滾珠花鍵組外筒內(nèi)珠溝的研磨加工方法
【專利摘要】一種滾珠花鍵組外筒內(nèi)珠溝的研磨加工方法，包括以下步驟：于外筒的內(nèi)壁面形成多個(gè)滾珠保持結(jié)構(gòu)；以及研磨各滾珠保持結(jié)構(gòu)，形成一內(nèi)珠溝。通過(guò)所述方法可不需使用滾珠保持器，減少組裝組件數(shù)，簡(jiǎn)化組裝制程，另外，因?yàn)榭蓽p少形成內(nèi)珠溝時(shí)的研磨需求，有利于制成高精度與高可靠度的內(nèi)珠溝，以提高滾珠花鍵組的生產(chǎn)良率及運(yùn)作穩(wěn)定性。
【專利說(shuō)明】滾珠花鍵組外筒內(nèi)珠溝的研磨加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于一種滾珠花鍵組外筒內(nèi)珠溝的研磨加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]于各種滾珠花鍵組中，外筒扮演了核心角色，必須具備足夠的剛性，以提供承載力及防護(hù)滾珠運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的沖擊力，另一方面在結(jié)構(gòu)上又有極高的精度要求，以避免整體組件的運(yùn)作效能不佳，或產(chǎn)生異常噪音。
[0003]圖1為已知滾珠花鍵組I的主要組件，其包括花鍵軸11、外筒12、端蓋13、滾珠保持器14以及循環(huán)運(yùn)動(dòng)于所述組件之間的滾珠15，另有防塵件16設(shè)置于端蓋13。其中，滾珠保持器14設(shè)置于花鍵軸11與外筒12之間，使?jié)L珠15在組裝前，或外筒12與花鍵軸11分離時(shí)，仍能維持其位置避免掉落。然而，滾珠保持器14為強(qiáng)度較弱的塑料材質(zhì)，在長(zhǎng)時(shí)間承受滾珠15循環(huán)運(yùn)動(dòng)下，相當(dāng)容易受損，進(jìn)而造成滾珠15運(yùn)動(dòng)時(shí)可能發(fā)生震動(dòng)的情形，另夕卜，特別于滾珠15高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，還增加滾珠15脫落的機(jī)率，造成使用者操作的風(fēng)險(xiǎn)。
[0004]上述情況隨著滾珠花鍵組I尺寸的增加而更形嚴(yán)重。因?yàn)榇笮蜐L珠花鍵組I的滾珠保持器14長(zhǎng)度較長(zhǎng)，中段部分負(fù)載的滾珠15數(shù)目增加，離支撐點(diǎn)較遠(yuǎn)而剛性不足，容易變形或扭曲。
[0005]另外，因外筒12的內(nèi)珠溝121必須直接承載滾珠15的高速運(yùn)動(dòng)，故內(nèi)珠溝121的精度要求相當(dāng)高。又，已知外筒12內(nèi)珠溝121的加工制程為研磨加工，而在研磨的制程中會(huì)生成大量的熱，并破壞內(nèi)珠溝121的精度。除此之外，為了滿足內(nèi)珠溝121高精度的要求，已知研磨加工僅能針對(duì)每一條內(nèi)珠溝121逐一進(jìn)行角度調(diào)整與作業(yè)，故一般研磨制程相當(dāng)繁復(fù)且緩慢，制作成本也高。
[0006]因此，如何提供一種滾珠花鍵組外筒的內(nèi)珠溝研磨加工方法，其制程簡(jiǎn)單，易于加工與組裝，且可形成高精度與高可靠度的內(nèi)珠溝，以降低滾珠花鍵組的生產(chǎn)成本及提高運(yùn)作穩(wěn)定性，已成為一項(xiàng)重要的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的為提供一種滾珠花鍵組外筒內(nèi)珠溝的研磨加工方法，通過(guò)所述方法可不需使用滾珠保持器，減少組裝組件數(shù)，簡(jiǎn)化組裝制程，另外，因?yàn)榭蓽p少形成內(nèi)珠溝時(shí)的研磨需求，有利于制成高精度與高可靠度的內(nèi)珠溝，以提高滾珠花鍵組的生產(chǎn)良率及運(yùn)作穩(wěn)定性。
[0008]本發(fā)明可采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[0009]本發(fā)明的一種滾珠花鍵組外筒內(nèi)珠溝的研磨加工方法，包括以下步驟:于外筒的內(nèi)壁面形成多個(gè)滾珠保持結(jié)構(gòu)；以及研磨各滾珠保持結(jié)構(gòu)，形成一內(nèi)珠溝。
[0010]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，滾珠保持結(jié)構(gòu)于內(nèi)壁面上具有一第一開口，所述第一開口的口徑小于滾珠花鍵組的多個(gè)滾珠的直徑。
[0011 ] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，各滾珠保持結(jié)構(gòu)為倒包形狀。[0012]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，滾珠保持結(jié)構(gòu)以拉刀拉削、線切割、放電或抽拉成型的加工方式形成。
[0013]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，滾珠保持結(jié)構(gòu)具有多個(gè)非滾珠接觸部。
[0014]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，各滾珠保持結(jié)構(gòu)具有一上非滾珠接觸部、一左非滾珠接觸部以及一右非滾珠接觸部，且左非滾珠接觸部以及右非滾珠接觸部為對(duì)稱。
[0015]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，研磨加工方法還包括一步驟:加入一冷卻液或一潤(rùn)滑液于非滾珠接觸部。
[0016]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，于研磨各滾珠保持結(jié)構(gòu)的步驟中，研磨并去除各滾珠保持結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)內(nèi)凹部。
[0017]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，各滾珠保持結(jié)構(gòu)具有兩個(gè)內(nèi)凹部，且于研磨時(shí)，同時(shí)去除內(nèi)凹部。
[0018]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，內(nèi)凹部通過(guò)研磨后，形成一滾珠接觸部。
[0019]承上所述，依據(jù)本發(fā)明的一種滾珠花鍵組外筒內(nèi)珠溝的研磨加工方法，其先于外筒的內(nèi)壁面以例如拉刀拉削等非研磨的加工方式形成滾珠保持結(jié)構(gòu)，再研磨各滾珠保持結(jié)構(gòu)以形成一內(nèi)珠溝，是以，外筒的內(nèi)壁面即可提供滾珠保持的功效，減少組裝零件數(shù)目，并免除使用滾珠保持器可能發(fā)生的強(qiáng)度剛性不足問(wèn)題，特別有利于大型滾珠花鍵組使用。
[0020]又，在上述兩階段的作法中，因先采非研磨方式形成初步的滾珠保持結(jié)構(gòu)，再于保留滾珠保持結(jié)構(gòu)的特征的情況下，通過(guò)簡(jiǎn)易的研磨便可形成內(nèi)珠溝，故可避免研磨變形的問(wèn)題，從而提高精度，另外也可縮短全程采研磨加工所增加的制程時(shí)間。
[0021]與已知僅使用研磨加工方式相較，兩階段的作法還可減少研磨面積，降低振刀發(fā)生的機(jī)率，也較不會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的熱影響內(nèi)珠溝的精度，可確保滾珠花鍵組于高速運(yùn)作時(shí)的穩(wěn)定性及可靠性。另外，本發(fā)明所形成的滾珠保持結(jié)構(gòu)可具有非滾珠接觸部，適于作為冷卻液或潤(rùn)滑液的添加處，同樣可降低研磨加工所產(chǎn)生的熱能危機(jī)，以及強(qiáng)化滾珠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的平順度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為已知滾珠花鍵組的示意圖；
[0023]圖2A為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一種滾珠花鍵組外筒內(nèi)珠溝的研磨加工方法的步驟流程圖；
[0024]圖2B為依據(jù)圖2A所示的步驟加工完成所得的滾珠花鍵組的分解示意圖；
[0025]圖3為圖2B所示的外筒及其滾珠保持結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；
[0026]圖4A為進(jìn)行圖2A所示的步驟S20時(shí)的研磨示意圖；
[0027]圖4B為圖4A所示的部分放大示意圖；
[0028]圖4C為圖4B所示的內(nèi)珠溝的另一實(shí)施態(tài)樣的放大示意圖；以及
[0029]圖5為依據(jù)本發(fā)明的一種的滾珠花鍵組外筒內(nèi)珠溝的研磨方法制成的外筒應(yīng)用于滾珠花鍵組的剖面示意圖。
[0030]主要元件符號(hào)說(shuō)明:
[0031]1、2:滾珠花鍵組
[0032]11,21:花鍵軸[0033]12,22:外筒
[0034]121、226:內(nèi)珠溝
[0035]13、23:端蓋
[0036]14:滾珠保持器
[0037]15、25:滾珠
[0038]16、24:防塵件
[0039]211:軌道槽
[0040]221:內(nèi)壁面
[0041]222:外壁面
[0042]223:滾珠保持結(jié)構(gòu)
[0043]224:第一開口
[0044]225:內(nèi)凹部
[0045]227:滾珠接觸部
[0046]228:第二開口
[0047]229:非滾珠接觸部
[0048]229a:上非滾珠接觸部
[0049]229b:左非滾珠接觸部
[0050]229c:右非滾珠接觸部
[0051]3:研磨工具
[0052]D:直徑
[0053]SlO ?S20:步驟
[0054]W:寬度
【具體實(shí)施方式】
[0055]以下將參照相關(guān)附圖，說(shuō)明依本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種滾珠花鍵組外筒內(nèi)珠溝的研磨加工方法，其中相同的元件將以相同的元件符號(hào)加以說(shuō)明。
[0056]圖2A為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一種滾珠花鍵組外筒內(nèi)珠溝的研磨加工方法的步驟流程圖，圖2B為依據(jù)圖2A所示的步驟加工完成所得的滾珠花鍵組的分解示意圖，請(qǐng)同時(shí)參考圖2A及圖2B所示。滾珠花鍵組2包括一花鍵軸21、外筒22、端蓋23、防塵片24以及循環(huán)運(yùn)動(dòng)于所述組件之間的滾珠25。外筒22套設(shè)于花鍵軸21，而端蓋23組接于外筒22的兩端，防塵片24設(shè)置于端蓋23。而本實(shí)施例的一種滾珠花鍵組外筒內(nèi)珠溝的研磨加工方法可包括以下步驟:于外筒的內(nèi)壁面形成多個(gè)滾珠保持結(jié)構(gòu)(SlO);以及研磨各滾珠保持結(jié)構(gòu)，形成一內(nèi)珠溝(S20)。
[0057]圖3為圖2B所示的外筒及其滾珠保持結(jié)構(gòu)的剖面示意圖，請(qǐng)參考圖3所示。外筒22未加工前為兩端開口的筒狀金屬件，并具有一內(nèi)壁面221與一外壁面222。另外，外筒22可稱為花鍵螺帽。于步驟SlO中，外筒22的內(nèi)壁面221形成多個(gè)滾珠保持結(jié)構(gòu)223，其中，滾珠保持結(jié)構(gòu)223以例如但不限于拉刀拉削、線切割、放電或抽拉成型等的加工方式形成，所述加工方式均具有較研磨加工更快且經(jīng)濟(jì)效益，尤其以拉刀切削而言，其還有速度快與成本低等優(yōu)點(diǎn)。[0058]滾珠保持結(jié)構(gòu)223并無(wú)特別的構(gòu)型限制，而以配合滾珠25的運(yùn)動(dòng)路徑且具有小于滾珠25的直徑的一開口為原則。如圖2B中所示，滾珠保持結(jié)構(gòu)223可為長(zhǎng)條形，并貫通外筒22的兩端。
[0059]然而，較佳的，滾珠保持結(jié)構(gòu)223可如本實(shí)施例所示的倒包形狀的結(jié)構(gòu)。倒包形狀可具有多個(gè)凸出部的缺口，如圖3所示，滾珠保持結(jié)構(gòu)223具有三個(gè)凸出部。然而，需特別說(shuō)明的是，在此所稱的「倒包結(jié)構(gòu)」一詞僅說(shuō)明圖3所示結(jié)構(gòu)的一種名稱，其它具有相同或相似結(jié)構(gòu)但名稱不同者，亦為本發(fā)明所涵蓋的范圍。
[0060]以具有小于滾珠25的直徑的開口而言，滾珠保持結(jié)構(gòu)223于內(nèi)壁面221上具有一第一開口 224，所述第一開口 224的口徑小于滾珠花鍵組2的滾珠25的直徑D (請(qǐng)先參考圖5所示)，因此，當(dāng)滾珠25容置于制備完成的外筒22時(shí)，即便不使用滾珠保持器，滾珠25亦不會(huì)脫落，詳細(xì)說(shuō)明將配合圖5于后敘述。
[0061]圖4A為進(jìn)行圖2A所示的步驟S20時(shí)的研磨示意圖，圖4B為圖4A的部分放大示意圖，并請(qǐng)同時(shí)參考圖3、圖4A及圖4B所示。在步驟S20中，研磨各滾珠保持結(jié)構(gòu)223，以去除各滾珠保持結(jié)構(gòu)223的內(nèi)凹部225而形成一內(nèi)珠溝226。為凸顯研磨前后的差異，圖4A中呈現(xiàn)研磨前的兩個(gè)滾珠保持結(jié)構(gòu)223以及研磨后的兩個(gè)內(nèi)珠溝226，其中，滾珠保持結(jié)構(gòu)223中的內(nèi)凹部225通過(guò)研磨后，形成內(nèi)珠溝226中的滾珠接觸部227。
[0062]依據(jù)本發(fā)明的滾珠花鍵組外筒內(nèi)珠溝的研磨方法，對(duì)于形成內(nèi)珠溝226為兩階段的加工，故于研磨時(shí)，研磨工具3僅需磨去內(nèi)凹部225，相較于已知采全研磨制程，不僅所承受的阻力小，降低振刀的機(jī)率，也沒有研磨整個(gè)滾珠接觸弧度的需求，研磨工具3無(wú)需頻繁的進(jìn)行角度調(diào)整，因此可減短加工所需耗費(fèi)的時(shí)間。
[0063]研磨工具3可例如但不限于砂輪，需特別注明的是，研磨工具3的寬度W必須小于滾珠的直徑D (圖5所示)，但不一定小于第一開口 224的口徑。因此，內(nèi)珠溝226形成后，于內(nèi)壁面221上具有一第二開口 228(圖5所示)，而第二開口 228的口徑等于第一開口 224的口徑，或趨近于研磨工具3的寬度W。于本實(shí)施例中，滾珠保持結(jié)構(gòu)223的第一開口 224的口徑介于研磨工具3的寬度W與滾珠25的直徑D之間(圖4B所示)，故通過(guò)研磨后所形成的內(nèi)珠溝226的第二開口 228的口徑為等于第一開口 224的口徑。
[0064]圖4C為圖4B所示的內(nèi)珠溝的另一實(shí)施態(tài)樣的放大示意圖，請(qǐng)同時(shí)參考圖4A及圖4C所示。若于形成滾珠保持結(jié)構(gòu)223時(shí)，第一開口 224的口徑小于研磨工具3的寬度W(圖4C所示)，則通過(guò)研磨后所形成的內(nèi)珠溝226的第二開口 228的口徑便會(huì)為大于第一開口 224的口徑，且趨近于研磨工具3的寬度W，而因研磨工具3的寬度W小于滾珠25的直徑D (圖5所示)，故即便不使用滾珠保持器，當(dāng)滾珠25容置于內(nèi)珠溝226時(shí)，滾珠25同樣不會(huì)有脫落的情形。
[0065]整體而言，依據(jù)本發(fā)明的滾珠花鍵組外筒內(nèi)珠溝的研磨加工方法所制備的外筒內(nèi)珠溝，同時(shí)具備滾珠花鍵組中外筒的內(nèi)珠溝及滾珠保持器的功效，無(wú)需額外使用滾珠保持器，有利于簡(jiǎn)化組裝制程，且因減少組裝程序，提高了組裝精度。
[0066]圖5為依據(jù)本發(fā)明的滾珠花鍵組外筒內(nèi)珠溝的研磨加工方法制成的外筒應(yīng)用于滾珠花鍵組中的剖面示意圖，請(qǐng)參考圖5所示。外筒22的內(nèi)珠溝226和花鍵軸21的軌道槽211共同形成滾珠通道以容納滾珠25，且外筒22與花鍵軸21之間的間隙可為0.05公厘至I公厘。因內(nèi)珠溝226的第二開口 228小于滾珠25的直徑D，故即便是將外筒22與花鍵軸21分離，滾珠25亦不會(huì)掉落，從而無(wú)需增設(shè)塑料的滾珠保持器，又，外筒22為剛性較強(qiáng)的金屬材質(zhì)，對(duì)于滾珠25高速運(yùn)動(dòng)時(shí)的承受力優(yōu)于已知的滾珠保持器。
[0067]另外，在內(nèi)珠溝226中，具有多個(gè)凸出部，其為非滾珠接觸部229。又，所述非滾珠接觸部229可分別依據(jù)方位關(guān)系分為上非滾珠接觸部229a、左非滾珠接觸部229b以及右非滾珠接觸部229c，且左非滾珠接觸部229b以及右非滾珠接觸部229c為對(duì)稱。由于，滾珠25與內(nèi)珠溝226僅于滾珠接觸部227兩點(diǎn)接觸，而留有上非滾珠接觸部229a、左非滾珠接觸部229b及右非滾珠接觸部229c三個(gè)空間，故可搭配端蓋注油孔的設(shè)計(jì)，在潤(rùn)滑液輸入后，作為儲(chǔ)油的空間或通道，以提升滾珠25運(yùn)動(dòng)時(shí)的順暢度。
[0068]需特別說(shuō)明的是，以本發(fā)明的滾珠花鍵組外筒內(nèi)珠溝研磨方法所制成的外筒22，可再與滾珠保持器配合應(yīng)用，以加強(qiáng)對(duì)滾珠花鍵組中滾珠25的定位功能。
[0069]綜上所述，依據(jù)本發(fā)明的一種滾珠花鍵組外筒內(nèi)珠溝的研磨加工方法，其先于外筒的內(nèi)壁面以例如拉刀拉削等非研磨的加工方式形成滾珠保持結(jié)構(gòu)，再研磨各滾珠保持結(jié)構(gòu)以形成一內(nèi)珠溝，是以，外筒的內(nèi)壁面即可提供滾珠保持的功效，減少組裝零件數(shù)目，并免除使用滾珠保持器可能發(fā)生的強(qiáng)度剛性不足問(wèn)題，特別有利于大型滾珠花鍵組使用。
[0070]又，在上述兩階段的作法中，因先采非研磨方式形成初步的滾珠保持結(jié)構(gòu)，再于保留滾珠保持結(jié)構(gòu)的特征的情況下，通過(guò)簡(jiǎn)易的研磨便可形成內(nèi)珠溝，故可避免研磨變形的問(wèn)題，從而提高精度，另外可縮短采全程研磨加工所增加的制程時(shí)間。
[0071]與已知僅使用研磨加工方式相較，兩階段的作法還可減少研磨面積，降低振刀發(fā)生的機(jī)率，較不會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的熱影響內(nèi)珠溝的精度，可確保滾珠花鍵組于高速運(yùn)作時(shí)的穩(wěn)定性及可靠性。另外，本發(fā)明所形成的滾珠保持結(jié)構(gòu)可具有非滾珠接觸部，適于作為冷卻液或潤(rùn)滑液的添加處，同樣可降低研磨加工所產(chǎn)生的熱能危機(jī)，以及強(qiáng)化滾珠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的平順度。
[0072]以上所述僅是舉例性，而非限制性。任何未脫離本發(fā)明的精神與范疇，而對(duì)其進(jìn)行的等效修改或變更，均應(yīng)包括在權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種滾珠花鍵組外筒內(nèi)珠溝的研磨加工方法，其特征在于，包括以下步驟: 于所述外筒的內(nèi)壁面形成多個(gè)滾珠保持結(jié)構(gòu)；以及 研磨各所述滾珠保持結(jié)構(gòu)，形成一內(nèi)珠溝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨加工方法，其特征在于，各所述滾珠保持結(jié)構(gòu)于所述內(nèi)壁面上具有一第一開口，所述第一開口的口徑小于所述滾珠花鍵組的多個(gè)滾珠的直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨加工方法，其特征在于，各所述滾珠保持結(jié)構(gòu)為倒包形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨加工方法，其特征在于，所述滾珠保持結(jié)構(gòu)以拉刀拉削、線切割、放電或抽拉成型的加工方式形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨加工方法，其特征在于，各所述滾珠保持結(jié)構(gòu)具有多個(gè)非滾珠接觸部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的研磨加工方法，其特征在于，各所述滾珠保持結(jié)構(gòu)具有一上非滾珠接觸部、一左非滾珠接觸部以及一右非滾珠接觸部，且所述左非滾珠接觸部以及所述右非滾珠接觸部為對(duì)稱。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的研磨加工方法，其特征在于，還包括一步驟: 加入一冷卻液或一潤(rùn)滑液于所述非滾珠接觸部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨加工方法，其特征在于，于研磨各所述滾珠保持結(jié)構(gòu)的步驟中，研磨并去除各所述滾珠保持結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)內(nèi)凹部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的研磨加工方法，其特征在于，各所述滾珠保持結(jié)構(gòu)具有兩個(gè)所述內(nèi)凹部，且于研磨時(shí)，同時(shí)去除所述內(nèi)凹部。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的研磨加工方法，其特征在于，所述內(nèi)凹部通過(guò)研磨后，形成一滾珠接觸部。
【文檔編號(hào)】B24B37/00GK103707171SQ201210371291
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月28日
【發(fā)明者】李進(jìn)勝, 楊進(jìn)財(cái) 申請(qǐng)人:全球傳動(dòng)科技股份有限公司