运动配合结构的制作方法

本申请涉及一种运动配合结构，具体涉及一种低磨损、高配合精度的运动配合结构。

背景技术：

目前，很多关键零部件(例如，轴和轴套等)在相对运动过程中存在配合精度低、磨损大的缺陷。为此，传统的零部件运动配合结构通常借助中间件进行辅助运动以减小磨损，如图1和图2中所示，现有的运动配合结构包括第一零部件(例如，轴套)10、具有与第一零部件10适配的形状和尺寸的第二零部件(例如，轴)30以及置于两个零部件之间的中间件(例如，直线轴承)20。在使用过程中，首先将中间件20套于第二零部件30的外表面，再将中间件20与第二零部件30作为一个整体插置于第一零部件10的空心腔体中，以此借助中间件20避免两个配合运动的零部件之间发生直接接触。

然而，这种传统的活动式中间件在两个零部件的运动期间不可避免地会与两个零部件发生相对运动，随着时间的推移两个零部件仍会因彼此相对运动产生的摩擦而被磨损，导致零部件之间出现同轴度偏移、稳定性变差、配合精度降低等问题，最终可能导致零部件失效。同时，这种运动配合结构需要同时兼顾至少三个配合件的运动，组立部件的增多使得组装工序复杂且不易于管控。

因而，减小磨损、提高配合精度以及简化组立结构是目前精密机械行业亟待解决的问题。

技术实现要素：

本申请的目的在于至少部分地解决现有运动配合结构中存在的上述至少一个问题。

本申请提供了一种运动配合结构，该运动配合结构可包括第一零部件和第二零部件，第一零部件具有空心的腔体，第二零部件的至少一部分具有与该腔体适配的形状和尺寸，并且能够在腔体内相对于第一零部件运动；其中，在第一零部件的内表面和第二零部件的外表面中的至少之一上可涂布有薄膜层，第二零部件的外表面和第一零部件的内表面可通过薄膜层接触。

根据本申请的一个实施方式，薄膜层可涂布于第二零部件的外表面。

根据本申请的一个实施方式，薄膜层可涂布于第一零部件的内表面。

根据本申请的一个实施方式，薄膜层可同时涂布于第一零部件的内表面和第二零部件的外表面。

根据本申请的一个实施方式，外表面、内表面可通过薄膜层形成小于0.002mm的配合精度。

根据本申请的一个实施方式，薄膜层可由具有低摩擦系数的材料形成。

根据本申请的一个实施方式，薄膜层可由具有超强附着力、超高硬度、耐磨损、耐高温、耐腐蚀的材料形成。

根据本申请的一个实施方式，薄膜层可为TAC-ON^TM非晶钻石膜。

根据本申请的一个实施方式，第一零部件可为轴套，第二零部件可为轴。

根据本申请的一个实施方式，第一零部件可包括上部和内直径比上部的内直径大的下部，其中，下部的内表面可涂布有薄膜层，上部的内表面可未涂布有薄膜层。

根据本申请的一个实施方式，第二零部件可包括配合主体和外直径比配合主体的外直径小的突出部，其中，配合主体的外表面涂布有薄膜层，突出部的外表面未涂布有薄膜层。

根据本申请的一个实施方式，配合主体的外直径与下部的内直径大致相同以使得配合主体的外表面与下部的内表面能够经由薄膜层接触，并且突出部的外直径比上部的内直径小以使得突出部的外表面与上部的内表面之间可具有间隙。

根据本申请的一个实施方式，第一零部件与第二零部件之间的相对运动为活塞运动。

根据本申请的一个实施方式，第一零部件与第二零部件之间的相对运动为旋转运动。

根据本申请实施方式的运动配合结构，可通过涂布薄膜层作为相对运动的零部件之间的中间件来有效减小对零部件的磨损，从而可有效提高配合精度。

此外，根据一个可选的实施方式的运动配合结构还可具有较高的强度和稳定性，提高了使用寿命。与此同时，利用薄膜层代替现有技术中的活动式中间件，可减小运动配合结构中的配合件数量，简化了组立结构，易于管控。

附图说明

通过参照以下附图进行的详细描述，本申请的实施方式的以上及其它优点将变得显而易见，附图旨在示出本申请的示例性实施方式而非对其进行限制。在附图中：

图1示出了根据现有技术的运动配合结构的立体分解图；

图2示出了根据现有技术的运动配合结构的剖视图；

图3示出了根据本申请实施方式的运动配合结构的立体分解图；

图4示出了根据本申请实施方式的运动配合结构的剖视图；

图5示出了根据本申请的另一实施方式的运动配合结构的剖视图；以及

图6示出了根据本申请的又一实施方式的运动配合结构的剖视图。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参照附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可以”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本实用新型所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。

以下参照附图来对本申请的各个方面进行更详细的说明。

图3示出了根据本申请示例性实施方式的运动配合结构的立体分解图，并且图4至图6示出了根据本申请不同实施方式的在不同位置处涂布薄膜层的运动配合结构的剖视图。

如图3所示，根据本申请示例性实施方式的运动配合结构可包括第一零部件10、第二零部件30和薄膜层20，其中，第一零部件10可具有容纳第二零部件30的空心腔体；第二零部件30的至少一部分可具有与第一零部件10的腔体适配的形状和尺寸，并可在第一零部件10的腔体内部相对于第一零部件10进行相对运动；薄膜层20可涂布于第二零部件30的外表面和第一零部件10的内表面中的至少一个上，并且外表面和内表面可经由一层或多层薄膜层接触。

具体地，薄膜层20可如图4中所示出地涂布于第二零部件30的外表面，并可与第一零部件10的内表面直接接触；可替代地，薄膜层20也可如图5中所示地涂布于第一零部件10的内表面，并可与第二零部件30的外表面直接接触；并且优选地，薄膜层20可如图6中所示地同时涂布于第二零部件30的外表面和第一零部件10的内表面，这种情况下，两个零部件上的薄膜层可直接接触。

在示例性实施方式中，第一零部件10可以是例如机械领域通用的筒状的轴套。第二零部件30可以是例如安装于轴套内部的、可相对于轴套运动的轴，其形状及尺寸与轴套适配。

在该示例性实施方式中，图4至图6中所示，第一零部件10(例如，轴套)可被例如圆柱形的空心腔体整体贯穿以使得其两端开口，并包括上部102和内直径比上部102的内直径大的下部101，并可在下部101至上部102的过渡区域形成第一阶面103。第二零部件30(例如，轴)可包括具有与第一零部件的空心腔体的形状适配的形状(例如，圆柱形形状)的配合主体301和突出部302，其中，配合主体301的外直径可比突出部302的外直径大，并且在配合主体301至突出部302的过渡区域可形成第二阶面303。在运动配合结构的运动期间，配合主体301可在下部101的腔体内从第一位置运动至第二位置，其中，在第一位置中，第二阶面303与第一零部件10的底表面齐平；在第二位置中，第二阶面303与第一零部件的第一阶面103接触。

在该示例性实施方式中，第一零部件10的下部101的内表面上可涂布有薄膜层20，而第一零部件10的上部102的内表面上可不涂布有薄膜层20。同样地，第二零部件30的配合主体301的外表面上可涂布有薄膜层20，而第二零部件30的突出部302的外表面可不涂布有薄膜层20。应注意，为了清楚和便于描述，经由薄膜层20彼此接触的表面(具体地，第一零部件10的下部101的内表面和第二零部件30的配合主体301的外表面)可简称为“配合表面”。

在本申请中，由于薄膜层的厚度可大致近似为零，因而为了便于理解，下文中在对涂布有薄膜层的零部件的尺寸进行描述时所涂布的薄膜层的厚度可被忽略不计。如图4至图5中所示，配合主体301的外直径可与下部101的内直径大致相同以使得二者可经由薄膜层20接触，而突出部302的外直径可比上部102的内直径小以使得二者之间具有间隙。

在示例性实施方式中，在运动配合结构的装配期间，可将薄膜层20与所附着的零部件(例如，仅第一零部件10、仅第二零部件30或第一零部件10和第二零部件30二者)视作一个整体(即，在运动期间薄膜层与所附着的零部件处于相对静止状态)，随后可将第二零部件30插置于第一零部件10的腔体中，以使得第一零部件10的下部101与第二零部件30的配合主体301经由所附着的一层或多层薄膜间接接触并紧密配合，并可在运动配合结构工作期间与未涂布在其上的薄膜层产生摩擦。

在示例性实施方式中，运动配合结构工作期间，第二零部件30相对于第一零部件10的相对运动可以是活塞运动，并且经由薄膜层20相互接触的配合表面之间所发生的摩擦可以是滑动摩擦。尽管本文中的实施例描述了第二零部件30相对于第一零部件10进行活塞运动的情况，但本申请的实施方式不限于此，二者之间还可进行例如旋转运动等其它形式的相对运动。

同时，虽在示例性实施方式中将第一零部件10的腔体和第二零部件30与之适配部分的形状示出为圆柱形状，但应理解的是本申请的实施方式不限于此，也可为与不同的运动方式相对应的例如直径逐渐变化的锥形形状、长方体形状等。

在示例性实施方式中，薄膜层20可由具有低摩擦系数的材料形成。这些材料形成的薄膜层20可有效减小零部件执行相对运动期间与配合表面的摩擦力。由于薄膜层20的摩擦系数极低，因而即使长期工作，该运动配合结构也可使得对第一零部件10和第二零部件30的磨损接近于零。

在示例性实施方式中，薄膜层20可由具有超强附着力的材料形成。这些材料形成的薄膜层20以使得薄膜层20能够长期附着在零部件的表面上，不易脱落。

在示例性实施方式中，薄膜层20可由具有超高硬度的材料形成。这些材料形成的薄膜层20可使得根据本申请的运动配合结构具有较高的强度和稳定性。

在示例性实施方式中，薄膜层20可由具有耐高温特性的材料形成。这些材料形成的薄膜层20可使得即使根据本申请的运动配合结构处于高温的工作环境中，也不会使得薄膜层过分膨胀而阻碍零部件之间的配合运动。

在示例性实施方式中，薄膜层20还可由具有耐腐蚀和耐磨损的特性的材料形成。这些材料形成的薄膜层20有效提高了该运动配合结构的使用寿命。

在示例性实施方式中，薄膜层20可以是由例如TAC-ON^TM非晶钻石膜制成的薄膜。TAC-ON^TM(非晶钻石膜)薄膜具有稳定的钻石结构，可形成钻石成分高达88％的SP3斜四方键合。这种材料制成的薄膜具有低温沉积、超高硬度，超强附着力、低摩擦系数、化学性质稳定、耐磨损等特点。

在示例性实施方式中，根据本申请的运动配合结构的第一零部件10的内表面和第二零部件30的外表面之间通过薄膜层20形成较高的配合精度，例如，可形成小于0.002mm的配合精度。

以上参照附图对本申请的示例性实施方式进行了描述。本领域技术人员应该理解，上述实施方式仅是为了说明的目的而所举的示例，而不是用来限制本申请的范围。凡在本申请的教导和权利要求保护范围下所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请要求保护的范围内。