一种长寿命滚珠直线导轨副的制作方法

本发明属于精密直线传动领域，具体涉及一种直线导轨副。

背景技术：

1、在精密直线传动领域中，直线导轨副一直是关键性的产品、目前已成为各种精密机床、加工中心、精密电子机械中不可缺少的主要功能部件。滚珠直线导轨副的运动借助钢球滚动实现，导轨副摩擦阻力小，动静摩擦阻力差值小，低速时不易产生爬行，重复定位精度高，适合作频繁启动或换向的直线运动，可将机床定位精度设定到超微米级。由于直线导轨副通常需要在高载荷的情况下进行频繁启动或换向运动，因此滚珠很容易被磨损，进而造成精度的下降。针对这一问题，在生产端：厂家通常通过改良生产工艺或材质来提高产品质量，进而来延长产品的精度和使用寿命，但目前很难有本质的突破；在应用端：企业通常通过勤换直线导轨副，来确保设备的高精度运行，不但提高了使用成本，也耽误了生产。

2、申请人经长期研究发现，造成滚珠磨损的一个重要原因是：直线导轨副在运动时，钢球通常都是表面的同一个位置与滑轨的工作面进行接触，致使该位置局部温度的升高和磨损的加剧，从而导致大大缩短了钢球的使用寿命。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种长寿命滚珠直线导轨副。

2、为解决上述问题，本发明采用的技术方案包括：直线滑轨、滑块组件，所述滑块组件包括滑块本体和滚珠，所述滑块本体两侧均设有二条平行的滚珠沟槽、且对应每条所述滚珠沟槽旁设有滚珠通道，二排所述滚珠分别设置在所述滚珠沟槽和滚珠通道内，所述滑块本体两端设有将所述滚珠沟槽和滚珠通道进行衔接的滚珠返向器，通过所述滚珠返向器使所述滚珠在所述滑块本体内能循环滚动，所述滑块本体通过所述滚珠的表面与所述直线滑轨的工作面进行接触，实现滑动连接，其特征在于：

3、所述滚珠返向器包括主体、设在所述主体前端的盖板，所述主体和盖板之间设有用于将所述滑块本体上的滚珠沟槽和滚珠通道进行衔接的“u”形返向通道，所述盖板对应所述“u”形返向通道的入口处设置滚珠自转结构,当所述滑块组件在所述直线滑轨上做直线滑动时，其内部的滚珠通过所述滚珠自转结构发生自转，使所述滚珠切换表面的其它位置与所述直线滑轨的工作面进行接触。

4、所述长寿命滚珠直线导轨副，其特征在于：所述滚珠自转结构包括将所述滚珠通道与所述“u”形返向通道进行衔接的螺旋管道，所述螺旋管道的壁设有一组螺旋凸筋，所述滚珠通过所述螺旋凸筋发生自转，使所述滚珠切换表面的其它位置与所述直线滑轨的工作面进行接触。

5、所述长寿命滚珠直线导轨副，其特征在于：所述滚珠通道的端部设有定位槽，所述螺旋管道的前端嵌入所述定位槽内。

6、所述长寿命滚珠直线导轨副，其特征在于：所述螺旋凸筋由呈夹角设置的短斜面、长倾斜面及连接于所述短斜面和长倾斜面顶部的弧形面组成，所述短斜面的倾斜角度α为55°-65°，所述长倾斜面的倾斜角度β为10°-20°。

7、所述长寿命滚珠直线导轨副，其特征在于：所述螺旋凸筋的二端设有导向面。

8、所述长寿命滚珠直线导轨副，其特征在于：所述螺旋凸筋为3-12条。

9、所述长寿命滚珠直线导轨副，其特征在于：所述滑块本体的滚珠沟槽上端设有上保持架、下端设有下保持架，所述上保持架、下保持架两端固定于所述滚珠返向器的主体上，所述上保持架中间设有散热孔、靠近所述滚珠沟槽侧设有防尘胶条安装槽，通过所述防尘胶条安装槽设有上防尘胶条，所述滑块本体下端靠近所述下保持架处设有下防尘胶条。

10、所述长寿命滚珠直线导轨副，其特征在于：二排所述滚珠呈45°夹角设置后与所述直线滑轨的工作面进行接触。

11、所述长寿命滚珠直线导轨副，其特征在于：所述滚珠返向器的主体外端部设有除尘板，所述除尘板经磁化处理。

12、所述长寿命滚珠直线导轨副，其特征在于：所述长倾斜面对应其斜面中心线的上方为凸面、对应其斜面中心线下方为凹面，所述凸面与凹面之间为平滑过渡。

13、所述长寿命滚珠直线导轨副，其特征在于：所述滚珠通过所述螺旋凸筋发生10°-20°的自转。

14、本发明的长寿命滚珠直线导轨副优点：通过在滑块组件内设置滚珠自转结构，当滑块组件在直线滑轨上作直线滑动时，其内部的滚珠通过滚珠自转结构发生自转，使滚珠切换表面的其它位置与直线滑轨的工作面进行接触，进而使滚珠温升更加均匀和磨损的减少，进而大大提高滚珠的使用寿命，相对同等直线导轨副，使用寿命可提高50%以上。

技术特征：

1.一种长寿命滚珠直线导轨副，包括直线滑轨（1）、滑块组件（2），所述滑块组件（2）包括滑块本体（3）和滚珠（4），所述滑块本体（3）两侧均设有二条平行的滚珠沟槽（5）、且对应每条所述滚珠沟槽（5）旁设有滚珠通道（6），二排所述滚珠（4）分别设置在所述滚珠沟槽（5）和滚珠通道（6）内，所述滑块本体（3）两端设有将所述滚珠沟槽（5）和滚珠通道（6）进行衔接的滚珠返向器（7），通过所述滚珠返向器（7）使所述滚珠（4）在所述滑块本体（3）内能循环滚动，所述滑块本体（3）通过所述滚珠（4）的表面与所述直线滑轨（1）的工作面进行接触，实现滑动连接，其特征在于：所述滚珠返向器（7）包括主体（8）、设在所述主体（8）前端的盖板（9），所述主体（8）和盖板（9）之间设有用于将所述滑块本体（3）上的滚珠沟槽（5）和滚珠通道（6）进行衔接的“u”形返向通道（10），所述盖板（9）对应所述“u”形返向通道（10）的入口处设置滚珠自转结构,当所述滑块组件（2）在所述直线滑轨（1）上做直线滑动时，其内部的滚珠（4）通过所述滚珠自转结构发生自转，使所述滚珠（4）切换表面的其它位置与所述直线滑轨（1）的工作面进行接触。

2.根据权利要求1所述长寿命滚珠直线导轨副，其特征在于：所述滚珠自转结构包括将所述滚珠通道（6）与所述“u”形返向通道（10）进行衔接的螺旋管道（11），所述螺旋管道（11）的壁设有一组螺旋凸筋（12），所述滚珠（4）通过所述螺旋凸筋（12）发生自转，使所述滚珠（4）切换表面的其它位置与所述直线滑轨（1）的工作面进行接触。

3.根据权利要求2所述长寿命滚珠直线导轨副，其特征在于：所述滚珠通道（6）的端部设有定位槽（13），所述螺旋管道（11）的前端嵌入所述定位槽（13）内。

4.根据权利要求2所述长寿命滚珠直线导轨副，其特征在于：所述螺旋凸筋（12）由呈夹角设置的短斜面（14）、长倾斜面（15）及连接于所述短斜面（14）和长倾斜面（15）顶部的弧形面（16）组成，所述短斜面（14）的倾斜角度α为55°-65°，所述长倾斜面（15）的倾斜角度β为10°-20°。

5.根据权利要求2所述长寿命滚珠直线导轨副，其特征在于：所述螺旋凸筋（12）的二端设有导向面（17）。

6.根据权利要求2所述长寿命滚珠直线导轨副，其特征在于：所述螺旋凸筋（12）为3-12条。

7.根据权利要求1所述长寿命滚珠直线导轨副，其特征在于：所述滑块本体（3）的滚珠沟槽（5）上端设有上保持架（22）、下端设有下保持架（23），所述上保持架（22）、下保持架（23）两端固定于所述滚珠返向器（7）的主体（8）上，所述上保持架（22）中间设有散热孔（24）、靠近所述滚珠沟槽（5）侧设有防尘胶条安装槽（25），通过所述防尘胶条安装槽（25）设有上防尘胶条（26），所述滑块本体（3）下端靠近所述下保持架（23）处设有下防尘胶条（27）。

8.根据权利要求1所述长寿命滚珠直线导轨副，其特征在于：二排所述滚珠（4）呈45°夹角设置后与所述直线滑轨（1）的工作面进行接触。

9.根据权利要求1所述长寿命滚珠直线导轨副，其特征在于：所述滚珠返向器（7）的主体（8）外端部设有除尘板（29），所述除尘板（29）经磁化处理。

10.根据权利要求4所述长寿命滚珠直线导轨副，其特征在于：所述长倾斜面（15）对应其斜面中心线（30）的上方为凸面（31）、对应其斜面中心线（30）下方为凹面（32），所述凸面（31）与凹面（32）之间为平滑过渡。

11.根据权利要求2所述长寿命滚珠直线导轨副，其特征在于：所述滚珠（4）通过所述螺旋凸筋（12）发生10°-20°的自转。

技术总结
本发明公开一种长寿命滚珠直线导轨副。采用的技术方案包括：直线滑轨、滑块组件，所述滑块组件包括滑块本体和滚珠，所述滑块本体两侧均设有二条平行的滚珠沟槽、且对应每条所述滚珠沟槽旁设有滚珠通道，二排所述滚珠分别设置在所述滚珠沟槽和滚珠通道内，所述滑块本体两端设有将所述滚珠沟槽和滚珠通道进行衔接的滚珠返向器，所述滑块本体通过所述滚珠的表面与所述直线滑轨的工作面进行接触，所述滚珠返向器包括主体、设在所述主体前端的盖板，所述主体和盖板之间设有用于将所述滑块本体上的滚珠沟槽和滚珠通道进行衔接的“U”形返向通道，所述盖板对应所述“U”形返向通道的入口处设置滚珠自转结构,当所述滑块组件在所述直线滑轨上做直线滑动时，其内部的滚珠通过所述滚珠自转结构发生自转。

技术研发人员：叶可亮,王顺淼
受保护的技术使用者：乐清市三环精密机械有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15