滚珠丝杠的制作方法

1.本实用新型涉及机械部件领域，具体涉及一种滚珠丝杠。


背景技术：

2.滚珠丝杠是一种能够将旋转运动转化为直线运动的机械部件，相较于传统滑动丝杠类产品易损坏、定位精度差的情况，滚珠丝杠的特点是将滚珠设置在螺帽与丝杠之间、并利用滚珠的滚动使得传统丝杠的滑动接触转变成滚动接触，有效减小了螺帽与丝杠间的摩擦力。滚珠丝杠具有定位精度高、摩擦损失小、传动效率高、轴向刚度高以及具有传动可逆性等优点，因此得到了越来越广泛的应用。
3.滚珠丝杠在丝杠和螺帽上加工有弧行螺旋槽，当丝杠和螺帽套装在一起时便形成螺旋滚道。在滚道内装满滚珠，螺帽或丝杠开始运动时滚珠则沿滚道滚动，并经回珠管或者反向器作周而复始的循环运动。
4.但是现有技术的滚珠丝杠在倾斜尤其是垂直的场合，螺帽会可能因为自重而掉落，从而造成滚珠丝杠的损坏。此外，螺帽可能会因为行程距离过长的原因从丝杠脱落，造成滚珠丝杠的损坏。因此，如何避免螺帽从丝杠脱落成为了需要解决的问题。


技术实现要素：

5.针对以上问题，本实用新型提供了一种滚珠丝杠，包括丝杠以及套设于丝杠的螺帽，在丝杠的至少一端形成有阻挡部，阻挡部能够阻挡螺帽移动。
6.根据上述技术方案，滚珠丝杠是由丝杠旋转带动螺帽沿丝杠做直线运动的机械部件，通过在丝杠的两端设置阻挡部，能够对螺帽起到阻挡作用，使得螺帽不能够继续朝丝杠的端部进一步移动，从而阻止螺帽从丝杠脱落，有利于避免螺帽脱落所造成的损坏、延长滚珠丝杠的使用寿命。由此使得滚珠丝杠在倾斜尤其是垂直的场合，螺帽也不会因自重而从丝杠脱落。此外在一些场合中，螺帽在丝杠的移动行程即使超出设计范围也依然不会脱落，从而起到了保护螺帽的作用。
7.优选地，在丝杠的两端之间形成有可动部，螺帽能够沿可动部移动。
8.根据上述技术方案，丝杠本身具有螺纹，即可动部也具有螺纹，可动部的外径小于阻挡部的外径，螺帽绕可动部螺纹旋转的同时沿可动部直线移动。可动部与螺帽的配合使得丝杠与螺帽形成运动副，通过驱动丝杠旋转能够带动螺帽做直线运动。
9.优选地，螺帽包括滚珠，滚珠设置在螺帽与丝杠之间。
10.根据上述技术方案，滚珠能够将螺帽与丝杠之间的滑动摩擦转变为滚动摩擦，从而减少了摩擦力，有利于提高传动效率。此外由于丝杠与螺帽之间摩擦力减小，使得螺帽能够沿丝杠做微动，有利于提高滚珠丝杠的灵敏度和运动精度，使得滚珠丝杠能够应用于高精度运动的设备及使用场景。螺帽与丝杠通过滚珠传动，减少了螺帽与丝杠对彼此的磨损，延长了螺帽与丝杠的使用寿命。
11.优选地，在可动部与螺帽之间形成有第一滚道，滚珠能够在第一滚道中滚动。
12.根据上述技术方案，当螺帽位于可动部时，螺帽能够沿可动部运动。可动部与螺帽间形成第一滚道，滚珠与第一滚道之间间隙配合，使得滚珠在第一滚道中滚动时，减小可动部与螺帽之间的摩擦力。摩擦力的减小使螺帽在可动部的移动更为顺畅，有利于提高传动效率，并且还能够减少过度摩擦对可动部以及螺帽的损伤。
13.优选地，阻挡部与螺帽之间形成有比第一滚道窄的第二滚道。
14.根据上述技术方案，当螺帽与阻挡部相接触时，由于第二滚道相对于第一滚道更加狭窄，原本在第一滚道中可以顺畅滚动的滚珠在第二滚道中难以移动。滚珠与第二滚道之间过盈配合，第二滚道将滚珠卡住，滚珠与第二滚道的摩擦力大幅增加，滚珠难以在第二滚道滚动，进而使得螺帽难以在阻挡部继续移动，避免了螺帽从丝杠脱落的情况发生，起到了保护螺帽的作用，有利于延长滚珠丝杠的使用寿命。
15.优选地，可动部的外径小于阻挡部的外径。
16.根据上述技术方案，由于可动部外径小于阻挡部外径，使得可动部与螺帽的间隙大于阻挡部与螺帽的间隙，第二滚道相较于第一滚道更加狭窄，在第一滚道能够顺利滚动的滚珠进入第二滚道后难以继续滚动，进而阻碍了螺帽向丝杠端部的进一步移动。
17.优选地，阻挡部的最大外径位于阻挡部靠近可动部的一端。
18.根据上述技术方案，通过高温加热阻挡部，同时对可动部进行水冷处理，使得阻挡部受热膨胀并对可动部进行挤压，进而使得阻挡部靠近可动部的一端外径相较于阻挡部其他位置更大。阻挡部外径最大处位于靠近可动部的一端，使得螺帽在刚移动至阻挡部时就被有效阻挡，有利于提高阻挡部对螺帽的阻挡效果。
附图说明
19.图1是本实用新型实施方式的滚珠丝杠的主视图。
20.图2是图1的a-a剖视图，示出了螺母在可动部处的状态。
21.图3是图1的a-a剖视图，示出了螺帽移动至阻挡部处的状态。
22.附图标记：
23.1丝杠；11阻挡部；12可动部；2螺帽；3滚珠；4第一滚道；5第二滚道。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.本实用新型提供了一种滚珠丝杠，图1是本实用新型实施方式的滚珠丝杠的主视图，示出了滚珠丝杠的一部分，如图1所示，滚珠丝杠包括丝杠1以及套设于丝杠1的螺帽2。本领域技术人员能够了解的是，可以通过电机或其他驱动设备来驱动丝杠1旋转，由此能够将丝杠1与螺帽2之间的旋转运动转化为螺帽2沿丝杠1的直线运动，丝杠1与螺帽2组成了运动副。
26.在现有技术中，在滚珠丝杠倾斜尤其是垂直的场合，螺帽会可能因为自重而掉落，从而造成滚珠丝杠的损坏。此外，螺帽可能会因为行程距离过长的原因从丝杠脱落，造成滚
珠丝杠的损坏。针对上述技术问题，在本实施方式中，如图1所示，在丝杠1的两端形成有阻挡部11(这里所说的丝杠1的两端是指丝杠1中具有螺纹线部分的两端)。螺帽2在移动至阻挡部11处时，难以向丝杠1的端部继续移动，避免了螺帽2从丝杠1脱落所带来的损坏问题，有利于延长滚珠丝杠的使用寿命。由此使得滚珠丝杠在倾斜尤其是垂直的场合，螺帽2也不会因自重而从丝杠1脱落。此外在一些场合中，螺帽2在丝杠1的移动行程即使超出设计范围也依然不会脱落，从而起到了保护螺帽2的作用。阻挡部11的具体构成没有特别限定，只要能够起到阻挡作用即可。
27.在本实施方式中，优选地，在丝杠1的两端均形成有阻挡部11，以获得更好的阻挡效果。在本实用新型的另外一些实施方式中，根据实际情况，阻挡部11也可以仅设置在丝杠1的一端而起到对螺帽2的阻挡作用，在此不作具体限定。
28.此外，在丝杠1两端的阻挡部11之间形成有可动部12，阻挡部11的外径大于可动部12的外径，可动部12也同样是在丝杠1具有螺纹线的部分，螺帽2能够以绕可动部12旋转运动的方式实现沿可动部12直线移动。在此，“可动”是指螺帽2能够在可动部12上运动。
29.在本实施方式中所表述的滚珠丝杠的运动形式均是通过丝杠1的旋转带动螺帽2的移动，在本实用新型的另外一些实施方式中，也可以是通过螺帽2的运动而带动丝杠1的运动，此时阻挡部11同样能够起到阻挡螺帽2从丝杠1脱落的作用，这里不作更多叙述。
30.阻挡部11的具体形成方式没有特别限定，但在本实施方式中，通过加热引起变形的方式而形成阻挡部11。具体来说，通过对丝杠1的两端进行650℃左右、连续约10秒的高温加热，使得丝杠1两端受热膨胀变形而形成阻挡部11，优选地同时对于可动部12进行水冷，使得可动部12不会收到对于丝杠1进行加热而带来的影响，作为一例，本实施方式中该高温加热而形成阻挡部11的部分是从丝杠1两端起相距各10mm左右的范围。在此，加热温度、加热时间以及阻挡部11的范围均为实施例的一种，可以根据实际需要而进行灵活变更。需要注意的是，图1中所示出的阻挡部11外径明显大于可动部12外径是一种夸张的表现方式，实际上在本实施方式中由于采用的是阻挡部11加热、同时可动部12水冷的加工方式，阻挡部11的外径虽大于可动部12外径，但是这种差别没有附图中所示出的那么明显。
31.当然，在本实用新型的另外一些实施方式中，也可以将阻挡部11外径加工为明显大于可动部12的形式，也不局限于采用阻挡部11加热、可动部12水冷的加工工艺，亦可以采用其他加工工艺。
32.图2是图1的a-a剖视图，示出了螺帽2内的结构特征。如图2所示，螺帽2包括设置在螺帽2与丝杠1之间的滚珠3，滚珠3的作用是将螺帽2与丝杠1之间的滑动摩擦转变为滚动摩擦。滚动摩擦相对于滑动摩擦能够有效减少摩擦力，从而提高了整体的传动效率，并且还能够减小磨损。由于使用了滚珠3能够减小启动力矩,因此不会出现滑动运动那样的爬行现象,能保证实现精确的微进给，有利于提高滚珠丝杠的灵敏度和运动精度，使得滚珠丝杠能够应用于高精度运动的设备及使用场景。
33.在本实施方式中，为了与滚珠3形成配合进给，形成于丝杠1上的螺纹是一种特殊螺纹，螺纹的槽的形状基本就是半个滚珠3的形状，螺帽2上同样也具有该形状的螺纹，将丝杠1与螺帽2上的螺纹槽合在一起即为圆形，使其与滚珠3相匹配，使得滚珠3能够在其中进行运动。需要注意的是：图2中的丝杠1与螺帽2虽然看起来紧贴，实际上丝杠1和螺帽2(除滚珠3外)是不接触的，丝杠1与螺帽2彼此之间通过滚珠3进行传动。
34.在本实施方式中，可动部12与螺帽2之间形成有第一滚道4，第一滚道4整体呈螺旋状结构，滚珠3与第一滚道4是间隙配合的方式，因此滚珠3能够在第一滚道4中顺畅地滚动。优选地，在第一滚道4内装满滚珠3，螺帽2或丝杠1开始运动时滚珠3则沿第一滚道4滚动，并经回珠管或者反向器作周而复始的循环运动。当螺帽2位于可动部12时，滚珠3在第一滚道4滚动，从而带动螺帽2能够沿可动部12运动，减小了可动部12与螺帽2之间的摩擦，有利于提高滚珠丝杠的传动效率以及减小可动部12与螺帽2的磨损。
35.图3也是是图1的a-a剖视图，示出了本实用新型实施方式的螺帽2移动至阻挡部11处的状态。如图3所示，在阻挡部11与螺帽2之间形成有第二滚道5，第二滚道5同样也是整体呈螺旋状结构。由于阻挡部11是采用受热膨胀的方式形成，从而导致阻挡部11的外径增大，进而使得阻挡部11与螺帽2之间的第二滚道5更加狭窄。当螺帽2里面的滚珠3想要通过第二滚道5时，会受到第二滚道5带来的阻挡力，滚珠3在第二滚道5中被卡住。滚珠3无法继续在第二滚道5中滚动，使得螺帽2无法向丝杠1的端部继续移动，实现了对螺帽2的阻挡作用，避免螺帽2从丝杠1脱落。
36.滚珠3进入第二滚道5后，与第二滚道5之间是过盈配合的关系。在某些情况下，一些滚珠3可能会在第二滚道5中继续滚动一段距离，但是由于阻挡部11以及第二滚道5本身具有一定的长度，因此进入第二滚道5中的滚珠3即使能够滚动一段距离也难以超出第二滚道5的范围。
37.此外，图3中的第二滚道5的截面形状类似于橄榄形，这是由于图3对阻挡部11进行夸张表现造成的效果，实际上的第二滚道5的截面形状接近于圆形。此外阻挡部11的夸张表现形式造成图3中的螺帽2相较于图2中的螺帽2缺失了一小部分，实际当中螺帽2的形状、大小以及完整性保持不变。
38.进一步地，在本实施方式中，由于阻挡部11在受到高温加热的同时对可动部12进行水冷，因此受到高温膨胀的阻挡部11会向受到水冷的可动部12膨胀延伸、相互挤压，从而与其他部分相比产生更大的变形。因此阻挡部11的最大外径位于阻挡部11靠近可动部12的一端(由于该最大外径不是特别明显，图1至图3中阻挡部11的外径未明显表现这一特征)，即阻挡部11与可动部12的交接处。阻挡部11外径最大处位于靠近可动部12的一端，使得螺帽2在刚移动至阻挡部11时就被有效阻挡，有利于提高阻挡部11的阻挡效果。
39.在本实施方式中，丝杠1、螺帽2以及钢珠3均采用钢材质，钢材质具有强度高的优点，适用于滚珠丝杠的使用场景，在本实用新型的另外一些实施方式中，不局限于使用钢材质，在此不作具体限定。
40.本领域技术人员能够理解的是，可以对各个实施方式中的具体技术特征进行适应性地拆分或合并。对具体技术特征的这种拆分或合并并不会导致技术方案偏离本实用新型的原理，因此，拆分或合并之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围内。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
41.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种滚珠丝杠，包括丝杠以及套设于所述丝杠的螺帽，其特征在于，在所述丝杠的至少一端形成有阻挡部，所述阻挡部能够阻挡所述螺帽移动，在所述丝杠的两端之间形成有可动部，所述螺帽能够沿所述可动部移动，所述螺帽包括滚珠，所述滚珠设置在所述螺帽与所述丝杠之间，在所述可动部与所述螺帽之间形成有第一滚道，所述滚珠能够在所述第一滚道中滚动，在所述阻挡部与所述螺帽之间形成有比所述第一滚道窄的第二滚道。2.如权利要求1所述的滚珠丝杠，其特征在于，所述可动部的外径小于所述阻挡部的外径。3.如权利要求1所述的滚珠丝杠，其特征在于，所述阻挡部的最大外径位于所述阻挡部靠近所述可动部的一端。

技术总结
本实用新型涉及机械部件领域，具体公开了一种滚珠丝杠，包括丝杠以及套设于丝杠的螺帽，丝杠的两端形成有阻挡部，阻挡部能够阻挡螺帽移动。丝杠的两端之间形成有可动部，螺帽能够沿可动部移动。螺帽包括滚珠，滚珠设置在螺帽与丝杠之间。可动部与螺帽之间形成有第一滚道，滚珠能够在第一滚道中滚动。阻挡部与螺帽之间形成有第二滚道，滚珠在第二滚道中滚动时会被卡住。本实用新型的滚珠丝杠通过在丝杠的两端设置阻挡部，能够对螺帽起到阻挡作用，使得螺帽不能够继续朝丝杠端部移动，从而阻止螺帽从丝杠脱落，有利于避免螺帽脱落所造成的损坏、延长滚珠丝杠的使用寿命。延长滚珠丝杠的使用寿命。延长滚珠丝杠的使用寿命。


技术研发人员：薛文凯 曹振铎 铃木一星
受保护的技术使用者：米思米（中国）精密机械贸易有限公司
技术研发日：2021.09.30
技术公布日：2022/5/25