TWM517035U - 一體成型液靜壓導螺桿螺母 - Google Patents

Description

一體成型液靜壓導螺桿螺母

本新型專利是係關於一種一體成型液靜壓導螺桿螺母；特別關於一種一體成型的液靜壓導螺桿螺母及其加工方法，該加工方法是利用與液靜壓導螺桿螺母相同規格的導螺桿為螺紋刀桿，在螺紋刀桿的外螺紋上鑲入多個由小而大的切削刀具，當螺紋刀桿前端的螺紋旋入液靜壓導螺桿螺母後，引導後方的螺紋及切削刀具對液靜壓導螺桿螺母的內螺紋前、後雙斜面做切削加工，只要整枝螺紋刀桿在螺母內走完，即完成一個一體、無鑲入件、無組合件，有連續油腔的一體成型液靜壓導螺桿螺母。

已知技術之液靜壓導螺桿螺母油腔為獨立存在，為加工製造位於螺母內螺紋前後雙斜面上的獨立油腔，有用射出聚合物在內螺紋前後雙斜面上，如美國的專利US 5405282A及中國大陸專利CN1114829A，但這些都是組合式，射出加工精密度不高，另外如放電加工式獨立油腔精密度雖高，但加工費時，成本也高，不適合大量生產，目前最常用的是多片組合式，如日本Toshiba公司的兩半圓組合式及德國Hydrostatik四片組合式，都是將螺紋母剖開，然後用銑床在螺紋前及後斜面上加工一凹槽為油腔，再 把剖開的螺母拼裝回去，加工同樣為耗費工時多及體積龐大，成本高，一如中國機械工程學會102年9月出版第286期機械工程雜誌第67頁，由康淵博士所撰寫的「油液靜壓導螺桿技術探討」一文中，在第69頁：靜壓導螺桿有其先天的缺點，如螺母油腔難以加工，及同文第71頁指出目前常用的製造方法有四種，但是這四種加工方法，不是精密度不夠，就是加工道次太多，成本高，使功能良好精確度及耐用高比傳統滾珠螺桿更好的液靜壓導螺桿技術產品，推廣在工作母機上的應用受到阻礙。

本新型專利目的物是開發成本低、體積小、一體成型液靜壓導螺桿螺母，具有連續溝槽，學名為連續油腔，該連續油腔的總面積比傳統的獨立油腔大，根據巴斯克定律(Pascal’law)能產生更大的表面壓力，它是利用導螺桿與其螺母相樞合的關係，在螺桿的螺紋上與螺紋垂直切開一缺口，切斷螺紋，在缺口內鑲上一個所欲切削的槽溝(油腔)同型狀的切削刀具，伸出在螺紋的左右兩邊，該切削刀具的左右兩斜面依需要可與內螺紋斜度相同，寬度及溝槽深度依切削時的進刀量漸次增加，分成不同的寬度，由窄而寬，最後的切削刀具外型與連續溝槽油腔成品相同，組成多個切削刀在同一螺桿上，成為切削加工用螺紋刀桿。

將欲加工的螺母夾持在傳統的車床主軸夾頭內或專用加工液靜壓導螺桿螺母的單能機夾頭內，螺紋刀桿固定在刀座上(也可用車床中心尾座取代刀座)，再轉動夾頭將螺母旋入螺紋刀桿前端的導引螺紋，轉動車床，則螺紋刀桿不轉動，緊隨轉動的螺母引導螺紋刀桿進入螺母，作切削的工作，直至整隻螺紋刀桿走完全螺紋刀桿，再將車床主軸倒轉，退出 螺紋刀桿，取下夾頭內的螺母，即完成一個有連續溝槽在螺母內螺紋的兩側(在液壓系統上稱油腔)，此附有連續油腔在螺母內螺紋斜面上的螺母，就是傳統上所言的難以加工的液靜壓導螺桿螺母。

這個有連續油腔的液靜壓導螺桿螺母為一體成型，無鑲入件、無組合件，輸送液壓油進入螺母油腔內的油孔，由外以鑚孔方式選擇在螺母任何適當的位置導入油腔，因為依照螺紋型成的連續性油腔，跟據巴斯克定律(Pascal’law)流體在同一容體內的壓力是相同的，雖因360度的螺旋會產生壓力降，但只要在適當位置補上加壓的液壓油，經輸入管輸入即可，此種方式在內螺紋的連續油腔會加大總面積，與其他傳統液靜壓螺母獨立式油腔比較，輸入相同液壓油壓力，本新型專利的一體成型液靜壓螺母內會產生更高的壓力，使液靜壓導螺桿獲得更穩定的位移，外部輸油管及節流器數量會減少許多。

這種以一個加工道次即可完成的連續油腔液靜壓螺母，在體積上與傳統組合式要小很多，在加工精度上要高出許多，在製造成本上要減少許多，在液壓輸油管路上的節流器及毛細管也減少許多，可徹底解決目前傳統液靜壓螺母加工困難、體績大、製造成本過高的缺點。

10‧‧‧一體成型液靜壓導螺桿螺母

11‧‧‧一體成型液靜壓導螺桿螺母本體

12‧‧‧內螺紋連續油腔

13‧‧‧內螺紋

14‧‧‧內螺紋連續油腔

20‧‧‧螺紋刀桿

21‧‧‧螺紋刀桿本體

22‧‧‧定向平面

23‧‧‧切削液入口

24‧‧‧切削液出口

25‧‧‧導引螺紋

251‧‧‧外螺紋缺口

26‧‧‧初切削刀具

261‧‧‧細切削刀具

262‧‧‧精切削刀具

27‧‧‧退屑孔

28‧‧‧退削槽

29‧‧‧導引螺紋段

291‧‧‧初切削段

292‧‧‧細切削段

293‧‧‧精切削段

圖1為一體成型液靜壓導螺桿螺母剖面示意圖

圖2為螺紋刀桿組合示意圖

請參閱圖1，為一體成型的液靜壓螺趕螺母11剖面示意圖，在內螺紋13的一側具有隨螺紋旋轉的連續凹槽12，學名為連續油腔，在隨螺 紋旋轉的另一側也有一連續凹槽14，這種與內螺紋併存的連續性油腔12及14，是由螺紋刀桿上配置的切削刀具，在旋轉的螺母本體內螺紋13前及後雙斜面上，被不旋轉的螺紋刀桿20切削出的連續性凹槽，型成連續性的內螺紋連續油腔12及14，這種由本體材料直接切削出的凹槽型成的內螺紋連續油腔12及14，無鑲入件、無組合件、一次加工完成，是本新型專利的特徵之一。

請參閱圖2，為加工一體成型液靜壓螺母內螺紋連續油腔12及14，所創新設計的特殊加工刀桿稱為螺紋刀桿20，在螺紋刀桿20的螺紋刀桿本體21上，前端有一條以上的螺紋組成導引螺紋段29，功能在先將此導引螺紋段29旋入欲加工的螺母(未加工成具有連續油腔前，與傳統螺母相同，因此僅能稱為螺母)本體內，與螺母本體內的內螺紋13樞合，用以引導其後端的螺紋刀桿20進入，當夾持在車床或單能機的主軸夾頭內的螺母被軀動旋轉時，螺母內的內螺紋13與樞合在內螺紋13的定向不能徑向旋轉，僅能做軸向隨內螺紋13做軸向拉動導引螺紋段29，將螺紋刀桿20旋轉引入螺母內，在螺紋刀桿本體21上的初切削刀具26先開始切削內螺紋13的前及後兩斜面成淺的溝槽，切削下來的碎屑，經退屑槽28擠入退屑孔27，再隨切削液入口23輸入的切削液經切削液出口24被帶出，不會影響切削工作進行，初切削刀具26依切削進刀量，以漸進方式，有一個以上的切削刀具26組成初切削段291，其每個切削刀具26的進刀量(切削寬度及深度)增加較大，行成的切削面也較粗糙，精度也不夠。

接下來進入細切削段的細切削刀具261進入螺母本體內，對已做過初切削的內螺紋13作進一步的切削，使內螺紋13前及後兩斜面上已加工切削的溝槽做再加工，使溝槽更深，這段加工，進刀量比初切削段要小， 同樣是由數個細切削刀具261組成的細切削段292，對內螺紋13的前及後兩斜面作更深的溝槽加工，該段同樣由數個切削寬度及深度增加量較小的細切削刀具261組成，因此該段切削出的溝槽面較細，精度也較精密。

再接下來進入精切削段的精切削刀具262進入螺母本體內，對已做過細切削的內螺紋13作更進一步的切削，使內螺紋13前及後兩斜面上已加工切削的溝槽做最後再加工，使溝槽更深更寬，並達到加工設計要求，這段加工，同樣是由數個如精切削刀具262組成的精切削段293，對內螺紋13的前及後兩斜面作更精密的溝槽加工，該段進刀量更小，同樣由數個寬度差更小的精切削刀262組成，因此經該段切削出的溝槽面更光滑細緻，精度也更精密，經過該精切削段293的加工基本上以到達設計上的要求，完成液靜壓螺母內螺紋連續油腔12及14加工的尺寸及精度要求。

由上可看出在最後的精切削段293完成後，將車床或單能機的主軸夾頭換成逆轉，將螺紋刀桿20退出已加工成型的有連續溝槽螺母，取下，就成為一個在液靜壓系統上稱為一體成型有連續油腔的一體成型液靜壓導螺桿螺母11，其內螺紋連續油腔12及14是由內螺紋13的前及後兩斜面直接切削加工而成，為一體成型的一體成型液靜壓導螺桿螺母10，無鑲入件，無組合件。

10‧‧‧一體成型液靜壓導螺桿螺母

11‧‧‧一體成型液靜壓導螺桿螺母本體

12‧‧‧內螺紋連續油腔1

13‧‧‧內螺紋

14‧‧‧內螺紋連續油腔2

Claims (8)

1. 一種一體成型液靜壓導螺桿螺母，包括：一一體成型的液靜壓導螺桿螺母，在液靜壓導螺桿螺母本體內的內螺紋前及後兩斜面上，具有連續性的溝槽為內螺紋連續性油腔，該內螺紋連續油腔為來自導螺桿螺母的內螺紋切削出的連續性溝槽形成的連續性油腔；一螺紋刀桿，由一片以上的切削刀具，鑲在導螺桿的外螺紋，組成切削內螺紋連續油腔的螺紋刀桿；一個以上的切削刀具鑲在導螺桿螺紋缺口內，該切削刀具的外型與油腔凹槽相同，切削刀具的尺寸是由小而大，隨加工進刀量漸漸增加，最後一片切削刀具的尺寸與油腔最後需要尺寸相同；一退屑槽及一退削孔附在每一切削刀具的左右兩邊，以供切削下的碎屑經該退屑槽及退削孔流入螺紋刀桿中空的切削液通道，隨切削液被排出螺紋刀桿。
2. 根據申請專利範圍第1項之一體成型液靜壓導螺桿螺母，該螺母是由一整體的材料加工成螺母狀，再經螺紋刀桿加工成一具有連續性油腔的一體成型液靜壓導螺桿螺母。
3. 根據申請專利範圍第1項之一體成型液靜壓導螺桿螺母，該內螺紋連續油腔的成型加工刀具，具有一個(包括一個)以上的成型切削刀具鑲在導螺桿外螺紋上，組成專為切削一體成型液靜壓導螺桿螺母的內螺紋連續油腔的螺紋刀桿。
4. 根據申請專利範圍第3項之一體成型液靜壓導螺桿螺母，在螺紋刀桿上 鑲入的一個以上切削刀具，其鑲入方式不限定為焊接、螺絲固定，舉凡能將切削刀具固定在螺紋適當位置可產生切削連續油腔功能者。
5. 根據申請專利範圍第1項之一體成型液靜壓導螺桿螺母，在螺紋刀桿的外螺紋適當位置，具有一切削刀具，產生切削內螺紋連續油腔功能者。
6. 根據申請專利範圍第1項之一體成型液靜壓導螺桿螺母，該螺紋刀桿的螺紋上具有退屑槽及退削孔，連通到螺紋刀桿中心的切削液流通道。
7. 根據申請專利範圍第1項之一體成型液靜壓導螺桿螺母，該螺紋刀桿的切削液是由刀柄端的切削液入口流入，經螺紋刀桿中心的切削液通道，再由螺紋刀桿前端流出。
8. 根據申請專利範圍第1項之一體成型液靜壓導螺桿螺母，其中內螺紋前及後雙斜面上形成一連續油腔，該內螺紋可為一條，或一條以上的複數條內螺紋。