螺桿的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種螺桿的制造方法，特別涉及一種具有較大螺旋角的螺旋式溝槽的螺桿的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]滾珠螺桿為一種廣泛應(yīng)用在許多機(jī)械設(shè)備中的裝置，其設(shè)置的目的在于提供精密的傳動(dòng)功能，通過(guò)機(jī)械操作中的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而使承載的機(jī)臺(tái)或?qū)ο笤谥本€方向上進(jìn)行動(dòng)作。目前所應(yīng)用的滾珠螺桿的基本元件組成包括螺桿、螺帽、多個(gè)滾珠，螺桿表面具有螺旋式溝槽，螺帽的內(nèi)表面也具有螺旋式內(nèi)溝槽，能與螺桿間形成滾珠通道，使?jié)L珠容置于其中，并與螺桿、螺帽形成相對(duì)滾動(dòng)的關(guān)系，以降低螺桿與螺帽之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦力。
[0003]其中，為使機(jī)械設(shè)備能夠提升運(yùn)作速度或產(chǎn)量，螺桿需承受較大的負(fù)載量。通常，會(huì)在螺桿上形成螺旋角較大的螺旋式溝槽，以提升螺桿的負(fù)載能力，并保持滾珠螺桿的工作穩(wěn)定。
[0004]而綜觀目前的螺桿工藝，大抵上以輥軋或研磨來(lái)形成。前者主要將胚料放置于輥輪之間，以適當(dāng)?shù)膲毫垑撼深A(yù)定的螺旋式溝槽后，再進(jìn)行拋光的處理。輥軋雖適合用以制作螺旋角較大的螺桿，然而，其存在著無(wú)法補(bǔ)償過(guò)程中產(chǎn)生的變形量的問(wèn)題。而后者則先利用車(chē)刀的方式進(jìn)行粗研磨，經(jīng)過(guò)部分表面處理后，再利用砂輪進(jìn)行較精細(xì)的研磨。此法雖可形成精度較高的成品，且過(guò)程中無(wú)須經(jīng)過(guò)拋光的手續(xù)，然而其所花費(fèi)的制造時(shí)間較長(zhǎng)，且由于工具機(jī)的限制，導(dǎo)致難以形成螺旋角較大的螺桿。
[0005]換言之，以目前的螺桿工藝而言，所制造的產(chǎn)品都無(wú)法同時(shí)達(dá)到兼具較大螺旋角、減少變形量的產(chǎn)生以及高精度的要求。
[0006]因此，如何提供一種螺桿的制造方法，能夠在工藝速度的要求下，形成兼具較大螺旋角、減少變形量的產(chǎn)生以及高精度的螺桿，以確保應(yīng)用時(shí)整體裝置能進(jìn)行精密及穩(wěn)定的動(dòng)作，已成為重要課題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于上述課題，本發(fā)明的目的是提供一種螺桿的制造方法，能夠在工藝速度的要求下，形成兼具較大螺旋角、減少變形量的產(chǎn)生以及高精度的螺桿，以確保應(yīng)用時(shí)整體裝置能進(jìn)行精密及穩(wěn)定的動(dòng)作。
[0008]為達(dá)上述目的，依據(jù)本發(fā)明的一種螺桿的制造方法，用以將胚料制成具有螺旋式溝槽的螺桿，該螺桿的制造方法包括以下步驟:以輥軋方式在胚料上形成預(yù)成型螺旋溝槽；對(duì)具有預(yù)成型螺旋溝槽的胚料進(jìn)行表面硬化步驟；對(duì)經(jīng)過(guò)表面硬化的胚料進(jìn)行拋光步驟；對(duì)經(jīng)過(guò)拋光的胚料進(jìn)行校直步驟；以及研磨經(jīng)過(guò)校直的胚料上的預(yù)成型螺旋溝槽的至少部分弧面，以形成具有螺旋式溝槽的螺桿。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，螺旋式溝槽為哥德牙式溝槽。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，螺旋式溝槽的螺旋角介于I?50度。
[0011]在一個(gè)實(shí)施例中，表面硬化步驟對(duì)經(jīng)過(guò)輥軋而具有預(yù)成型螺旋溝槽的胚料進(jìn)行加熱處理步驟。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，加熱處理步驟包括火焰硬化或高周波感應(yīng)方式。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，校直步驟更進(jìn)一步包括對(duì)經(jīng)過(guò)拋光的該胚料的外徑進(jìn)行研磨。
[0014]在一個(gè)實(shí)施例中，制造方法以平砂輪來(lái)研磨經(jīng)過(guò)拋光的胚料的外徑。
[0015]在一個(gè)實(shí)施例中，研磨預(yù)成型螺旋溝槽的部分弧面以成型砂輪進(jìn)行研磨。
[0016]在一個(gè)實(shí)施例中，部分弧面的角度為由預(yù)成型螺旋溝槽的底部向預(yù)成型螺旋溝槽的外徑方向延伸的45 ±20度。
[0017]在一個(gè)實(shí)施例中，制造方法應(yīng)用于滾珠螺桿。
[0018]承上所述，依據(jù)本發(fā)明的螺桿的制造方法，通過(guò)以輥軋方式在胚料上形成預(yù)成型螺旋溝槽并經(jīng)表面硬化處理，再對(duì)經(jīng)過(guò)表面硬化處理的胚料依序進(jìn)行拋光、校直以及研磨經(jīng)過(guò)上述步驟的預(yù)成型螺旋溝槽的至少部分表面，以形成具有螺旋式溝槽的螺桿。因此能夠在工藝速度的要求下，形成兼具較大螺旋角、減少變形量的產(chǎn)生以及高精度的螺桿。
[0019]相比公知的螺桿工藝，本發(fā)明在輥軋及表面硬化步驟后再進(jìn)行拋光研磨，能夠有效地將熱處理后的脫炭磨除，以提高螺桿的使用壽命。再者，在一個(gè)實(shí)施例中，在校直步驟中再進(jìn)行外徑研磨也有利于將先前表面處理時(shí)所產(chǎn)生的變形量移除，進(jìn)而提高螺桿的精度，使螺桿應(yīng)用于滾珠螺桿時(shí)能夠順利運(yùn)作。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的螺桿的制造方法的步驟流程圖。
[0021]圖2為應(yīng)用圖1的制造方法加工完成所得的螺桿的外觀示意圖。
[0022]圖3A為應(yīng)用圖1的制造方法的步驟Sll的操作示意圖。
[0023]圖3B為經(jīng)過(guò)圖1的制造方法的步驟Sll所形成具有預(yù)成型螺旋溝槽的胚料部分示意圖。
[0024]圖3C應(yīng)用圖1的制造方法的步驟S13的操作示意圖。
[0025]圖3D為應(yīng)用圖1的制造方法的步驟S17的操作示意圖。
[0026]圖3E為研磨外徑步驟的操作示意圖。
[0027]圖3F為經(jīng)過(guò)研磨外徑后的胚料部分示意圖。
[0028]圖3G為應(yīng)用圖1的制造方法的步驟S19的操作示意圖。
[0029]圖4為經(jīng)過(guò)圖1所示的步驟S19加工的胚料的預(yù)成型螺旋溝槽與滾珠搭配示意圖。
[0030][符號(hào)說(shuō)明]
[0031]1:螺桿
[0032]11:螺旋狀溝槽
[0033]2:胚料
[0034]2a:(經(jīng)過(guò)輥軋的)胚料
[0035]2b:(經(jīng)過(guò)拋光的)胚料
[0036]2c:(經(jīng)過(guò)校直的)胚料
[0037]21、21b、21c:預(yù)成型螺旋溝槽
[0038]211c:(預(yù)成型螺旋溝槽21c的被磨除的)部分弧面
[0039]212b:(預(yù)成型螺旋溝槽21c的)溝槽弧面
[0040]212c:(預(yù)成型螺旋溝槽21c的)底部
[0041]210、213c:外徑
[0042]3:滾輪
[0043]4:成型砂輪機(jī)
[0044]5:感應(yīng)線圈
[0045]6:平砂輪機(jī)
[0046]61:(砂輪機(jī)的)項(xiàng)心
[0047]7:(校直機(jī))壓頭
[0048]71:(校直機(jī)的)頂心
[0049]72:彎曲測(cè)量元件
[0050]73:支點(diǎn)
[0051]Sll ?S19:步驟
[0052]B:滾珠
[0053]B1:曲率中心
[0054]Wl:(因表面硬化處理而產(chǎn)生的)熱變形部分
[0055]W2:凸起
[0056]Θ:角度
【具體實(shí)施方式】
[0057]以下將參照相關(guān)附圖，說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種螺桿的制造方法，其中相同的元件將以相同的參照符號(hào)加以說(shuō)明。
[0058]圖1為依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的螺桿的制造方法的步驟流程圖，圖2為應(yīng)用圖1的制造方法加工完成所得的螺桿的外觀示意圖。請(qǐng)同時(shí)參考圖1及圖2所示，本實(shí)施例的螺桿I應(yīng)用于滾珠螺桿(Ball Screw)，螺桿I為圓柱狀桿體，且其外表面具有沿縱軸連續(xù)纏繞的螺旋狀溝槽11。而本實(shí)施例的一種螺桿的制造方法，可包括以下步驟:以輥軋方式在胚料上形成預(yù)成型螺旋溝槽(Sll);對(duì)經(jīng)過(guò)輥軋而具有預(yù)成型螺旋溝槽的胚料進(jìn)行表面硬化步驟(S13);對(duì)經(jīng)過(guò)表面硬化的胚料進(jìn)行拋光步驟(S15);對(duì)經(jīng)過(guò)拋光的胚料進(jìn)行校直步驟(S17);以及研磨經(jīng)過(guò)校直的胚料上的預(yù)成型螺旋溝槽的至少部分弧面，以形成具有螺旋式溝槽的螺桿(S19)。
[0059]在各步驟說(shuō)明時(shí)，可同時(shí)參照?qǐng)D2所示的螺桿I的外觀示意圖，以及圖3A?圖3G所示的步驟示意圖，以便理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容。
[0060]圖3A為應(yīng)用圖1的制造方法的步驟Sll的操作示意圖，請(qǐng)同時(shí)參考圖1及圖3A所示，在步驟Sll中，以輥軋方式在胚料2上形成預(yù)成型螺旋溝槽21。具體來(lái)說(shuō)，胚料2可為金屬塊狀或柱狀材料，將胚料2置于旋轉(zhuǎn)的以圓滾模式運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)滾輪3之間，以壓力冷擠、輾壓，使兩個(gè)滾輪3之間的距離慢慢減少，同時(shí)迫使胚料2產(chǎn)生塑性流動(dòng)，進(jìn)而形成預(yù)成型螺旋溝槽21。必須說(shuō)明的是，圖3A僅示意步驟Sll的執(zhí)行過(guò)程，其設(shè)置位置、細(xì)節(jié)并非用以限制本發(fā)明。請(qǐng)參考圖3B，經(jīng)過(guò)輥軋方式在胚料2上所形成的預(yù)成型螺旋溝槽21，還具有后續(xù)需再行磨除的凸起W2。圖3B中虛線部份則為后續(xù)預(yù)定磨除到的溝槽表面。
[0061]在胚料2上所形成的預(yù)成型螺旋溝槽21為半成品，故完成前述步驟Sll的輥軋程序后，則進(jìn)行步驟S13，對(duì)經(jīng)過(guò)輥軋而具有預(yù)成型螺旋溝槽21的胚料2a進(jìn)行表面硬化步驟。請(qǐng)同時(shí)參考圖1及圖3C所示，圖3C為應(yīng)用圖1的制造方法的步驟S13的操作示意圖。詳細(xì)而言，在本實(shí)施例中，表面硬化步驟對(duì)于經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)輥軋的胚料2a進(jìn)行加熱處理步驟，即表面熱處理，以加強(qiáng)后續(xù)所形成的螺桿的硬度。上述的加熱處理步驟可包括火焰硬化或高周波感應(yīng)方式，本發(fā)明不予以限制。必須說(shuō)明的是，圖3C僅示意步驟S13的執(zhí)行過(guò)程，本實(shí)施例應(yīng)用感應(yīng)線圈5為例，將胚料2a置入感應(yīng)線圈5，接著對(duì)感應(yīng)線圈5通以高周波電流，以產(chǎn)生磁場(chǎng)，經(jīng)電磁感應(yīng)而在胚料2a內(nèi)部產(chǎn)生與感應(yīng)線圈5的高周波電流反向的感應(yīng)電流，使胚料2a的表面急速加熱，但胚料2a的中心仍保持低溫或僅提升少量溫度(亦即相對(duì)于其表面仍維持較低的溫度)。由此，以硬化胚料2的表面。然而其設(shè)置位置或加熱參數(shù)并非用以限制本發(fā)明。
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