一种导向轮、导向架及3D打印机的制作方法

一种导向轮、导向架及3d打印机
技术领域
1.本实用新型涉及3d打印技术领域，尤其涉及一种导向轮、导向架及3d打印机。


背景技术：

2.3d打印机又称三维3d打印机(3dp)，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器。3d打印机的原理是把数据和原料放进3d打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来。其中，传动装置是3d打印机中控制打印头移动重要机构，传动装置通过其导向轮沿轴架轨道滚动带动导向架在固定方向移动。
3.现有技术中导向轮为两个单滚珠轴承同轴嵌入筒形导向轮外壳的内孔中，两个单滚珠轴承之间设置垫片，导向轮外壳内孔壁设置有对应垫片边沿的周向凸起。此种结构有以下不足：装配工艺较为繁琐；内孔中凸起厚度与中间垫片厚度需有较高的一致性，这增加了加工难度，且精度难以保证，如垫片比凸起厚时，单滚珠轴承与凸起之间会存在间隙，单滚珠轴承与导向轮外壳之间容易发生轴向窜动，从而影响3d打印机打印质量。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型实施例提供一种导向轮、导向架及3d打印机，主要通过带有两组滚珠的单个滚珠轴承代替两个滚珠轴承和中间铜垫片，达到简化结构，便于安装的目的。
5.为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：
6.一方面，本实用新型实施例提供了一种导向轮，包括：
7.滚珠轴承1,滚珠轴承1内设置有两组滚珠；
8.外壳2，外壳2为筒形，外壳2包覆于滚珠轴承1外，外壳2与滚珠轴承1轴向相对位置固定。
9.可选的，滚珠轴承1包括内壁11、外壁12、第一组滚珠13和第二组滚珠14；
10.内壁11嵌套于外壁12内，内壁11和外壁12之间有第一滚珠沟槽16和第二滚珠沟槽17，第一组滚珠13和第二组滚珠14分别滚动设置于第一滚珠沟槽16和第二滚珠沟槽17内，使外壁12可相对内壁11转动。
11.可选的，滚珠轴承1还包括一对轴承挡圈15，一对轴承挡圈15分别位于内壁11和外壁12之间，且位于内壁11和外壁12两端，轴承挡圈15固定于外壁12两端边沿，并与内壁11两端边沿滑动相抵，轴承挡圈15至少用于防尘。
12.可选的，内壁11和外壁12之间有间隙。
13.可选的，外壳2上设置有第一限位件21，滚珠轴承1上设置有第二限位件18，第一限位件21和第二限位件18相互作用使滚珠轴承1和外壳2轴向相对位置固定。
14.可选的，第一限位件21为设置于外壳2内壁的至少一个周向凹槽，第二限位件18为设置于滚珠轴承1外壁的至少一个与周向凹槽相对应的周向凸起；
15.或者，第一限位件21为设置于外壳2内壁的至少一个周向凸起，第二限位件18为设
置于滚珠轴承1外壁的至少一个与周向凸起相对应的周向凹槽；
16.周向凸起用于嵌入其对应的周向凹槽内。
17.可选的，周向凹槽和/或周向凸起为两个。
18.另一方面，本实用新型实施例还提供了一种导向架，包括上述任一项的导向轮。
19.可选的，还包括：钣金架和z轴固定架8，所述钣金架包括前钣金3和后钣金6；
20.所述前钣金3和所述后钣金6平行设置，所述z轴固定架8穿接于所述前钣金3和所述后钣金6之间，所述导向轮与所述前钣金3和所述后钣金6连接，且所述导向轮与所述z轴固定架8滚动连接。
21.再一方面，本实用新型实施例还提供了一种3d打印机，包括上述任一项的导向架，
22.以及，x轴组件100、打印头组件200和驱动组件300，x轴组件100和驱动组件300均与导向架的钣金架连接，打印头组件200与x轴组件100连接；
23.x轴组件100用于在驱动组件300的驱动下带动打印头组件200相对导向架的z轴固定架8移动。
24.本实用新型实施例提出的一种导向轮、导向架及3d打印机，主要通过带有两组滚珠的单个滚珠轴承代替两个滚珠轴承和中间铜垫片，达到简化结构，便于安装的目的。现有技术中，两个单滚珠轴承同轴嵌入筒形导向轮外壳的内孔中，两个单滚珠轴承之间设置垫片，导向轮外壳内孔壁设置有对应垫片边沿的周向凸起，这种结构装配工艺较为繁琐，内孔中凸起厚度与中间垫片厚度需有较高的一致性，精度难以保证，单滚珠轴承与导向轮外壳之间容易发生轴向窜动，从而影响3d打印机打印质量。与现有技术相比，本技术文件中，滚珠轴承轴向整体加宽，滚珠轴承内有轴向并列设置的两组滚珠，保证滚珠轴承有足够的宽度支撑导向轮外壳，同时，滚珠轴承内增加一组滚珠，实现增加滚珠轴承的内壁和外壁之间的支撑，避免内壁和外壁径向相对位置不稳定和转动不顺畅的问题。
附图说明
25.图1为本实用新型实施例提供的一种导向轮的组成结构爆炸图；
26.图2为本实用新型实施例提供的一种导向轮的剖面示意图；
27.图3本实用新型实施例提供的一种滚珠轴承的组成结构爆炸图；
28.图4本实用新型实施例提供的另一种导向轮的剖面示意图；
29.图5本实用新型实施例提供的一种导向轮的安装示意图；
30.图6本实用新型实施例提供的一种导向架的局部结构示意图；
31.图7本实用新型实施例提供的一种3d打印机的局部结构示意图。
具体实施方式
32.为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的导向轮其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
33.一方面，如图1-图4所示，本实用新型实施例提供了一种导向轮，包括：
34.滚珠轴承1,滚珠轴承1内设置有两组滚珠；
35.外壳2，外壳2为筒形，外壳2包覆于滚珠轴承1外，外壳2与滚珠轴承1轴向相对位置
固定。
36.外壳2为导向轮中用于与型材支架的导轨相接触的外部壳体，外壳2呈近似的筒状结构，外壳2外壁两端边沿加工成倒角，使得外壳2的周向截面形状为近似的d形，倒角用于与型材支架的导轨抵触连接。外壳2通常采用聚甲醛树脂pom，具有一定的形变能力，外壳2通过其形变能力压入滚珠轴承1的外部，包覆滚珠轴承1。外壳2与滚珠轴承1外壁可以为紧密贴合的，也可以具有一定的间隙，外壳2与滚珠轴承1在轴向上无相对窜动，外壳2与滚珠轴承1可以在周向上相对转动。使用时，由于滚珠轴承1的内壁11和外壁12之间设置有滚珠，内壁11和外壁12的相对转动十分灵活，而外壳2与滚珠轴承1的外壁12之间有较大的摩擦力，通常不会发生周向相对转动。外壳2与滚珠轴承1的轴向长度一致，避免长度不一导致接缝处的污渍淤积。使外壳2与滚珠轴承1轴向相对位置固定的方式有多种，下文中将进行详细说明。
37.本实用新型实施例提出的一种导向轮、导向架及3d打印机，主要通过带有两组滚珠的单个滚珠轴承代替两个滚珠轴承和中间铜垫片，达到简化结构，便于安装的目的。现有技术中，两个单滚珠轴承同轴嵌入筒形导向轮外壳的内孔中，两个单滚珠轴承之间设置垫片，导向轮外壳内孔壁设置有对应垫片边沿的周向凸起，这种结构装配工艺较为繁琐，内孔中凸起厚度与中间垫片厚度需有较高的一致性，精度难以保证，单滚珠轴承与导向轮外壳之间容易发生轴向窜动，从而影响3d打印机打印质量。与现有技术相比，本技术文件中，滚珠轴承轴向整体加宽，滚珠轴承内有轴向并列设置的两组滚珠，保证滚珠轴承有足够的宽度支撑导向轮外壳，同时，滚珠轴承内增加一组滚珠，实现增加滚珠轴承的内壁和外壁之间的支撑，避免内壁和外壁径向相对位置不稳定和转动不顺畅的问题。
38.具体的，滚珠轴承1包括内壁11、外壁12、第一组滚珠13和第二组滚珠14。内壁11嵌套于外壁12内，内壁11和外壁12之间有第一滚珠沟槽16和第二滚珠沟槽17，第一组滚珠13和第二组滚珠14分别滚动设置于第一滚珠沟槽16和第二滚珠沟槽17内，使外壁12可相对内壁11转动。
39.内壁11和外壁12均为筒状，内壁11的直径小于外壁12，内壁11套接于外壁12内，内壁11的外表面设置有两条周向环绕的内壁弧形凹槽，两条内壁弧形凹槽沿内壁11轴向并列设置且间隔一段距离，在外壁12的内表面设置有与两条内壁弧形凹槽相对应的外壁弧形凹槽，内壁11套接于外壁12时，内壁弧形凹槽和外壁弧形凹槽相对形成第一滚珠沟槽16和第二滚珠沟槽17。第一组滚珠13和第二组滚珠14包括的滚珠数量相同，具体可以分别包括7个滚珠，通过滚珠在第一滚珠沟槽16和第二滚珠沟槽17内滚动，实现内壁11相对于外壁12的转动。
40.进一步的，滚珠轴承1还包括一对轴承挡圈15，一对轴承挡圈15分别位于内壁11和外壁12之间，且位于内壁11和外壁12两端，轴承挡圈15固定于外壁12两端边沿，并与内壁11两端边沿滑动相抵，轴承挡圈15至少用于防尘。
41.轴承挡圈15覆盖于内壁11和外壁12之间，起到避免滚珠外露和防尘的作用。具体的，轴承挡圈15为环形片状结构，轴承挡圈15的外圈连接于外壁12内表面边沿，内壁11穿接于轴承挡圈15的中心孔，内壁11可以与轴承挡圈15的中心孔滑动抵接，也可以与中心孔之间有间隙，外壁12相对内壁11转动时，轴承挡圈15跟随外壁12相对内壁转动。轴承挡圈15可以与第一组滚珠13和第二组滚珠14接触，也可以不接触，当轴承挡圈15与第一组滚珠13和
第二组滚珠14接触时，第一组滚珠13和第二组滚珠14可相对轴承挡圈15滚动。轴承挡圈15可采用金属或塑料制成。
42.进一步的，内壁11和外壁12之间有间隙，内壁11和外壁12靠第一组滚珠13和第二组滚珠14与第一滚珠沟槽16和第二滚珠沟槽17的嵌合关系相互连接，内壁11和外壁12不直接接触，仅通过滚珠相互滚动连接，极大的减小内壁11和外壁12之间的摩擦阻力，保证外壁12相对内壁11滚动的顺滑性。
43.进一步的，外壳2上设置有第一限位件21，滚珠轴承1上设置有第二限位件18，第一限位件21和第二限位件18相互作用使滚珠轴承1和外壳2轴向相对位置固定。
44.第一限位件21和第二限位件18的具体形式可以为多种，旨在对外壳2和滚珠轴承1进行轴向限位，以下以三种具体的形式为例：
45.其一，第一限位件21为设置于外壳2内壁的至少一个周向凹槽，第二限位件18为设置于滚珠轴承1外壁的至少一个与周向凹槽相对应的周向凸起。或者，第一限位件21为设置于外壳2内壁的至少一个周向凸起，第二限位件18为设置于滚珠轴承1外壁的至少一个与周向凸起相对应的周向凹槽。周向凸起用于嵌入其对应的周向凹槽内。
46.周向凸起可以为方形或者是圆弧形凸起，周向凹槽为与周向凸起形状相适配方形或者是圆弧形凹槽，周向凹槽和/或周向凸起为两个，安装时，利用外壳2的压缩量，将滚珠轴承1压入外壳2内，使周向凸起嵌入周向凹槽中，实现限位作用。
47.其二，第一限位件21为s形盘绕于外壳2内壁一周的凸起，第二限位件18为s形盘绕于滚珠轴承1外壁一周的凹槽，s形凸起嵌入s形凹槽内，实现滚珠轴承1和外壳2之间的轴向限位的同时，防止滚珠轴承1和外壳2的周向相对移动。
48.其三，如图4所示，第一限位件21为设置于外壳2内壁的至少一个可径向伸缩的连接头，第二限位件18为设置于滚珠轴承1外壁的至少一个与连接头相对应的镂空槽。连接头在压缩状态时，连接头回收于外壳2内，连接头在卡合状态时，连接头嵌入镂空槽内，并与镂空槽相互卡合，连接头可在镂空槽侧壁的轴向作用力下由卡合状态切换为压缩状态。使得外壳2与滚珠轴承1拆装方便，当外壳2磕碰变形时，可更换外壳2，缩减生产成本。
49.另一方面，如图5-6所示，本实用新型实施例还提供了一种导向架，包括上述任一项的导向轮，包括上述任一项的导向轮具有的优点，此处不再赘述。
50.进一步的，导向架还包括：前钣金3、螺钉4、圆垫柱5、后钣金6、防滑螺母7和z轴固定架8。螺钉4一端穿过前钣金3并固定，另一端穿插于圆垫柱5后，穿过后钣金6并由防滑螺母7固定，圆垫柱5穿插于导向轮的滚珠轴承1的中心通孔，z轴固定架8穿接于前钣金3和后钣金6之间，且导向轮与z轴固定架8滚动连接。
51.z轴固定架8呈方柱形，z轴固定架8两侧设置有滚动凹槽，z轴固定架8用于连接于打印机本体的底座。前钣金3和后钣金6平行设置且间隔一段距离，前钣金3和后钣金6形成钣金架，导向轮为三个，其中两个导向轮设置于z轴固定架8的第一侧，另一个导向轮设置于z轴固定架8相背于第一侧的另一侧，z轴固定架8活动穿接于前钣金3和后钣金6之间，导向轮与z轴固定架8的滚动凹槽滚动连接，实现钣金架可延z轴固定架8移动，起到对连接于钣金架的打印器件的导向作用。
52.再一方面，如图6-7所示，本实用新型实施例还提供了一种3d打印机，包括上述任一项的导向架，
53.以及，x轴组件100、打印头组件200和驱动组件300，x轴组件100和驱动组件300均与导向架的钣金架连接，打印头组件200与x轴组件100连接。x轴组件100用于在驱动组件300的驱动下带动打印头组件200所述导向架的z轴固定架8移动。
54.导向架的数量为两个，两个导向架的z轴固定架8分别架设于打印机底座的两侧，且z轴固定架8沿竖直方向设置。驱动组件300包括丝杆301和驱动电机302，丝杆301固定于z轴固定架8，驱动电机302螺纹连接于丝杆301，且驱动电机302与后钣金6连接，驱动电机302通电后，驱动电机302内的线圈螺母转动，通过线圈螺母与丝杆301的螺纹推动作用，使得驱动电机302带动钣金架延丝杆301移动，进而带动x轴组件100和打印头组件200在竖直方向自由移动。
55.以下对本实用新型实施例进行技术方案的一次性描述：
56.一方面，本实用新型实施例提供了一种导向轮，包括：
57.滚珠轴承1,滚珠轴承1内设置有两组滚珠；
58.外壳2，外壳2为筒形，外壳2包覆于滚珠轴承1外，外壳2与滚珠轴承1轴向相对位置固定。
59.可选的，滚珠轴承1包括内壁11、外壁12、第一组滚珠13和第二组滚珠14；
60.内壁11嵌套于外壁12内，内壁11和外壁12之间有第一滚珠沟槽16和第二滚珠沟槽17，第一组滚珠13和第二组滚珠14分别滚动设置于第一滚珠沟槽16和第二滚珠沟槽17内，使外壁12可相对内壁11转动。
61.其中，滚珠轴承1还包括一对轴承挡圈15，一对轴承挡圈15分别位于内壁11和外壁12之间，且位于内壁11和外壁12两端，轴承挡圈15固定于外壁12两端边沿，并与内壁11两端边沿滑动相抵，轴承挡圈15至少用于防尘。
62.其中，内壁11和外壁12之间有间隙。
63.其中，外壳2上设置有第一限位件21，滚珠轴承1上设置有第二限位件18，第一限位件21和第二限位件18相互作用使滚珠轴承1和外壳2轴向相对位置固定。
64.其中，第一限位件21为设置于外壳2内壁的至少一个周向凹槽，第二限位件18为设置于滚珠轴承1外壁的至少一个与周向凹槽相对应的周向凸起；
65.或者，第一限位件21为设置于外壳2内壁的至少一个周向凸起，第二限位件18为设置于滚珠轴承1外壁的至少一个与周向凸起相对应的周向凹槽；
66.周向凸起用于嵌入其对应的周向凹槽内。
67.其中，周向凹槽和/或周向凸起为两个。
68.另一方面，本实用新型实施例还提供了一种导向架，包括上述任一项的导向轮。
69.其中，导向架还包括：钣金架和z轴固定架8，所述钣金架包括前钣金3和后钣金6；
70.所述前钣金3和所述后钣金6平行设置，所述z轴固定架8穿接于所述前钣金3和所述后钣金6之间，所述导向轮与所述前钣金3和所述后钣金6连接，且所述导向轮与所述z轴固定架8滚动连接。
71.再一方面，本实用新型实施例还提供了一种3d打印机，包括上述任一项的导向架，
72.以及，x轴组件100、打印头组件200和驱动组件300，x轴组件100和驱动组件300均与导向架的钣金架连接，打印头组件200与x轴组件100连接；
73.x轴组件100用于在驱动组件300的驱动下带动打印头组件200相对导向架的z轴固
定架8移动。
74.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。