轴向端部处设置有凸缘6。焊接部件7焊接至凸缘6。
图2为套筒3与焊接部件7之间的经由凸缘6的连接的放大图。可以清楚地看出凸缘6通过焊缝8焊接至套筒3的端面，其中，焊缝8穿透凸缘6的厚度。
在示例性实施方式中，焊接部件7借助于角焊接部9焊接至凸缘6的背离套筒3的端面10。
根据图3和图4的示例性实施方式与图1和图2的示例性实施方式不同之处仅在于形成有一体地连接至套筒3的凸缘16，并且焊接部件7焊接至凸缘的面向焊接部件7的端面17。
根据图5和图6的实施方式与图3和图4的实施方式不同之处仅在于凸缘18与套筒3一体地形成，该凸缘的自由端部设置有翻边部19，使得套筒3的外侧向表面形成端面20，该端面面向焊接部件7并且焊接至焊接部件7。
在所有的示例性实施方式中，套筒3在其内侧向表面上设置有硬化层11，在附图中，该硬化层基于钢板的两种不同结构作为替代性方案。
替代性方案1：该硬化层11可以通过钢板的渗碳12和随后的热处理形成。在所有的示例性实施方式中都可以清楚地看到套筒3的内侧向表面上的渗碳12。在这种情况下，套筒3是经过表面硬化的。由该金属板制成的套筒3在经过硬化后在套筒的内侧向表面上是非轧制的。
替代性方案2：该硬化层11也可以由设计为两层复合材料13的钢板提供。在所有的示例性实施方式中都可以清楚地看到两层复合材料13。该复合材料13的第一层14由具有较高碳含量并且形成套筒3的内侧向表面的合金钢形成。第二层15由形成套筒3的外侧向表面并且具有相对较低的碳含量的合金钢形成，该合金钢的特点是可焊性更好。由该复合板材制成的套筒3在经过硬化后在套筒的内侧向表面上是非轧制的。
在所有的示例性实施方式中，焊接部件7焊接至套筒3上的或牢固地连接至套筒3的凸缘6、16、18上的可焊接表面。
附图标记说明
1螺母 2滚珠丝杠螺母 3套筒 4轧制型材 5滚珠凹槽 6凸缘 7焊接部件 8焊缝8a接触区域 9角焊接部 10端面 11硬化层 12渗碳 13复合材料 14第一层 15第二层 16凸缘 17端面 18凸缘 19翻边部 20端面。
Claims (10)
1.一种丝杠传动件的异型螺母(1)，所述异型螺母的由钢板制成的套筒(3)在所述套筒的内周缘上具有非切削形成的轧制型材(4)，所述轧制型材用于与轧制本体进行轧制接触，并且所述套筒至少在所述轧制型材(4)的区域中以热处理的方式进行硬化，其特征在于，具有所述轧制型材(4)的所述套筒(3)的内侧向表面被硬化并且具有较高的洛氏硬度，并且其中，所述套筒(3)的外侧向表面设计成使得所述套筒能够被焊接并且具有较低的洛氏硬度。
2.根据权利要求1所述的异型螺母(1)，所述异型螺母的所述套筒(3)仅在所述内侧向表面上进行渗碳并且以热处理的方式进行硬化。
3.根据权利要求1所述的异型螺母(1)，所述异型螺母的所述钢板设计为至少两层复合材料(13)，所述两层复合材料的第一层(14)由形成所述套筒(3)的所述内侧向表面的具有较高含碳量或较高的淬透性的合金钢构成，并且所述两层复合材料的第二层(15)由形成所述套筒(3)的所述外侧向表面并且具有相对较低的碳含量或较低的淬透性的合金钢形成。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的异型螺母(1)，所述异型螺母的所述套筒(3)在一个轴向端部处设置有凸缘(6、16、18)，所述凸缘是可焊接的并且具有较低的洛氏硬度。
5.根据权利要求3和4所述的异型螺母(1)，所述异型螺母的所述凸缘(16、18)一体地连接至由复合材料(13)制成的所述套筒(3)的所述第二层(15)。
6.根据权利要求2和4所述的异型螺母(1)，所述异型螺母的所述凸缘(16、18)一体地连接至所述套筒(3)并且在所述凸缘的远离所述套筒(3)的端部处没有渗碳(12)。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的异型螺母(1)，所述异型螺母设计为滚珠丝杠传动件的滚珠丝杠螺母(2)，所述滚珠丝杠螺母的围绕螺母轴线螺旋地卷绕的滚珠凹槽(5)由所述轧制型材(4)形成。
8.一种用于生产根据权利要求1至7中的一项所述的异型螺母(1)的方法，所述异型螺母的所述钢板在成形工艺中形成为所述套筒(3)并且然后以热处理的方式进行硬化。
9.根据权利要求8所述的用于生产根据权利要求5所述的异型螺母(1)的方法，根据以下步骤进行：将由复合材料(13)形成的多层钢板成形为具有一体地形成的凸缘(16、18)的所述套筒(3)；至少部分地在所述凸缘(16、18)上于设置为用于焊接部件(7)的焊接表面的侧部上去除所述钢板的所述第一层(14)；以热处理的方式硬化所述螺母(1)。
10.根据权利要求8所述的用于生产根据权利要求6所述的异型螺母(1)的方法，根据以下步骤进行：对所述钢板的一个侧部进行渗碳(12)；使所述钢板成形以形成具有一体地形成的凸缘(16、18)的所述套筒(3)；可选地去除所述凸缘(16、18)上的所述渗碳(12)以形成焊接表面；以热处理的方式硬化所述螺母(1)。
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