TWI412432B - And a method and a device for polishing the helical surface of the ball screw by spraying - Google Patents

Description

以噴射方式進行滾珠螺桿之螺旋表面拋光之方法及裝置

本發明係有關一種以噴射方式進行滾珠螺桿之螺旋表面拋光之方法及裝置，其主要係在於設置有可供固定被加工件及循環填充磨料之裝置；以及將摻入有陶瓷微粒的磨料，使磨料撞擊被加工件螺牙之螺旋表面，以達到對螺旋表面產生拋光之作用。

目前一般的滾珠螺桿及滾珠螺帽具有摩擦小、精度高、使用壽命長等優點，因此已廣泛運用於精密機械、產業機械及輸送機械等，而滾珠螺桿及滾珠螺帽的構造，主要係於二相對配合物件的內螺牙與外螺牙之間設入有滾珠，藉以利用內螺牙與外螺牙轉動時分別相對於滾珠進行接觸滾動，而產生直線傳動，藉以達到傳動之作用，惟，如此之構造，常由於二相對物件間的內螺牙或外螺牙，其螺旋表面因車削製造完成後並不平整且呈一粗糙面，而且受限於螺牙形狀，尤其是牙谷的部份，造成拋光不易，由於內螺牙與外螺牙的粗糙面，常會造成滾珠的損壞，使得滾珠螺桿及滾珠螺帽之壽命縮短，而嚴重影響到品質及製程。

有鑑於目前所使用之滾珠螺桿於使用上具有螺旋表面粗糙、拋光不易、易造成滾珠的損壞、縮短滾珠螺桿及滾珠螺帽之壽命 及影響到品質及製程等缺失。

因此本發明係提供一種以噴射方式進行滾珠螺桿之螺旋表面拋光之方法，其係提供一本體，於本體內設有一容置空間，並於本體之壁身設有複數個噴射孔，由該噴射孔高壓注入一磨料，該磨料係摻入有陶瓷微粒，使磨料中的陶瓷微粒高速撞擊螺旋表面後產生拋光作用。

上述磨料係為潤滑油脂，其黏稠度為1至50cst。

上述陶瓷微粒係佔磨料中之0.5%至15%，且該陶瓷微粒直徑係介於0.05μm至10μm之間。

本發明提供一種以噴射方式進行滾珠螺桿之螺旋表面拋光之裝置，包括：一容置槽、一本體、一第一蓋體、一第二蓋體及一調整式高壓泵，其中：一容置槽，係設有一容室，該容置槽具有一第一端及一第二端，該容置槽之第一端為開放端，第二端為封閉端，於該第二端設有一第一螺紋孔，於該第一端之端面上設一第一凹槽，該第一凹槽內設有一第一O型環，另於容室之底部設有相對之通孔，該二通孔之軸線係平行於容室壁緣之切線；一本體，係設置於容置槽之容室，該本體內設有一容置空間，該本體具有一第一端及一第二端，該第一端為開放端，該第二端為封閉端，於該第二端之底部設有一第二凹槽及一連通管，該第二凹槽內設有一第二O型環，及該連通管之外設有一第一螺紋段，以對應結合於該容置槽之第二端之第一螺紋孔，而本體外壁設有複數切面，於該切面設有複數之噴射孔，該噴射孔係貫通本體外壁， 而連通本體之容置空間與容置槽之容室，另，本體之第一端外壁設有第二螺紋段；一第一蓋體，係蓋合於容置槽之第一端，設有一第二螺紋孔，以對應結合於該本體之第二螺紋段；一第二蓋體，係蓋合於本體之第一端，設有一軸孔，該軸孔內設有一軸承；一調整式高壓泵，係設有一輸入端及一輸出端，該輸出端分流各自組接容置槽之通孔，而輸出端則組接本體之連通管。

上述進一步設有一旋轉件，該旋轉件設有一夾頭。

上述本體之容置槽係設有一接頭，以組接調整式高壓泵之輸入端。

上述調整式高壓泵之輸出端至容置槽之通孔之間設有一散熱器，而該本體之連通管至該調整式高壓泵之輸入端之間設有一除屑桶。

上述散熱器設有一盤管，而該盤管具一進口及一出口，另設有一冷卻單元，該進口及出口連接該冷卻單元。

上述除屑桶之外部包覆有激磁線圈或強力磁鐵。

上述第一蓋體係進一步設有一錐面。

故，本發明之具體特點與功效在於：

1.本發明之裝置係可供固定被加工件，以及填充入具陶瓷微粒之磨料，利用磨料中之陶瓷微粒可以對於加工件之螺旋表面進行撞擊而達致拋光作用，以供被加工件作為滾珠螺桿使用時，可以避免損壞，及延長使用壽命者。

2.本發明之方法係在於磨料中摻入有陶瓷微粒，利用磨料與加工件螺牙之螺旋表面產生撞擊時，磨料中的陶瓷微粒可以撞擊螺旋表面產生拋光作用，藉以可達到次微米級〔0.1μm〕的精度。

3.又本發明由於陶瓷微粒之直徑係介於0.05μm至10μm之間，故仍然可以對於螺牙之牙谷等位置處進行拋光作用，而不會有任何拋光上之死角存在。

4.藉由噴射孔將磨料高速噴射撞擊加工件，故加工件與本體之間隙範圍彈性大，可加工不同尺寸之加工件。

(1)‧‧‧容置槽

(11)‧‧‧容室

(12)‧‧‧第一端

(13)‧‧‧第二端

(14)‧‧‧第一螺紋孔

(15)‧‧‧第一凹槽

(16)‧‧‧第一O型環

(17)‧‧‧通孔

(2)‧‧‧本體

(21)‧‧‧容置空間

(22)‧‧‧第一端

(23)‧‧‧第二端

(24)‧‧‧第二凹槽

(25)‧‧‧連通管

(26)‧‧‧第二O型環

(27)‧‧‧第一螺紋段

(28)‧‧‧切面

(281)‧‧‧噴射孔

(282)‧‧‧噴射孔

(29)‧‧‧第二螺紋段

(3)‧‧‧第一蓋體

(31)‧‧‧第二螺紋孔

(32)‧‧‧錐面

(4)‧‧‧第二蓋體

(41)‧‧‧軸孔

(42)‧‧‧軸承

(5)‧‧‧調整式高壓泵

(51)‧‧‧輸入端

(52)‧‧‧輸出端

(A)‧‧‧接頭

(B)‧‧‧旋轉件

(C)‧‧‧夾頭

(D)‧‧‧被加工件

(E)‧‧‧磨料

(F)‧‧‧散熱器

(F1)‧‧‧盤管

(F11)‧‧‧進口

(F12)‧‧‧出口

(F2)‧‧‧冷卻單元

(G)‧‧‧除屑桶

(G1)‧‧‧激磁線圈

第一圖係本發明之分解圖〔不包括調整式高壓泵〕。

第二圖係本發明之組合圖。

第三圖係本發明之剖視圖〔不包括調整式高壓泵〕。

第四圖係本發明之使用示意圖〔不包括調整式高壓泵〕。

第五圖係本發明之第一蓋體之變化例圖。

第六圖係本發明之加入散熱器及除屑桶之示意圖。

如第一圖、第二圖及第三圖所示，本發明係為一種以噴射方式進行滾珠螺桿之螺旋表面拋光之裝置，包括一容置槽(1)、一本體(2)、一第一蓋體(3)、一第二蓋體(4)及一調整式高壓泵(5)，其中：

一容置槽(1)，係設有一容室(11)，該容置槽(1)具有一第一端(12)及一第二端(13)，該容置槽(1)之第一端( 12)為開放端，第二端(13)為封閉端，於該第二端(13)設有一第一螺紋孔(14)，於該第一端(12)之端面上設一第一凹槽(15)，該第一凹槽(15)內設有一第一O型環(16)，另於容室(11)之底部設有相對之通孔(17)，該二通孔(17)之軸線係平行於容室(11)壁緣之切線，並，該通孔(17)係設有一接頭(A)，以組接調整式高壓泵(5)之輸出端(52)。

一本體(2)，係設置於容置槽(1)之容室(11)，該本體(2)內設有一容置空間(21)，該本體(2)具有一第一端(22)及一第二端(23)，該第一端(22)為開放端，該第二端(23)為封閉端，於該第二端(23)之底部設有一第二凹槽(24)及一連通管(25)，該第二凹槽(24)內設有一第二O型環(26)，及該連通管(25)之外設有一第一螺紋段(27)，以對應結合於該容置槽(1)之第二端(13)之第一螺紋孔(14)，而本體(2)外壁設有複數切面(28)，於該切面(28)設有複數之噴射孔(281)，該噴射孔(281)係貫通本體(2)外壁，而連通本體(2)之容置空間(21)與容置槽(1)之容室(11)，另，本體(2)之第一端(22)外壁設有第二螺紋段(29)。

一第一蓋體(3)，係蓋合於容置槽(1)之第一端(12)，設有一第二螺紋孔(31)，以對應結合於該本體(2)之第二螺紋段(29)，使容置槽(1)之容室(11)形成密閉空間。

一第二蓋體(4)，係蓋合於本體(2)之第一端(22)，設有一軸孔(41)，該軸孔(41)內設有一軸承(42)。

一調整式高壓泵(5)，如第二圖所示，係設有一輸入端(51)及一輸出端(52)，該輸出端(52)分流各自組接容置槽(1)之通孔(17)之接頭(A)，而輸入端(51)則組接本體(2)之連通管(25)。

使用時，係如第四圖所示，提供一旋轉件(B)，該旋轉件(B)設有一夾頭(C)，該夾頭(C)夾持一被加工件(D)，於圖中該被加工件(D)為一滾珠螺桿，在容置槽(1)之容室(11)內係充填有液態之磨料(E)，該磨料(E)摻入有陶瓷微粒〔由於尺寸太小，圖中未示〕，進行研磨時，係由調整式高壓泵(5)〔請參閱第二圖〕之輸出端(52)將磨料(E)由接頭(A)經通孔(17)高壓射入容置槽(1)之容室(11)，因容室(11)為密閉空間而使容室(11)內部壓力升高，且其內充滿液態之磨料(E)，因而使磨料(E)經由本體(2)之切面(28)上之噴射孔(281)射入本體(2)之容置空間(21)，而高速撞擊由旋轉中之夾頭(C)所夾持之被加工件(D)〔滾珠螺桿〕，而拋光被加工件(D)之螺牙，之後磨料(E)再由連通管(25)回流進入調整式高壓泵(5)之輸入端(51)，而回到調整式高壓泵(5)，然後循環動作以進行拋光程序。

如第五圖所示，係本創作第一蓋體(3)之變化例，係於第一蓋體(3)設有一錐面(32)，該錐面(32)之作用在於，容室(11)內之氣體在磨料(E)〔圖中未示〕進入時，會藉由本體(2)之噴射孔(281)及第二螺紋段(29)與第二螺紋孔(31)之間隙中快速流出，以加快磨料(E)進入容室(11)之速度 ，再於本體(2)之近出口處加設有一噴射孔(282)，使容室(11)內之氣體在磨料(E)進入本體(2)內時受到擠壓，而可以由該噴射孔(282)排出，氣體不會屯積，使氣體不會再與磨料(E)溶合，以保護調整式高壓泵(5)，且當磨料(E)完全充滿本體(2)內部時，噴射孔(282)即恢復為噴射磨料(E)之作用。

如第六圖所示，上述調整式高壓泵(5)之輸出端(52)至容置槽(1)之通孔(17)之間設有一散熱器(F)，而該本體(2)之連通管(25)至該調整式高壓泵(5)之輸入端(51)之間設有一除屑桶(G)；該散熱器(F)設有一盤管(F1)，而該盤管(F1)具一進口(F11)及出口(F12)，該進口(F11)連接調整式高壓泵(5)之輸出端(52)，該出口(F12)連接容置槽(1)之通孔(17)，另設有一冷卻單元(F2)；及該除屑桶(G)之外部包覆有激磁線圈(G1)〔圖中所示〕或強力磁鐵〔圖中未示〕。

該散熱器(F)係令液態之磨料(E)降溫之作用，使液態之磨料(E)不致過度昇溫而變質，其設置之冷卻單元(F2)利用風扇或散熱鰭片，可與散熱器(F)之盤管(F1)內流通之磨料(E)進行熱交換。

經拋光程序後之磨料(E)含有鐵屑，利用該除屑桶(G)外部包覆有激磁線圈(G1)〔圖中所示〕或強力磁鐵，將鐵屑吸除，以過濾磨料(E)，使用一段時日，再將除屑桶(G)內之鐵屑移除，具有延長磨料(E)使用壽命之作用。

磨料(E)環循使用一段時間後須要更換，以確保磨料(E)之乾淨，以使拋光程序可以確實執行。

本發明係為一種以噴射方式進行滾珠螺桿之螺旋表面拋光之方法，主要係於潤滑油脂所形成之磨料中摻入有0.5%至15%的陶瓷微粒，該潤滑油脂之黏稠度為1至50cst，該陶瓷微粒直徑係介於0.05μm至10μm之間，而將該等磨料填充入上述實施例之循環構造中，經由調整式高壓泵將磨料由本體之噴射孔高壓噴出而衝擊旋轉中之被加工件〔滾珠螺桿〕，使磨料中的陶瓷微粒可以與被加工件螺牙的螺旋表面產生撞擊，而對於螺旋表面形成拋光之作用，其精度係可以達到次微米級〔0.1μm〕，而且可達到每5分鐘加工0.5μm之速率。

(1)‧‧‧容置槽

(11)‧‧‧容室

(12)‧‧‧第一端

(13)‧‧‧第二端

(14)‧‧‧第一螺紋孔

(15)‧‧‧第一凹槽

(16)‧‧‧第一O型環

(17)‧‧‧通孔

(2)‧‧‧本體

(21)‧‧‧容置空間

(22)‧‧‧第一端

(23)‧‧‧第二端

(24)‧‧‧第二凹槽

(25)‧‧‧連通管

(26)‧‧‧第二O型環

(27)‧‧‧第一螺紋段

(28)‧‧‧切面

(281)‧‧‧噴射孔

(29)‧‧‧第二螺紋段

(3)‧‧‧第一蓋體

(31)‧‧‧第二螺紋孔

(4)‧‧‧第二蓋體

(41)‧‧‧軸孔

(42)‧‧‧軸承

Claims (7)

1. 一種以噴射方式進行滾珠螺桿之螺旋表面拋光之裝置，包括：一容置槽，係設有一容室，該容置槽具有一第一端及一第二端，該容置槽之第一端為開放端，第二端為封閉端，於該第二端設有一第一螺紋孔，並於容室之底部設有相對之通孔，該二通孔之軸線係平行於容室壁緣之切線；一本體，係設置於容置槽之容室，該本體內設有一容置空間，該本體具有一第一端及一第二端，該第一端為開放端，該第二端為封閉端，於該第二端之底部設有一第二凹槽及一連通管，該第二凹槽內設有一第二O型環，及該連通管之外設有一第一螺紋段，以對應結合於該容置槽之第二端之第一螺紋孔，而本體外壁設有複數切面，於該切面設有複數之噴射孔，該噴射孔係貫通本體外壁，而連通本體之容置空間與容置槽之容室，另，本體之第一端外壁設有第二螺紋段；一第一蓋體，係蓋合於容置槽之第一端，設有一第二螺紋孔，以對應結合於該本體之第二螺紋段；一第二蓋體，係蓋合於本體之第一端，設有一軸孔，該軸孔內設有一軸承；一調整式高壓泵，係設有一輸入端及一輸出端，該輸出端分流各自組接容置槽之通孔，而輸入端則組接本體之連通管。
2. 如申請專利範圍第1項所述之以噴射方式進行滾珠螺桿之螺旋表面拋光之裝置，進一步設有一旋轉件，該旋轉件設有一夾頭。
3. 如申請專利範圍第1項所述之以噴射方式進行滾珠螺桿之螺旋表面拋光之裝置，其中該容置槽之通孔係設有一接頭，以組接該調整式高壓泵之輸出端。
4. 如申請專利範圍第1項所述之以噴射方式進行滾珠螺桿之螺旋表面拋光之裝置，其中該調整式高壓泵之輸出端至容置槽之通孔之間設有一散熱器，而該本體之連通管至該調整式高壓泵之輸入端之間設有一除屑桶。
5. 如申請專利範圍第4項所述之以噴射方式進行滾珠螺桿之螺旋表面拋光之裝置，其中該散熱器設有一盤管，而該盤管具一進口及一出口，另散熱器設有一冷卻單元。
6. 如申請專利範圍第4項所述之以噴射方式進行滾珠螺桿之螺旋表面拋光之裝置，其中該除屑桶之外部包覆有激磁線圈或強力磁鐵。
7. 如申請專利範圍第4項所述之以噴射方式進行滾珠螺桿之螺旋表面拋光之裝置，其中該第一蓋體係進一步設有一錐面。