CN113864332A - 一种具有一体式滚珠循环保持结构的滚动直线导轨副 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有一体式滚珠循环保持结构的滚动直线导轨副，包括直线导轨、滑块体和分别固定在滑块体两端的返向器，直线导轨的两侧壁上左右对称分别设置有两条上导轨滚道和两条下导轨滚道，滑块体安装在直线导轨上，还包括一体左右对称设置在滑块体的内腔内的两套滚珠循环保持装置，每套滚珠循环保持装置包括上保持架、中保持架和下保持架，滑块体内对称设置有与上导轨滚道相对应的上滑块滚道以及与下导轨滚道相对应的下滑块滚道；优点是提高了塑料件的装配效率，较好控制了直线导轨副运行噪声，提升了直线导轨副的整体精度和生产效率，节约了直线导轨副的整体制造成本。

Description

一种具有一体式滚珠循环保持结构的滚动直线导轨副
技术领域
本发明涉及导轨副领域，尤其涉及一种有一体式滚珠循环保持结构的滚动直线导轨副。
背景技术
国内的数控机床与基础制造装备经过长足的努力，市场的占有率正稳步提高，正在关键领域抢占制高点，而作为其重要部分的功能部件，直线导轨副的产品性能的提升是十分必要的，进而提升对工业的基础支撑能力。
直线导轨副由直线导轨和滑块组件组成，其工作方式为滑块组件通过内部滚珠的滚动使其在直线导轨上沿纵向经淬硬的导轨滚道进行往复直线运动。目前，上述滑块组件由滑块体、上保持架、中保持架、下保持架、返向器、返向器挡片、滚珠和密封端盖组成。密封端盖安装在返向器的端面上，返向器安装在滑块体两端面上，其中返向器挡片镶嵌在返向器上，实现滚珠运行方向的改变达到返向的目的，使滚珠能从滑块体的滚道运行到滑块体的返向孔内，再从返向孔内运行回到滑块体的滚道上。上、中、下保持架安装在滑块体内腔部位的滚道上使滚珠循环运行时不会掉落，并由安装在滑块体两端面的返向器通过榫卯结构将其定位固定。
现如今在滑块组件的组装过程中，需要通过人工将保持架和返向器挡片装配到滑块体的相应位置上，它们三者之间是一种相互配合的关系，然而由于滚珠的封闭循环运动路径由各塑料件和滑块体组合而成，若要保证其路径的顺滑性，就需要保证直线导轨副整体运行的流畅性和精度，对滑块体和各塑料件的加工技术要求和各塑料件装配技术要求均较高，还需保证滑块体返向孔孔壁有较小的粗糙度、返向孔有较小的位置尺寸公差，滑块滚道与返向孔之间的相对位置尺寸也要保证，否则塑料件无法安装到滑块体的正确位置上会产生错位变形的现象，各塑料件自身的配合尺寸不到位也直接影响后续的装配效果和直线导轨副整体运行。另外由于所需装配的塑料件有一定的数量，直接影响装配效率，综合来看在其制造过程中所需要的综合成本较高，还有对于高速运行的直线导轨副而言，构成滑块组件的零件越多，会使滚珠在封闭循环路径中运行时所产生的噪声越难控制，使直线导轨副整体运行流畅性和精度越难保证。
因此设计开发、生产制造提供一种能够提升直线导轨副整体精度和生产效率的方案是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的不足，本发明提供一种具有一体式滚珠循环保持结构的滚动直线导轨副，其使得直线导轨副整体运行的流畅性提高，在一定程度的情况下，降低对滑块体的加工技术要求和塑料件的装配技术要求，提高了塑料件的装配效率，较好控制了直线导轨副运行噪声，提升了直线导轨副的整体精度和生产效率，节约了直线导轨副的整体制造成本。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种具有一体式滚珠循环保持结构的滚动直线导轨副，包括直线导轨、滑块体和分别固定在所述滑块体两端的返向器，所述直线导轨的两侧壁上左右对称分别设置有两条上导轨滚道和两条下导轨滚道，所述滑块体安装在所述直线导轨上，还包括一体左右对称设置在所述滑块体的内腔内的两套滚珠循环保持装置，每套所述滚珠循环保持装置包括上保持架、中保持架和下保持架，所述滑块体内对称设置有与所述上导轨滚道相对应的上滑块滚道以及与所述下导轨滚道相对应的下滑块滚道，所述上保持架、所述中保持架和所述下保持架由上至下依次纵向设置在所述滑块体内，且所述上保持架和所述中保持架之间形成一上限制滚道，所述上滑块滚道、所述上限制滚道和两个所述返向器之间形成上循环通道，所述上循环通道内安装有若干个上滚珠，所述下保持架和所述中保持架之间形成一下限制滚道，所述下滑块滚道、所述下限制滚道和两个所述返向器之间形成下循环通道，所述下循环通道内安装有若干个下滚珠。
所述上限制滚道和所述上滑块管道之间设置有上弧形挡块，所述上弧形挡块上设置有上弧形滚道，所述返向器覆盖安装在所述上弧形挡块上，且所述上弧形滚道与所述返向器之间形成一上转向滚道。该结构中，上弧形挡块上设置的上弧形滚道用于辅助上滚珠进行转向动作，其与返向器之间形成一上转向滚道，这样上滚珠就可以在上循环通道内无限循环，并且上滚珠直接接触到直线导轨上的上导轨滚道后从而间接地支撑起整个滑块体。
所述下限制滚道和所述下滑块管道之间设置有下弧形挡块，所述下弧形挡块上设置有下弧形滚道，所述返向器覆盖安装在所述下弧形挡块上，且所述下弧形滚道与所述返向器之间形成一下转向滚道。该结构中，下弧形挡块上设置的下弧形滚道用于辅助下滚珠进行转向动作，其与返向器之间形成一下转向滚道，这样下滚珠就可以在下循环通道内无限循环，并且下滚珠直接接触到直线导轨上的下导轨滚道后从而间接地支撑起整个滑块体，滑块体通过其内部上滚珠以及下滚珠的循环滚动带动整个滑块体沿直线导轨上进行纵向直线往复运动。
所述上保持架上设置有沿纵向分布的上凹槽，所述下保持上设置有沿纵向分布的下凹槽。该结构中，上凹槽的设置减少上滚珠与上保持架的接触面积，下凹槽的设置减少下滚珠与下保持架的接触面积，这样可有效降低整体运行噪音。
所述滑块体内对称设置有上下间隔分布的上导管和下导管，所述上导管和所述下导管分别沿纵向固定在所述滑块体内，所述上导管内形成有所述上滑块滚道，所述上导管的侧壁上对称设置有与所述上滑块滚道连通的上避空槽，所述下导管内形成有所述下滑块滚道，所述下导管的侧壁上对称设置有与所述下滑块滚道连通的下避空槽。该结构中，上导管和下导管均采用合成树脂制成，上导管用于容纳上滚珠，下导管用于容纳下滚珠，这样使得上滚珠以及下滚珠不再与滑块体直接接触，则降低了滑块体的的加工技术要求，降低加工难度，提高生产效率，降低制造成本。
每个所述返向器的外侧设置有密封端盖，每个所述密封端盖上安装有螺钉，所述螺钉的一端穿过所述返向器后固定在所述滑块体上。该结构中，采用螺钉固定的方式，易于拆装，便于后期维护，密封端盖不直接固定在返向器上，而是与滑块体固定，返向器从而被牢靠夹设在滑块体和密封端盖之间，此外，返向器与滑块体之间通过另外的紧固螺钉进行连接，进而实现可靠固定的目的。
所述滑块体的内腔的上侧面间隔固定有两条加强筋，两条所述加强筋与所述滑块体一体成型，且两条所述加强筋之间形成一减重槽。该结构中，加强筋的设置避免此处结构太单薄而导致强度不够，与直线导轨上顶面存在一定间隙，而不直接接触，起到限位的作用，这样既做到了减材处理又可以尽量保证塑料件厚度均匀，使得塑料成型时减少变形。
所述上导轨滚道和所述下导轨滚道之间呈90度夹角，所述上导轨滚道与上滚珠配合的是45°接触角配置，所述下导轨滚道与下滚珠配合的也是45°接触角配置。从而实现上滚珠和下滚珠承受上下左右四方向的均匀载荷。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1）直线导轨副采用了一体式滚珠循环保持结构，有效地减少了所需装配零件的数量，避免了之前安装各个保持架和各个弧形挡块的安装误差，装配技术要求在一定程度上得以降低，将原先复杂的装配过程简单化，达到高效装配的效果，滑块组件的装配效率得以提升。
2）在滑块体中设置有上导管和下导管，使在滑块体的运行过程中由原来滚珠与滑块体的金属对金属的碰撞转化为金属对合成树脂的碰撞，同时设置上凹槽、下凹槽、上避空槽和下避空槽，减少各个滚珠与其接触面积， 可以在较大的程度上降低直线导轨副的整体噪声，同时还可以降低各个滚珠的磨损速度，延长直线导轨副的使用寿命；
3）有效地减少了塑料件的数量，由先前多个塑料件的组合转变为一体式的滚珠循环保持装置，将一体式滚珠循环保持装置整合到滑块体上，对滑块体的加工要求降低，提高生产效率，降低制造成本，由于现不需要考虑原先分体组合式时保持架和挡块自身的配合尺寸精度和整体变形问题，尺寸的一致性和塑料件的一体性得到保证，塑料件与滑块体之间的配合更加紧凑贴合，使上循环通道和下循环通道的顺滑性可以轻松保证，致使各个滚珠运行返向时更加顺畅和稳定，避免在高速运行时直线导轨副的剧烈振动，使直线导轨副的运行噪声得到有效的控制，提高直线导轨副整体运行流畅性、稳定性和精度。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的剖视图；
图3为本发明中滑块体的立体结构示意图；
图4为本发明中滑块体的主视图；
图5为本发明中滑块体的剖视图；
图6为本发明中返向器的立体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。
实施例一：如图所示，一种具有一体式滚珠循环保持结构的滚动直线导轨副，包括直线导轨1、滑块体2和分别固定在滑块体2两端的返向器3，直线导轨1的两侧壁上左右对称分别设置有两条上导轨滚道11和两条下导轨滚道12，滑块体2安装在直线导轨1上，还包括一体左右对称设置在滑块体2的内腔内的两套滚珠循环保持装置4，每套滚珠循环保持装置4包括上保持架41、中保持架42和下保持架43，滑块体2内对称设置有与上导轨滚道11相对应的上滑块滚道21以及与下导轨滚道12相对应的下滑块滚道22，上保持架41、中保持架42和下保持架43由上至下依次纵向设置在滑块体2内，且上保持架41和中保持架42之间形成一上限制滚道44，上滑块滚道21、上限制滚道44和两个返向器3之间形成上循环通道，上循环通道内安装有若干个上滚珠46，下保持架43和中保持架42之间形成一下限制滚道45，下滑块滚道22、下限制滚道45和两个返向器3之间形成下循环通道，下循环通道内安装有若干个下滚珠48。
上保持架41、中保持架42和下保持架43是通过在已完成满足技术要求的机加工的滑块体2的基础上采用注塑成型技术将合成树脂注入到相对应的规定位置上然后冷却脱模所形成，滑块体2一旦注塑成型完成，滚珠循环保持装置4则无法从滑块体2上拆卸下，除非破坏性拆卸，制造工艺水平得到一定的提升。
实施例二：如图所示，其他结构与实施例一相同，其不同之处在于，上限制滚道44和上滑块管道之间设置有上弧形挡块49，上弧形挡块49上设置有上弧形滚道50，返向器3覆盖安装在上弧形挡块49上，且上弧形滚道50与返向器3之间形成一上转向滚道。该结构中，上弧形挡块49上设置的上弧形滚道50用于辅助上滚珠46进行转向动作，其与返向器3之间形成一上转向滚道，这样上滚珠46就可以在上循环通道内无限循环，并且上滚珠46直接接触到直线导轨1上的上导轨滚道11后从而间接地支撑起整个滑块体2。
下限制滚道45和下滑块管道之间设置有下弧形挡块51，下弧形挡块51上设置有下弧形滚道52，返向器3覆盖安装在下弧形挡块51上，且下弧形滚道52与返向器3之间形成一下转向滚道。该结构中，下弧形挡块51上设置的下弧形滚道用于辅助下滚珠48进行转向动作，其与返向器3之间形成一下转向滚道，这样下滚珠48就可以在下循环通道内无限循环，并且下滚珠48直接接触到直线导轨1上的下导轨滚道12后从而间接地支撑起整个滑块体2，滑块体2通过其内部上滚珠46以及下滚珠48的循环滚动带动整个滑块体2沿直线导轨1上进行纵向直线往复运动。
上保持架41上设置有沿纵向分布的上凹槽411，下保持上设置有沿纵向分布的下凹槽431。该结构中，上凹槽411的设置减少上滚珠46与上保持架41的接触面积，下凹槽431的设置减少下滚珠48与下保持架43的接触面积，这样可有效降低整体运行噪音。
滑块体2内对称设置有上下间隔分布的上导管23和下导管24，上导管23和下导管24分别沿纵向固定在滑块体2内，上导管23内形成有上滑块滚道21，上导管23的侧壁上对称设置有与上滑块滚道21连通的上避空槽25，下导管24内形成有下滑块滚道22，下导管24的侧壁上对称设置有与下滑块滚道22连通的下避空槽26。该结构中，上导管23用于容纳上滚珠46，下导管24用于容纳下滚珠48，这样使得上滚珠46以及下滚珠48不再与滑块体2直接接触，则降低了滑块体2的的加工技术要求，降低加工难度，提高生产效率，降低制造成本。
实施例三：如图所示，其他结构与实施例二相同，其不同之处在于，每个返向器3的外侧设置有密封端盖5，每个密封端盖5上安装有螺钉，螺钉的一端穿过返向器3后固定在滑块体2上。该结构中，采用螺钉固定的方式，易于拆装，便于后期维护，密封端盖5不直接固定在返向器3上，而是与滑块体2固定，返向器3从而被牢靠夹设在滑块体2和密封端盖5之间，此外，返向器3与滑块体2之间通过另外的紧固螺钉进行连接，进而实现可靠固定的目的。
滑块体2的内腔的上侧面间隔固定有两条加强筋27，两条加强筋27与滑块体2一体成型，且两条加强筋27之间形成一减重槽28。该结构中，该结构中，加强筋27的设置避免此处结构太单薄而导致强度不够，其与直线导轨1上顶面存在一定间隙，而不直接接触，起到限位的作用，这样既做到了减材处理又可以尽量保证塑料件厚度均匀，使得塑料成型时减少变形。
上导轨滚道11和下导轨滚道12之间呈90度夹角，上导轨滚道11与上滚珠46配合的是45°接触角配置，下导轨滚道12与下滚珠48配合的也是45°接触角配置。从而实现上滚珠46和下滚珠48承受上下左右四方向的均匀载荷。
值得注意的是，以上仅为本发明的较佳实施例，并非因此限定本发明的专利保护范围，本发明还可以对上述各种零部件的构造进行材料和结构的改进，或者是采用技术等同物进行替换。故凡运用本发明的说明书及图示内容所作的等效结构变化，或直接或间接运用于其他相关技术领域均同理皆包含于本发明所涵盖的范围内。

Claims (8)

1.一种具有一体式滚珠循环保持结构的滚动直线导轨副，包括直线导轨、滑块体和分别固定在所述滑块体两端的返向器，所述直线导轨的两侧壁上左右对称分别设置有两条上导轨滚道和两条下导轨滚道，所述滑块体安装在所述直线导轨上，其特征在于：还包括一体左右对称设置在所述滑块体的内腔内的两套滚珠循环保持装置，每套所述滚珠循环保持装置包括上保持架、中保持架和下保持架，所述滑块体内对称设置有与所述上导轨滚道相对应的上滑块滚道以及与所述下导轨滚道相对应的下滑块滚道，所述上保持架、所述中保持架和所述下保持架由上至下依次纵向设置在所述滑块体内，且所述上保持架和所述中保持架之间形成一上限制滚道，所述上滑块滚道、所述上限制滚道和两个所述返向器之间形成上循环通道，所述上循环通道内安装有若干个上滚珠，所述下保持架和所述中保持架之间形成一下限制滚道，所述下滑块滚道、所述下限制滚道和两个所述返向器之间形成下循环通道，所述下循环通道内安装有若干个下滚珠。
2.根据权利要求1所述的一种具有一体式滚珠循环保持结构的滚动直线导轨副，其特征在于：所述上限制滚道和所述上滑块管道之间设置有上弧形挡块，所述上弧形挡块上设置有上弧形滚道，所述返向器覆盖安装在所述上弧形挡块上，且所述上弧形滚道与所述返向器之间形成一上转向滚道。
3.根据权利要求2所述的一种具有一体式滚珠循环保持结构的滚动直线导轨副，其特征在于：所述下限制滚道和所述下滑块管道之间设置有下弧形挡块，所述下弧形挡块上设置有下弧形滚道，所述返向器覆盖安装在所述下弧形挡块上，且所述下弧形滚道与所述返向器之间形成一下转向滚道。
4.根据权利要求1所述的一种具有一体式滚珠循环保持结构的滚动直线导轨副，其特征在于：所述上保持架上设置有沿纵向分布的上凹槽，所述下保持上设置有沿纵向分布的下凹槽。
5.根据权利要求1所述的一种具有一体式滚珠循环保持结构的滚动直线导轨副，其特征在于：所述滑块体内对称设置有上下间隔分布的上导管和下导管，所述上导管和所述下导管分别沿纵向固定在所述滑块体内，所述上导管内形成有所述上滑块滚道，所述上导管的侧壁上对称设置有与所述上滑块滚道连通的上避空槽，所述下导管内形成有所述下滑块滚道，所述下导管的侧壁上对称设置有与所述下滑块滚道连通的下避空槽。
6.根据权利要求1所述的一种具有一体式滚珠循环保持结构的滚动直线导轨副，其特征在于：每个所述返向器的外侧设置有密封端盖，每个所述密封端盖上安装有螺钉，所述螺钉的一端穿过所述返向器后固定在所述滑块体上。
7.根据权利要求1所述的一种具有一体式滚珠循环保持结构的滚动直线导轨副，其特征在于：所述滑块体的内腔的上侧面间隔固定有两条用于加强筋，两条所述加强筋与所述滑块体一体成型，且两条所述加强筋之间形成一减重槽。
8.根据权利要求1所述的一种具有一体式滚珠循环保持结构的滚动直线导轨副，其特征在于：所述上导轨滚道和所述下导轨滚道之间呈90度夹角，所述上导轨滚道与上滚珠配合的是45°接触角配置，所述下导轨滚道与下滚珠配合的也是45°接触角配置。
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