專利名稱：超精密自位調(diào)心固定螺帽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種超精密自位調(diào)心固定螺帽，主要使用于滾動軸承與主軸間之鎖緊螺帽，具有自動調(diào)心之功能，以保持主軸之與軸承端面垂直精度于1μ內(nèi)。
由于目前工業(yè)界皆朝向精密工業(yè)發(fā)展，對于精密加工領(lǐng)域中各種機(jī)械設(shè)備零組件之精密要求也日愈提高。在各種動力機(jī)械上，一切動作控制皆不外乎以主軸傳遞動力，是以中軸運(yùn)轉(zhuǎn)精度直接影響機(jī)械動作之精度。尤其對于加工機(jī)械上，主軸系可謂為其心臟，主軸的運(yùn)轉(zhuǎn)精度即為加工件精度之主要影響因素；往往因為主軸精度的無法提高而影響了加工件產(chǎn)品之品質(zhì)；此為國內(nèi)或國外皆然之類似相關(guān)問題。
根據(jù)經(jīng)驗，一般主軸之運(yùn)轉(zhuǎn)精度，除了軸本身之圓筒度及同心度公差外，就得取決于主軸軸承及其相關(guān)配件。因此，精密加工機(jī)械上之主軸軸承皆選用精度極高之超精密軸承以達(dá)到前述之精密要求。但是，即使在選用精密軸承之下，仍需其他精密的配件配合使用(例如鎖緊螺帽)，才能達(dá)到精度的要求。以往，高精度之主軸配件皆由個別選配來到達(dá)精度水準(zhǔn)，對此一方式之生產(chǎn)配件，耗時費力且無法提高產(chǎn)量，是以對主軸之鎖緊螺帽如何設(shè)計，以達(dá)到可大量生產(chǎn)且保持更高之精度要求，是本實用新型之主要動機(jī)。
依照目前臺灣MCS標(biāo)準(zhǔn)分類編號3090之工具機(jī)滾動軸承用之鎖緊螺幅之中加工精度要求，顯然無法滿足當(dāng)前工業(yè)界中日益提高之精確度需要。對于主軸上與軸承配合之精密螺帽(參考


圖1、2所示)，其端面11之真平度及中間螺紋面12之精度要求相當(dāng)高，主要是因為其嚙合主軸2而與軸承3之內(nèi)圈31端面接觸，如圖3所示。目前國內(nèi)尚無生產(chǎn)此種超精密螺帽，而有關(guān)行業(yè)人士皆自國外進(jìn)口此類超精密之螺帽(例如瑞士之KUSO精密螺帽)，此雖克服精度要求，但所費不。尤其，如果嚙合主軸螺牙加工精度不準(zhǔn)確，仍無法發(fā)揮超精密之精密螺帽真正功能。
軸承內(nèi)圈通常用固定鎖緊螺帽在軸向夾緊，但螺帽端面之加工精度誤差會立即反應(yīng)在主軸之旋軸上；如螺帽端面有傾斜，扭緊后造成較細(xì)的主軸撓曲，如圖3A所示；而或引發(fā)軸承內(nèi)圈之傾斜(如圖3B)亦導(dǎo)致鋼球打滑而溫度升高，產(chǎn)生噪音，及磨損增加等現(xiàn)象。或者造成集中負(fù)荷(力矩)擠壓軸承部份內(nèi)圈使之變形，如圖3C所示，而連帶影響加工精度。
針對現(xiàn)有固定鎖緊螺帽使用上存在之問題，本實用新型發(fā)明人積其多年專業(yè)制造及實務(wù)之經(jīng)驗，不斷開發(fā)研究，對主軸與軸承上之固定鎖緊螺帽加以改良，以一螺帽座及螺帽組合而成，其中螺帽座一端面精密加工成一平面，而另與螺帽接觸之側(cè)面則磨制成球型凹面，配合螺帽之接觸面磨制成球型凸面，使兩者具有相同的曲率半徑，并以螺帽嚙合主軸，藉球面接觸以保持主軸中心線的垂直；因此即使因為主軸本身螺牙不精確而發(fā)生傾斜時，利用球面接觸而可將主軸自動調(diào)整至與軸承端面垂直，而得一超精密運(yùn)轉(zhuǎn)精度。
以下，茲依據(jù)圖面所示之實施例詳加說明本實用新型構(gòu)造之特征第1圖代表現(xiàn)有技術(shù)固定螺帽之外觀；第2圖代表現(xiàn)有技術(shù)固定螺帽之剖視圖；第3圖代表現(xiàn)有技術(shù)固定螺帽之組合剖視圖；第3A，B，C圖代表現(xiàn)有技術(shù)固定螺帽之可能產(chǎn)生問題的示意圖；第4圖代表本實用新型之分解圖；第5圖代表本實用新型在使用時之剖視第6、7圖代表實用新型之其他實施例。
請參閱圖4，本實用新型包括了一螺帽座5及一螺帽本體6，其中螺帽座5與軸承內(nèi)圈31相接觸之端面51系加工制平，而其另一側(cè)面則以球面加工磨制成凹型球面52；另外，螺帽本體6之內(nèi)壁攻有與主軸嚙合之螺紋61，而其與螺帽座5接觸面則以球面加工磨制成凸型球面62，當(dāng)裝置于軸承3與主軸2上時(如圖5所示)，其中螺帽座5之端面51面與軸承內(nèi)圈31相接觸，主軸2之螺牙部21與螺帽本體內(nèi)壁之螺紋61相嚙合，而螺帽本體之凸型球面62與螺帽座之凹型球面52相接觸，以完成組合。
當(dāng)主軸2被驅(qū)動運(yùn)轉(zhuǎn)時，利用螺帽座5與螺帽本體6之球面接觸，使得主軸2能自動調(diào)整與端面保持垂直。當(dāng)主軸軸承3啟動旋轉(zhuǎn)時，因球面上受力平衡原故，如果主軸軸承3有傾斜狀況，將使螺帽本體6相對螺帽座5滑動，至主軸2與螺帽本體6嚙合處受力平均而停止，此即主軸2之中心線與軸承端面完全垂直之位置。經(jīng)本實用新型的發(fā)明人之實驗，使用本實用新型可以螺紋為固定標(biāo)準(zhǔn)下，軸承端面之標(biāo)準(zhǔn)誤差范圍可控制于1μ之內(nèi)，比較現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)固定螺帽標(biāo)準(zhǔn)級誤差范圍30～40μ或精密級誤差范圍2μ皆更為精密。尤其是對于因主軸螺牙不精確而發(fā)生之精度誤差，如以現(xiàn)有技術(shù)固定螺帽則無法避免，自然無法發(fā)揮前述之精度范圍。反觀本實用新型可自行調(diào)整，藉著球面上的平均作用來保證軸心與軸承接觸端面垂直，自然較現(xiàn)有技術(shù)大為進(jìn)步。
本實用新型使用之實例自然不只于上所揭示之一實例，如圖6所示為軸用固定螺帽組即為固定軸承內(nèi)圈時所使用?；蛉鐖D7所示為軸承箱用之固定螺帽組，亦即固定軸承外圈形成時所使用；是以凡屬以球面接觸來達(dá)到自動調(diào)心之螺帽，均屬本實用新型之范圍，特予指明。并由圖5、7中所示之軸承滾球受力之壓力線所示之方向，當(dāng)可明顯得知本實用新型對于軸承內(nèi)圈不會有擠壓之現(xiàn)象，因此也減少了噪音的產(chǎn)生，同時亦延長軸承使用壽命，凡此皆為本實用新型優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)各種固定螺帽之證明。
為更易于了解本實用新型，特以下列表格將本實用新型與標(biāo)準(zhǔn)固定螺帽(精密級及普通級)加以比較特 性標(biāo)準(zhǔn)固定螺帽超精密自位調(diào)心固定螺帽(普通級精密級)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO2982 1972年制定尚無DIN 981 1977年制定JIS B1554CNS B2257MCS 3090以螺紋為固標(biāo)準(zhǔn)級為40～60μ可調(diào)整1μ以內(nèi)定標(biāo)準(zhǔn)端面(按尺寸而定)之標(biāo)準(zhǔn)誤差精密級為2μ范圍對精密軸承(1)標(biāo)準(zhǔn)級可自行調(diào)整，藉著球面來可能產(chǎn)生之螺帽端面有傾斜，扭保證接觸端面與軸之中心問題緊后造成較細(xì)的主軸線垂直(縱使軸本身之螺撓曲并引起內(nèi)圈偏斜牙不準(zhǔn)亦可自行調(diào)整)(2)精密級雖然端面精度為2μ但若軸之牙不準(zhǔn)，亦會使端面精度喪失生產(chǎn)制造簡單、成本低僅球面加工較繁復(fù)，但以目前加工技術(shù)可達(dá)成，成本亦不高。
尺寸及設(shè)計已標(biāo)準(zhǔn)化可因應(yīng)各種不同應(yīng)用須要而作不同之設(shè)計，亦可為迷宮裝置，當(dāng)成密封使用及安裝已標(biāo)準(zhǔn)化如普通之標(biāo)準(zhǔn)螺帽之使用方式使用之限制無法到達(dá)較精密之結(jié)無，可到達(dá)很高之精度果要求各個導(dǎo)管31的各個下端，借助如圖3中所示的分配裝置35所關(guān)閉。各個分配裝置35，有繞軸旋轉(zhuǎn)地安裝的板36，被彈簧向前壓向一個砧座37上。板上的桿38被固定定位，以嚙合導(dǎo)水管，并將導(dǎo)水管在桿和砧座之間夾緊。這樣使導(dǎo)水管有效地關(guān)閉，并保證沒有細(xì)菌或類似物能通過導(dǎo)水管進(jìn)入容器。將上述板推離導(dǎo)水管，進(jìn)行液體的分配，使液體在重力作用下分配至杯39或其他接受器。
使用時，預(yù)混合飲料，例如果汁或類似物，將供應(yīng)在習(xí)慣稱為“盒中袋”型柔性袋的密封容器內(nèi)。最好是上述袋子有一個導(dǎo)水管預(yù)先安裝在其上面。另一方面，導(dǎo)水管可以在進(jìn)行分配之前，插入一個適當(dāng)?shù)奶淄策B接件。整個袋子在消毒條件下被密封和包裝，并最好在冷凍條件下存放和運(yùn)輸。天然果汁，如果完好地制備和冷凍，在冷凍下可保存多至六個月的期限。冷凍的果汁，然后在分配前解凍。為這目的，在上箱體有一個隔板40，位于搖架上面，在隔板上放置分配前候補(bǔ)的冷凍容器。一般地，上箱體內(nèi)的溫度維持在4℃。箱體內(nèi)的候補(bǔ)容器內(nèi)液體的逐漸解凍，將可使箱體內(nèi)的溫度維持在4℃，而不需被采用的制冷設(shè)備進(jìn)行工作。這將導(dǎo)致能量的節(jié)省。
當(dāng)一個容器被更換時，空的容器將從搖架移開，而新的、已解凍的容器被放入搖架內(nèi)的位置。在更換期間，攪拌裝置應(yīng)該斷掉電源。新的容器的導(dǎo)水管，穿過梁32的槽33，并向下通過分配裝置35，一旦進(jìn)入了安置位置后，導(dǎo)水管自由端處的密封可以打開，而攪拌和分配可以開始。很清楚，有利的是，導(dǎo)水管上的密封，應(yīng)在容器完全放入位置后，才打開。這將保證所分配的飲料，在包裝后任何階段不和空氣接觸。這樣的安排，也減小分配飲料前容器的盛載物受損害的機(jī)會。
可以設(shè)想，由于可以分配飲料而無空氣在分配前與液體接觸，而且由于飲料保持在4℃的溫度，已存放在分配器內(nèi)的飲料的儲藏限期將延長。這意味著，采用本發(fā)明的分配器，新鮮的果汁可以經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行分配，而在目前使用的開放式系統(tǒng)，會發(fā)生浪費現(xiàn)象。
很明顯，攪拌裝置可采取與上面介紹過的有不同的形式。在圖5所顯示的實施例中，攪拌裝置包含一個類似于
圖1至圖4中所顯示的裝置。但代替前面介紹過的提升機(jī)構(gòu)。本實例的機(jī)構(gòu)是一個來回機(jī)構(gòu)。搖架50架在滑軌51上面。而驅(qū)動馬達(dá)52上面的凸輪裝置55，推動搖架按一水平方向向前和向往地移動。從容器54引出的導(dǎo)水管53通到一個分配出口，它有圈狀的構(gòu)形，提供了足夠的松動部分來接受搖架的移動。
另一種變型，如圖6所示，在搖架61上面很簡單地裝上一個小的偏心電機(jī)振動器60，對容器62提供攪拌。搖架61將安裝在適宜的彈性支腿63上面，許可搖架作必要的移動。
再另一種變型。如圖7所顯示，一個臂70可繞軸轉(zhuǎn)動地安裝在一個支架71上，是由一個氣動活塞和缸筒驅(qū)動機(jī)構(gòu)72所驅(qū)動的。臂的自由端73壓迫容器的柔性壁74，因此攪拌容器內(nèi)的盛載液體。臂70的自由端73，可交替地緊夾著容器臂壁74，以便周期性地提升和放下容器，因此對容器內(nèi)的液體形成一個波浪運(yùn)動。
可以理解的是，沒有必要限制本發(fā)明一定要在一個制冷箱內(nèi)對果汁攪拌。很明顯，其他液體可以被分配，而采用外部攪拌的基本構(gòu)思，特別地設(shè)想是，飲料例如是湯和類似物，趨向于沉降成不同層次，但它最好是熱的時候進(jìn)行分配。這樣的飲料可在封密容器內(nèi)盛裝，分配前加以攪拌，而在分配前或以后被加熱。
被分配的飲料，是采用介紹過的可折疊容器的封閉系統(tǒng)，雖然是本發(fā)明的一個最佳形式，但并非是必要的。通氣的容器也可以被采用。
這里公開的攪拌裝置的一個優(yōu)點是，不需要采用液泵或循環(huán)裝置來進(jìn)行攪拌，而它是必須在不太長時間內(nèi)，周期性地進(jìn)行清潔和消毒。這里介紹過的攪拌裝置，從未和液體本身接觸，這樣就不要求有相同程度的消毒過程。
所有記載在上面說明書和附圖中圖解的所有內(nèi)容，只是作為舉例的解釋，而并沒有受此限制的意思。
權(quán)利要求一種超精密自位調(diào)心固定螺帽，系包括一螺帽座及一螺帽本體；其中螺帽本體內(nèi)壁攻有螺紋與主軸螺牙嚙合，而螺帽座一端面與軸承端面接觸；其特征在于螺帽座與螺帽本體之接觸面形成一具相同曲率半徑之配合凹、凸球面，以使主軸之中心線與軸承接觸端面自動調(diào)整保持垂直。
專利摘要本實用新型系關(guān)于一種超精密自位調(diào)心固定螺帽，系包括一螺座及一螺帽本體；其中螺帽本體內(nèi)壁攻有螺紋與主軸螺牙嚙合，而螺帽座一端面與軸承端面接觸，其特征在于螺帽座與螺帽本體之接觸面形成一球面，以使主軸旋轉(zhuǎn)時其中心線與軸承接觸端面自動調(diào)整保持垂直。對于可能因主軸本身螺牙精度不準(zhǔn)確而使主軸偏離之問題而自行調(diào)整成精確位置，使主軸之端面誤差范圍精度可達(dá)1μ之內(nèi)，并因接觸之球面而減少軸承內(nèi)圈集中負(fù)荷而易損壞之缺點，并因而可降低主軸軸承運(yùn)轉(zhuǎn)之噪音。
文檔編號F16B37/12GK2059469SQ89212978
公開日1990年7月18日 申請日期1989年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1989年11月10日
發(fā)明者陸軒文 申請人:中國軸承有限公司