滚珠丝杠用树脂螺母及其制造方法_2

文档序号:9264554阅读:来源:国知局
发明的滚珠丝杠用树脂螺母的一个实施方式的立体图。
[0031]图2是示出本实施方式的滚珠丝杠的剖视图。
[0032]图3的(A)是示意性地示出本实施方式的滚珠丝杠用树脂螺母的螺纹槽部分的磨削加工前的内部状态的说明图,(B)是示意性地示出该滚珠丝杠用树脂螺母的螺纹槽部分的磨削加工结束后的内部状态的说明图。
[0033]图4的(A)是示出本实施方式的滚珠丝杠用树脂螺母的螺纹槽部分的磨削加工前的表面的显微镜照片,(B)是示出该滚珠丝杠用树脂螺母的螺纹槽部分的表层去除状态的表面的显微镜照片,(C)是示出该滚珠丝杠用树脂螺母的螺纹槽部分的取向层去除状态的表面的显微镜照片。
[0034]图5是示出本发明的球轴承的一个实施方式的剖视图。
[0035]图6是示出本发明的滑动轴承用套筒的一个实施方式的剖视图。
【具体实施方式】
[0036]以下,参照图1?图4对采用本发明的滚珠丝杠用树脂螺母的滚珠丝杠的一个实施方式进行说明。
[0037]如图1、图2所示,滚珠丝杠I具有:滚珠丝杠轴10,其外周面上形成有外侧螺纹槽12 ;螺母(滚珠丝杠用树脂螺母)20,其具有在内周面上形成有内侧螺纹槽22的螺纹孔24 ;以及端板30A、30B(end deflector),其配置于螺母20的轴线方向的两端部。滚珠丝杠轴10是以不锈钢为原材料的滚压成形品,螺母20是纤维强化树脂的注塑成型品,端板30A、30B是P0M(聚缩醛树脂)、PPS(聚苯硫醚树脂)等高分子树脂的注塑成型品。
[0038]端板30A、30B嵌入于形成在各螺母20的轴线方向的两端部的凹部28中,并借助端板固定部件40防脱。端板固定部件40是以弹簧钢线为原材料的不足I卷的长度的卷绕品,通过与外侧螺纹槽12、内侧螺纹槽22以及卡合槽34卡合来进行端板30的防脱,所述卡合槽34以与内侧螺纹槽22连续的方式形成于板30A、30B上。
[0039]滚珠丝杠轴10沿轴线方向贯穿螺纹孔24,在该贯穿部分,外侧螺纹槽12与内侧螺纹槽22相互协作而划分出滚珠滚动路径14。在本实施方式中,外侧螺纹槽12和内侧螺纹槽22都形成为将2个相同圆弧对称地组合而形成尖拱形状。在滚珠滚动路径14与形成于后述的螺母20和端板30上的滚珠返回通道26、32中能够滚动地装填有多个由不锈钢等制成的滚珠(钢球)16。
[0040]螺母20的滚珠返回通道26与滚珠返回通道32连通,该滚珠返回通道32在螺纹孔24的径向的一侧与螺纹孔24平行且沿轴线方向延伸,且在两端,相对于端板30钩形地弯曲。在图2中,在滚珠16在滚珠返回通道32中从左侧移动至右侧的情况下,一个端板30A起到将滚珠16从滚珠滚动路径14圉起至滚珠返回通道32的作用,另一个端板30B起使滚珠16从滚珠返回通道32返回滚珠滚动路径14的作用。由此,在滚珠丝杠轴10与螺母20经由滚珠16螺纹卡合的状态下,滚珠16在螺母20内循环,同时,滚珠丝杠轴10的旋转转换为螺母20的轴线方向的直线运动。
[0041]接下来,对螺母20的材质、制造方法、内侧螺纹槽22的表面状态进行说明。
[0042]作为构成螺母20的纤维强化树脂的基体树脂,可以例举出PPS(聚苯硫醚树脂)等超工程塑料。优选的是,作为强化材料的纤维材料是纤维粗细为0.1 μπι?5.0 μπι左右、长度为Iym?10ym左右的短纤维。作为纤维材料,可以列举出玻璃纤维、炭纤维(石墨纤维)、聚酰胺纤维、硼纤维、芳香族聚酰胺纤维、碳化硅晶须、氮化硅晶须,氧化锌晶须、硼化钛晶须、金属纤维、二氧化硅纤维、氧化钛纤维等。
[0043]螺母20的制造方法包括:第I工序,以将纤维材料混入基体树脂而成的纤维强化树脂为注塑树脂材料,使用成型模具,包含形成有正规的内侧螺纹槽22的精加工前的尺寸/形状的下螺纹槽的螺纹孔而对整个螺母20进行注塑成型;和第2工序,在注塑成型后(树脂硬化后),使用磨床对所述下螺纹槽进行磨削直至纤维强化树脂的纤维材料暴露在槽表面,从而将所述下螺纹槽精加工成正规的内侧螺纹槽22。
[0044]通过注塑成型形成的精加工前的下螺纹槽是这样的螺纹槽:形成为与正规的内侧螺纹槽22相同的相位且相同的螺纹间距,并且,形成为与正规的内侧螺纹槽22的槽形状相同的形状,即,形成为尖拱形状,并且,比正规的内侧螺纹槽22要浅第2工序中的磨削余量G(参照图3的(A))的量。换而言之,精加工前的下螺纹槽是槽截面积比正规的内侧螺纹槽22要小磨削余量G的量的螺纹槽。
[0045]内侧螺纹槽22及其下螺纹槽为相同的槽形状,由此,在螺纹槽整个范围内磨削余量G变得均匀,由此,从第一次的磨削路径开始进行螺纹槽整面的磨削,从第一次开始各磨削路径中的磨削总量(去除总量)较大。由此,能够进行高效的磨削加工。另外,可以将精加工前的下螺纹槽的形状精度和尺寸精度高精度地成型为作为正规的螺纹槽通用的程度。由此,以较少的磨削余量,在短时间内进行作为精加工工序的磨削加工。
[0046]图3的(A)示意性地示出了刚进行第I工序之后的,即磨削加工前的螺母20(螺母原材料)的螺纹槽部分的内部状态,图3的(B)示意性地示出了螺母20的螺纹槽部分的磨削加工结束后的内部状态。并且,在图3的(A)、(B)中,标号M表示基体树脂,标号F表示纤维材料,标号B表示孔隙,另外,在图3的(A)中,标号23表示精加工前的下螺纹槽。
[0047]如图3的(A)所示,刚进行注塑成型之后的磨削加工前的螺母20具有:表层I,其位于最外层且不存在纤维材料F,仅存在基体树脂M ;取向层II,其位于比表层I靠内层的位置且在沿着层面的方向上取向的纤维材料F占有大部分;以及芯层III,其位于比取向层II更靠内层的位置,并且,不具有取向性的纤维材料占有大部分。并且,实际上,各层不是被明确的界面划分而存在的,而是从表层I逐渐向取向层II变化,并且,再从取向层II逐渐向芯层III变化。
[0048]在第2工序中,进行磨削而将内侧螺纹槽22的精加工前的下螺纹槽23的至少表层I去除直至基体树脂M中的纤维材料F暴露在内侧螺纹槽22的表面。优选以磨削余量G将取向层II去除,如图3的(B)所示,进行磨削直至芯层III暴露在内侧螺纹槽22的表面。通过该磨削,内侧螺纹槽22的槽深成为正规的槽深。由于表层I的厚度为I?2 μπι左右,取向层II的厚度为50?100 μπι左右,因此,磨削余量G可以是0.2mm以下。
[0049]为了使孔隙B不会暴露在内侧螺纹槽22的表面,另外,为了节约磨削时间,优选将该磨削余量G确定为使得芯层III暴露在内侧螺纹槽22的表面的最小的所需限度。
[0050]这样,获得下述这样的内侧螺纹槽22关于示出内侧螺纹槽22的高耐磨损性是重要的,即,该螺纹槽22虽然表层I和取向层II被去除,磨削至芯层III,但在芯层III的内部产生的孔隙B不会暴露在表面。
[0051]通过超过取向层II被磨削至芯层III,存在于芯层III的纤维材料F中的、在芯层III的深度方向上取向且存在于磨削余量G范围内的纤维材料F(位于取向层II附近的纤维材料F)的纤维长度方向的端部被磨削去除,从而其端面在内侧螺纹槽22的表面共面地暴露出来。
[0052]图4的㈧?(C)是螺母20的螺纹槽部分的显微镜照片,图4的㈧示出了磨削加工前的螺纹槽表面,图4的(B)示出了表层去除状态的螺纹槽表面,图4的(C)示出了取向层去除状态的螺纹槽表面。
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