專利名稱：一種直線滾動(dòng)滑塊及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直線滾動(dòng)滑塊及其制造方法。
技術(shù)背景傳統(tǒng)的直線滑塊，如與直線方導(dǎo)軌相配套的滑塊座多以面接觸滑動(dòng)為主，導(dǎo) 軌面與滑塊面的滑動(dòng)磨擦阻力和磨擦系數(shù)都很大，如果高速運(yùn)行容易產(chǎn)生磨擦 熱，使運(yùn)動(dòng)滑塊快速升溫，長(zhǎng)時(shí)間高溫高速運(yùn)行影響使用壽命。在加注潤(rùn)滑油時(shí)， 各滑動(dòng)面由于油膜的逆流作用和潤(rùn)滑不充分情況下，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行軌道接觸面磨損 嚴(yán)重，從而影響工作精度和運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。CN100348353C提出一種直線滾珠導(dǎo) 軌的滾動(dòng)滑塊制造方法，由線切割的方法來實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)滑塊滾道的過滾動(dòng)體軸中心 位置切割，使?jié)L道開口尺寸小于滾動(dòng)體的尺寸來保持滾動(dòng)體在滾道中滾動(dòng)而不脫 落，無須滾動(dòng)體保持裝置。該方法雖然無須滾動(dòng)體保持裝置，但使線切割的實(shí)際 精度和粗糙度達(dá)不到實(shí)際使用要求，因此在加速或負(fù)載運(yùn)行時(shí)在短時(shí)間就使?jié)L道 的表面粗糙度增加，使?jié)L珠在高低不平的滾道中滾動(dòng)，造成磨擦阻力急劇增加， 如果高速運(yùn)行容易產(chǎn)生磨擦熱，使動(dòng)滑塊快速升溫，長(zhǎng)時(shí)間高溫高速運(yùn)行嚴(yán)重影 響使用壽命。因此這種制作方法仍然未解決在長(zhǎng)時(shí)間高溫高速運(yùn)行影響使用壽命 和穩(wěn)定性問題。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于降低直線滾動(dòng)滑塊的運(yùn)行的摩擦阻力和減少 摩擦系數(shù)達(dá)到提高直線滾動(dòng)滑塊的運(yùn)行速度和穩(wěn)定性。本發(fā)明針對(duì)要解決的技術(shù)問題提出一種直線滾動(dòng)滑塊及其附件的制造方法 以適應(yīng)提高直線滾動(dòng)滑塊的運(yùn)載負(fù)荷，從而延長(zhǎng)工作壽命。本發(fā)明的直線滾動(dòng)滑塊，包括設(shè)在滑塊內(nèi)的滾動(dòng)鋼珠，其特征在于內(nèi)凹形滑 塊兩側(cè)內(nèi)壁上橫向設(shè)上下兩條平行的滾道槽，內(nèi)凹形滑塊兩側(cè)內(nèi)壁上橫向設(shè)有與 所述上下兩條滾道槽相對(duì)接的滾道腔。與所述的直線滾動(dòng)滑塊相配的附件包括鋼球、保持片、轉(zhuǎn)向蓋、密封蓋和進(jìn) 油嘴，鋼球設(shè)在滾珠槽與滾珠通道腔內(nèi)，轉(zhuǎn)向蓋安裝在滾動(dòng)滑塊兩端面上，內(nèi)有 滾珠轉(zhuǎn)向的圓弧形二個(gè)滾道腔， 一個(gè)腔與滑塊凹形體內(nèi)的滾道腔相對(duì)應(yīng)連接，另一腔與凹形滑塊內(nèi)側(cè)的滾道槽相連接，鋼球從滑塊體的滾道腔內(nèi)可通過轉(zhuǎn)向蓋運(yùn) 行到內(nèi)凹形滑塊內(nèi)側(cè)的滾道槽內(nèi)，達(dá)到周而復(fù)始的循環(huán)運(yùn)行。塑料保持架為3片， 1片設(shè)在滾動(dòng)滑塊內(nèi)凹形底面與兩邊下面滾道相對(duì)應(yīng)，2片設(shè)在滑體凹形兩側(cè)上 與兩內(nèi)側(cè)滾道槽相對(duì)應(yīng)，保證鋼球在滾道槽中運(yùn)行，保證鋼球定向滾動(dòng)而不外掉 的保持作用。密封蓋設(shè)在轉(zhuǎn)向蓋外端面上，以防止塵污進(jìn)入和潤(rùn)滑油外流的密封 作用。一種直線滾動(dòng)滑塊的制造方法，其特征包括以下步驟① 、將圓鋼棒料熱鍛壓成方形坯體，并對(duì)其進(jìn)行球化退火處理；② 、將經(jīng)過上述球化處理的方形坯體銑削加工成交角端面相互垂直，相對(duì)面 相互平行的六面體，并對(duì)其進(jìn)行六面平磨加工；③ 、對(duì)已六面平磨加工的六面體進(jìn)行鉆鉸滾道腔，使兩滾道腔內(nèi)平行垂直度 在土0.05mm以內(nèi)，內(nèi)表面粗糙度在1.6以內(nèi)，并對(duì)其下底面和左右端面鉆攻螺 紋緊固連接孔； 、對(duì)經(jīng)過以上加工的六面體進(jìn)行整體真空無氧化熱淬火處理；⑤ 、對(duì)已經(jīng)過真空無氧化熱處理的六面體再進(jìn)行精平面磨，達(dá)到各對(duì)應(yīng)面平 行度在土0.01mm作基準(zhǔn)定位，精度公差在士0.005mm，并對(duì)其進(jìn)行表面噴砂處 理；⑥ 、對(duì)已進(jìn)行精平面磨達(dá)到平行度和基準(zhǔn)定位精度要求的六面體進(jìn)行電火花 線切割加工成內(nèi)凹形滑塊體，其內(nèi)兩側(cè)產(chǎn)生上下兩條平行的半圓弧滾道槽，上下 兩半圓弧滾道槽的平行度達(dá)到士0.02mm;⑦ 、對(duì)上述內(nèi)凹形滑塊體內(nèi)兩側(cè)的上下兩條平行的半圓弧滾道槽進(jìn)行高速研 磨，公差精度在土0.005mm內(nèi)，滾道表面粗糙度0.4以內(nèi)。上述方法的技術(shù)效果，從熱鍛壓圓鋼棒料成方形坯料，既是增加材料的緊密 度以增加運(yùn)動(dòng)慣性和平穩(wěn)性，從而可提高運(yùn)行速度。增加材料緊密度也是提高方 形坯體內(nèi)部結(jié)構(gòu)性能以利于加工出光滑平面和光潔度好的滾道腔，因此熱段壓球 化熱處理和無氧熱處理為提高內(nèi)腔外表面研磨好的光潔度作準(zhǔn)備。進(jìn)行平面精磨 達(dá)到各對(duì)應(yīng)平行度在士0.01mm以內(nèi)，基準(zhǔn)精度在士0.005mm為下工序的進(jìn)行準(zhǔn) 備基礎(chǔ)。對(duì)滾道槽進(jìn)行高速研磨加工、精度公差在士0.005mm內(nèi)，滾道槽表面粗 糙度達(dá)到0.4以內(nèi)，使鋼珠在滾道槽內(nèi)不但能高速運(yùn)行不阻滯，且能在長(zhǎng)期運(yùn)行 中不發(fā)生磨損，不產(chǎn)生磨擦熱，本發(fā)明產(chǎn)品的摩擦系數(shù)可降低為原來的50分之 1，由于摩擦系數(shù)小，其瞬時(shí)速度能比原有速度提高10倍，在長(zhǎng)期運(yùn)行中發(fā)熱量小、升溫低，不易磨損，能長(zhǎng)期保證運(yùn)動(dòng)精度，由于采用雙列式滾道槽，鋼球與 直線導(dǎo)軌上下接觸穩(wěn)固精密，可大大提高運(yùn)載負(fù)荷，達(dá)到運(yùn)行平穩(wěn)，延長(zhǎng)使用壽 命的目標(biāo)。


圖1為一種直線滾動(dòng)滑塊示意圖，圖中1為滾動(dòng)滑塊，2為緊固孔，3為滾 珠通道腔，4為內(nèi)凹框，5為滾道槽，7為線切割絲，8為磨頭，9為磨軸。圖2為滑塊體加工流程圖，a為熱鍛壓方形體，b為銑表面和鉆鉸孔，c為線 切割內(nèi)凹框和滾道槽，d為磨光滾道槽。
具體實(shí)施方式
金屬滑塊體制造方法金屬滑塊體加工流程圖2所示，滑塊體采用上鋼五廠優(yōu)質(zhì)軸承鋼制造，該材 料機(jī)械強(qiáng)度大、耐磨耐沖擊力高，通過熱處理硬度能達(dá)到HRC6(TC以上，是制 造滑塊體的最佳材料。首先對(duì)軸承鋼圓棒料按熱鍛壓規(guī)格公差要求，在切割機(jī)上落料，并在熱鍛前 把落下的斷料放在爐子里加溫到100(TC左右，每段料保溫到料紅透后進(jìn)行鍛壓。 鍛壓采用專用模具在150T至200T鍛壓機(jī)上鍛壓成方形坯體塊。鍛壓用專用模具 材料采用5crMnMo，因其耐熱和抗振性能好，使用壽命長(zhǎng)而耐用。對(duì)鍛壓成型毛坯通過球化退火處理，具體實(shí)施把方形坯體放到退火爐中后， 把爐溫升高到HRC750'C，保溫5小時(shí)后再以每小時(shí)冷卻<50°〇，溫度降到500 。C時(shí)出爐自然冷卻。這樣材料硬度從原來朋S200。C左右降到HBS130。C左右，這 樣便于下工序切削加工，內(nèi)部組織狀態(tài)有了良好改善，大大減少了變形、開裂傾 向，也達(dá)到了延長(zhǎng)使用壽命的目標(biāo)。通過球化退火處理的坯體進(jìn)行機(jī)械加工，采用XQ6225萬能銑床銑削加工成 任意交角端面相互垂直，相對(duì)面相互平行的六面體，放有精加工余量的公差尺寸 達(dá)到+0. 15mm左右。表面質(zhì)量要求無麻點(diǎn)隔雜的表面缺陷，并對(duì)六面棱邊采用 倒角機(jī)進(jìn)行倒角加工，角度按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定加工。接下對(duì)銑削加工后的六面體采用M7130平面磨進(jìn)行磨削加工，加工到公差為 +0. 05mm，垂直平行度為土O. 02mm，各表面粗糙度為0. 8以內(nèi)。對(duì)平磨后六面體采用精密鉆攻夾具，選用XK5025數(shù)控立式銑鉆床進(jìn)行鉆鉸 滑塊體內(nèi)對(duì)應(yīng)滾道腔，使兩滾道腔的平行垂直度在土0.05mm以內(nèi)，粗糙度1.6 以內(nèi)，能使?jié)L珠在滾道腔內(nèi)順暢無阻滯直線運(yùn)行。接下對(duì)滑塊體底面和端面上緊固聯(lián)接孔采用規(guī)定鉆夾具選用通用立式鉆攻 機(jī)床進(jìn)行一次性鉆攻完成，公差精度達(dá)到士0.05mm，攻絲后不能發(fā)生破牙滑牙 等缺陷，使產(chǎn)品能正確安裝到規(guī)定位置上。經(jīng)以上加工后的六面體在轉(zhuǎn)入精加工之前，還進(jìn)行一次整體真空無氧化熱處 理淬火，淬火爐子為真空型爐子。為防止淬火變形采用專用工位器具進(jìn)行合理擺 放，再到爐子中有序堆放，淬火溫度為800 850°C，淬火冷卻介質(zhì)為清潔專用 淬火油，淬火后再經(jīng)20(TC保溫回火，時(shí)間2 3小時(shí)。通過以上熱處理滑塊體整體硬度可達(dá)到服C60 63。C，產(chǎn)品硬度和變形系數(shù) 達(dá)到了規(guī)定要求以內(nèi)，這樣保證以下精密加工能順利進(jìn)行。對(duì)熱處理淬火后的立方滑塊體進(jìn)行精平磨，采用M7130H精平磨以保證各對(duì) 應(yīng)面平行度在士O. Olmm以內(nèi)，精度公差在士O. 005mm以保證下工序加工的基準(zhǔn) 準(zhǔn)備。六面體經(jīng)精磨加工后，為達(dá)到表面防腐性能和表面機(jī)械強(qiáng)度，并使表面整體 統(tǒng)一美觀，采用DJ9060表面噴砂機(jī)對(duì)六面體進(jìn)行表面噴砂處理。對(duì)六面體進(jìn)行電火花線切割加工成凹形及兩側(cè)的各二條圓弧型滾道槽的滑 塊體，該工序也是重點(diǎn)工序，采用銑削加工達(dá)不到精度要求，必須采用精密的 DM7140型電火花機(jī)床進(jìn)行電火花加工，由于上工序基準(zhǔn)定位面精度高，加上機(jī) 床精密度好，加工后的二滾道平行度達(dá)到土0.02mm公差，能保證圓度放研磨加 工余量+0.05mm左右，為研磨工序打下了良好基礎(chǔ)。本工序主要對(duì)電火花機(jī)床加工后表面粗糙度及精度還有一定的差距，因此再 進(jìn)行精研磨，由于余量少、精度高，采用精密HE-74型數(shù)顯專用滾道研磨床，該 磨床磨頭采用2.4萬轉(zhuǎn)的變頻調(diào)速電子軸，安裝特殊專用研磨頭，該研磨頭為定 制雙層特殊專用研磨頭，材料為微晶剛玉粉粒制造，其粒度為200 250粒/CM2， 磨頭硬度為L(zhǎng)級(jí)，該材料硬度高，耐磨性強(qiáng)，磨粒粘著力強(qiáng)，因此保證了在高速 運(yùn)行中能長(zhǎng)時(shí)間保持不變形。對(duì)各滾道槽進(jìn)行高速研磨加工，加工中的采用精密 專用夾具，這樣加工后公差精度保證在土0.005mm內(nèi)。滾道槽表面粗糙度達(dá)到 0. 4以內(nèi)，使鋼球在滾道上不但高速長(zhǎng)期運(yùn)行中不發(fā)生磨損和有阻滯等缺陷出現(xiàn)。 對(duì)加工用研磨頭采用專用修正器進(jìn)行修正，該修正器是特殊定制的，與產(chǎn)品滾道 槽可相吻合形狀，修正體材料為淬過火的軸承鋼為內(nèi)體，表面修正磨頭的材料為 人造金剛石粉沫體，用特殊工藝粘附在修正體表面上，修正器轉(zhuǎn)速為3000 3500/min，通過修正器修正后研磨頭加工可達(dá)到高精度滾道槽要求，這樣研磨頭保持長(zhǎng)期研磨公差精度不變。對(duì)研磨后的對(duì)應(yīng)滾道槽內(nèi)徑測(cè)量采用精密專用分級(jí) 圓弧測(cè)量芯棒，對(duì)其相對(duì)應(yīng)滾道平行性和圓弧型公差進(jìn)行測(cè)量，并根據(jù)鋼球規(guī)值 選配好相對(duì)應(yīng)滑塊體。塑料轉(zhuǎn)向蓋與保持片的制造方法為保證轉(zhuǎn)向蓋內(nèi)過渡滾道能順利從滑塊滾道腔端面過渡到滑塊側(cè)面的滾道 槽內(nèi)，因此對(duì)轉(zhuǎn)向蓋加工采用工程塑料優(yōu)質(zhì)聚甲醛樹脂，該原料硬度和強(qiáng)度比其 它塑料高，收縮性少，成型率高，價(jià)格適中，是理想的注塑原料。同時(shí)注塑件以模具精度保證產(chǎn)品質(zhì)量，特別是轉(zhuǎn)向蓋內(nèi)兩滾道件是精度高主 要零件，因此模具的型腔及型芯材料選用強(qiáng)度大，表面耐熱耐磨耐腐蝕性好，模 子淬火變形少的3Gr3W8V合金模具鋼制作專用精密模具。注塑機(jī)雖噸位不大但 采用精密型塑料注塑成型機(jī)加工，這樣零件的質(zhì)量保證滿足配套需求。密封蓋的制造方法密封蓋是保護(hù)滾珠在滑塊內(nèi)滾道和導(dǎo)軌滾道直線運(yùn)行中不使雜物進(jìn)入滾道 中，使?jié)櫥瑒┎幌蛲庑孤?，并與導(dǎo)軌接觸磨擦起保護(hù)導(dǎo)軌副作用。因此選耐油耐磨損的丁腈橡膠為原料，由專用熱壓模具在橡膠壓制機(jī)上進(jìn)行 壓鑄成型，然后通過去邊整形檢査達(dá)到合格要求。直線滾動(dòng)滑塊組件各零件準(zhǔn)備到位，即可對(duì)其進(jìn)行組裝。工藝過程簡(jiǎn)述如下滑塊組件由金屬滑塊體1個(gè)，塑料轉(zhuǎn)向蓋2個(gè)，并有轉(zhuǎn)向塊2個(gè)，保持片底 面1片，保持片側(cè)面2片，橡膠密封蓋2個(gè)，油嘴1個(gè)，鋼球若干粒，內(nèi)六角螺 絲4件等組成。以上零件到位后，可進(jìn)行以下裝配。把加工成型金屬滑塊體、塑料轉(zhuǎn)向蓋、保持架、密封蓋等進(jìn)行清洗潔凈處理， 然后對(duì)滑塊體采用精密分級(jí)測(cè)量芯棒進(jìn)行精密分選，分選后的滑塊體與相對(duì)配的 同類規(guī)值滾珠擺放同一位置，其它零件有通用性，各用專用盒放存便于取存以便 裝配。把滑塊體的一端與轉(zhuǎn)向蓋組件進(jìn)行配合，并在轉(zhuǎn)向蓋端面蓋上密封蓋，用內(nèi) 六角螺絲緊固牢。在滑塊凹面上的四條滾道上安裝上保持片， 一片在凹型底面，二片在凹型兩 側(cè)上并與緊固的一端轉(zhuǎn)向蓋相吻合牢固。把相配的鋼球分別從未上轉(zhuǎn)向蓋一端的各滾道槽和滾道腔中放鋼球，并裝滿。對(duì)裝滿鋼球后，滑塊另一端同樣安裝塑料轉(zhuǎn)向蓋及密封蓋，然后把內(nèi)六角螺絲緊固牢。最后在一端旋上油嘴體，裝配基本結(jié)束。對(duì)組裝的滑塊組件用標(biāo)準(zhǔn)型導(dǎo)軌或?qū)Ｓ脵z測(cè)量塊對(duì)滑塊組件的要求公差進(jìn) 行檢驗(yàn)測(cè)量，如發(fā)現(xiàn)過松或過緊超差未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的，采用調(diào)整鋼球公差規(guī)值 來達(dá)到最佳配合，最終達(dá)到100%合格成品為目的。
權(quán)利要求
1、一種直線滾動(dòng)滑塊，包括設(shè)在滑塊內(nèi)的滾動(dòng)鋼珠，其特征在于內(nèi)凹形滑塊兩側(cè)內(nèi)壁上橫向設(shè)上下兩條平行的滾道槽，內(nèi)凹形滑塊兩側(cè)內(nèi)壁上橫向設(shè)有與所述上下兩條滾道槽相對(duì)接的滾道腔。
2、 一種直線滾動(dòng)滑塊的制造方法，其特征包括以下步驟① 、將圓鋼棒料熱鍛壓成方形坯體，并對(duì)其進(jìn)行球化退火處理；② 、將經(jīng)過上述球化處理的方形坯體銑削加工成交角端面相互垂直，相對(duì)面 相互平行的六面體，并對(duì)其進(jìn)行六面平磨加工；③ 、對(duì)已六面平磨加工的六面體進(jìn)行鉆鉸滾道腔，使兩滾道腔內(nèi)平行垂直度 在土0.05mm以內(nèi)，內(nèi)表面粗糙度在1.6以內(nèi)，并對(duì)其下底面和左右端面鉆攻螺 紋緊固連接孔； 、對(duì)經(jīng)過以上加工的六面體進(jìn)行整體真空無氧化熱淬火處理；⑤ 、對(duì)已經(jīng)過真空無氧化熱處理的六面體再進(jìn)行精平面磨，達(dá)到各對(duì)應(yīng)面平 行度在土0.01mm作基準(zhǔn)定位，精度公差在土O. 005rnm，并對(duì)其進(jìn)行表面噴砂處理；⑥ 、對(duì)己進(jìn)行精平面磨達(dá)到平行度和基準(zhǔn)定位精度要求的六面體進(jìn)行電火花 線切割加工成內(nèi)凹形滑塊體，其內(nèi)兩側(cè)產(chǎn)生上下兩條平行的半圓弧滾道槽，上下 兩半圓弧滾道槽的平行度達(dá)到士0.02mm;⑦ 、對(duì)上述內(nèi)凹形滑塊體內(nèi)兩側(cè)的上下兩條平行的半圓弧滾道槽進(jìn)行高速研 磨，公差精度在土0.005mm內(nèi)，滾道表面粗糙度0.4以內(nèi)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種直線滾動(dòng)滑塊的制造方法，其特征在于球化 退火處理是把方形坯體放到退火爐中，把爐溫升高到HRC75(TC，保溫5小時(shí)后 再以每小時(shí)冷卻<50°。，溫度降到50(TC時(shí)出爐自然冷卻。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種直線滾動(dòng)滑塊的制造方法，其特征在于整體 真空無氧淬火熱處理，淬火爐為真空型爐子，淬火溫度為800 850°C，淬火冷 卻介質(zhì)為專用清潔淬火油，淬火后再經(jīng)20(TC保溫2 3小時(shí)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種直線滾動(dòng)滑塊的制造方法，其特征在于所述 滾道槽采用HE-74型數(shù)顯專用滾道研磨床，磨床磨頭采用2. 4萬轉(zhuǎn)的變頻調(diào)速轉(zhuǎn)軸。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種直線滾動(dòng)滑塊的制造方法，其特征在于滾道 槽采用雙層專用研磨頭，磨頭材料為微晶剛玉粉粒，其粒度為200 250粒/CM2， 磨頭硬度為L(zhǎng)級(jí)。
全文摘要
一種直線滾動(dòng)滑塊，包括設(shè)在滑塊內(nèi)的滾動(dòng)鋼珠，內(nèi)凹形滑塊兩側(cè)內(nèi)壁上橫向設(shè)上下兩條平行的滾道槽，內(nèi)凹形滑塊兩側(cè)內(nèi)壁上橫向設(shè)有與所述上下兩條滾道槽相對(duì)接的滾道腔。制造方法包括將圓鋼棒料熱鍛壓成方形坯體；將方形坯體銑削加工成交角端面相互垂直，相對(duì)面相互平行的六面體；并進(jìn)行六面平磨加工達(dá)到平行度和基準(zhǔn)定位精度要求；對(duì)六面體進(jìn)行電火花線切割加工成內(nèi)凹形滑塊體；對(duì)內(nèi)凹形滑塊體內(nèi)兩側(cè)的上下兩條平行的半圓弧滾道槽進(jìn)行高速研磨。使鋼珠在滾道槽內(nèi)不但能高速運(yùn)行不阻滯，且在長(zhǎng)期運(yùn)行中不發(fā)生磨損，不產(chǎn)生磨擦熱。摩擦系數(shù)可降為原來的50分之1，瞬時(shí)速度提高10倍，采用雙列式滾道槽，可大大提高運(yùn)載負(fù)荷，達(dá)到運(yùn)行平穩(wěn)，延長(zhǎng)使用壽命。
文檔編號(hào)F16C29/06GK101235847SQ20081005972
公開日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2008年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月20日
發(fā)明者梅雪成, 鄭世良 申請(qǐng)人:寧波恒力汽配軸承有限公司