TWI572424B - 螺帽的加工方法 - Google Patents

Description

螺帽的加工方法

本發明係關於一種螺帽的加工方法。

滾珠螺桿係為一種廣泛應用在許多機械設備中的裝置，其設置的目的在於提供精密的傳動功能，能達到機械操作中的直線運動，進而使承載的機台或物件於直線方向上進行作動。其中，滾珠螺桿主要包括一螺桿、一螺帽以及複數滾珠，滾珠容置於螺帽內，而螺帽套設於螺桿，使螺帽及滾珠可相對於螺桿直線運動。

然而，在習知技術中，如圖1所示，為了研磨一螺帽2的螺紋，使其螺紋溝槽G具有較高的精度而使螺桿可相對於螺帽2移動平順，通常是利用一成型砂輪機的成型砂輪11伸入螺帽2內側，以對螺紋溝槽G進行研磨的工作。但是，若當成型砂輪11沿著螺紋溝槽G進行研磨時，若成型砂輪11發生震動，將導致研磨精度下降。震動有可能是因成型砂輪11與螺帽2產生接觸而不免發生震動，或是因支桿12本身剛性不足而無法維持成型砂輪11在旋轉時的穩定所發生的震動，或是當支桿12之中心軸與螺帽2內側表面延伸的方向D之間的夾角θ太大而與螺帽2產生干涉所衍生的震動；以上情況都會使研磨精度無法符合需求。

因此，如何提供一種螺帽的加工方法，可使研磨加工後的螺紋部具有較高的精度，以符合應用上對精度的需求，已成為重要課題之一。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種可使研磨加工後的螺紋部具有較高的精度，以符合應用上對精度的需求之螺帽的加工方法。

為達上述目的，依據本發明之一種螺帽的加工方法包括：提供一螺帽，其中螺帽具有沿一方向延伸之一內側表面，內側表面具有一平 坦部及一螺紋部；藉由一平砂輪機研磨平坦部；藉由一成型砂輪機研磨螺紋部；以及藉由一超光件沿方向旋轉及伸入螺帽內側研磨螺紋部。

在一實施例中，螺帽的加工方法更包括：提供一素材；加工素材，以形成螺帽；及對螺帽進行熱固化處理。

在一實施例中，於藉由超光件研磨螺紋部的步驟中，更包括：將螺帽浸泡於一研磨液中。

在一實施例中，研磨液包含多數個磨料顆粒均勻混合於一介質中。

在一實施例中，於藉由超光件研磨螺紋部的步驟中，超光件研磨螺帽時係配合螺帽的導程。

在一實施例中，於藉由超光件研磨螺紋部的步驟中，超光件具有一端部及一本體部，端部的最大寬度小於本體部的最大寬度。

在一實施例中，端部具有一頂面，頂面具有一開口，加工方法更包括：藉由一調整元件由開口旋入超光件，以透過調整元件調整本體部的尺寸配合螺帽。

在一實施例中，本體部具有一外螺紋，於藉由超光件研磨螺紋部的步驟中，外螺紋與螺紋部不直接接觸。

在一實施例中，於藉由超光件研磨螺紋部的步驟中，外螺紋與螺紋部之間隙係介於0.05毫米至1毫米之間。

在一實施例中，於藉由超光件研磨螺紋部的步驟中，螺紋部的螺旋角的範圍是1度至50度之間。

承上所述，因本發明之螺帽的加工方法包括：提供一螺帽，其中螺帽具有沿一方向延伸之一內側表面，內側表面具有一平坦部及一螺紋部；藉由一平砂輪機研磨平坦部；藉由一成型砂輪機研磨螺紋部；以及藉由一超光件沿方向旋轉及伸入螺帽內側研磨螺紋部。藉此，與習知技術相較，由於利用成型砂輪機研磨螺紋部時，雖然可以進行螺紋部的研磨，但無法使螺紋部的精度達到要求，因此，本發明再利用超光件沿內側表面的延伸方向旋轉及伸入螺帽內側研磨螺紋部時，可使研磨工具不會與螺帽產生干涉，因此可使研磨加工後的螺紋部具有較高的精度，以符合應用上 對精度的需求。

11‧‧‧成型砂輪

12‧‧‧支桿

2‧‧‧螺帽

21‧‧‧內側表面

211‧‧‧平坦部

212‧‧‧螺紋部

3‧‧‧超光件

31‧‧‧端部

311‧‧‧頂面

32‧‧‧本體部

321‧‧‧外螺紋

33‧‧‧尾部

4‧‧‧夾套件

5‧‧‧調整元件

A‧‧‧區域

D‧‧‧方向

G‧‧‧螺紋溝槽

L‧‧‧研磨液

L1‧‧‧磨料顆粒

L2‧‧‧介質

O‧‧‧開口

S01~S04‧‧‧步驟

θ‧‧‧夾角

圖1為一種習知一種螺帽的研磨加工示意圖。

圖2為本發明較佳實施例之一種螺帽的加工方法的流程步驟示意圖。

圖3A為一種螺帽的剖視示意圖。

圖3B及圖3C分別為本發明較佳實施例之一種螺帽的加工過程示意圖。

圖3D為圖3C之區域A的放大示意圖。

圖4A及圖4B分別為圖3B之超光件與一調整元件的立體示意圖。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之螺帽的加工方法，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

請參照圖2、圖3A至圖3D所示，其中，圖2為本發明較佳實施例之一種螺帽的加工方法的流程步驟示意圖，而圖3A為一種螺帽2的剖視示意圖，圖3B及圖3C分別為本發明較佳實施例之一種螺帽2的加工過程示意圖，而圖3D為圖3C之區域A的放大示意圖。

本發明之螺帽的加工方法可應用於螺旋角介於1度至50度之間的螺帽。如圖所示，螺帽的加工方法可應用於研磨一螺帽2，使其精度達到應用上的要求。如圖2所示，加工方法包括步驟S01至步驟S04。

首先，如圖3A所示，步驟S01係為：提供一螺帽2，其中螺帽2具有沿一方向D延伸之一內側表面21，且內側表面21具有一平坦部211及一螺紋部212。於此，螺帽2例如但不限於應用於滾珠螺桿，且螺紋部212係為一連續溝槽。另外，方向D為螺帽2之內側表面21的延伸方向，且實際上，平坦部211及螺紋部212亦沿方向D延伸。若為一長條形的螺帽2時，則方向D即為螺帽2的長軸方向。

螺帽2的取得可例如以一車銑加工或其它製程(例如澆鑄成型或鍛造成型)加工而成。其中，更可將一素材(或稱盤元，材料例如為金屬、合金或不銹鋼等)於車銑加工後進行熱固化處理(thermal curing treatment)而得到，以加強所形成的螺帽2的硬度。前述之熱固化處理步驟可包括火焰硬化或高週波感應方式，本發明不予以限制。又，在螺帽2的取得的工段中，上述未說明之其他操作部分應為本發明所屬技術領域中具有通常知識者所能理解者，於此不再贅述。

接著，進行步驟S02：藉由一平砂輪機研磨平坦部211。於此，係利用平砂輪機沿方向D伸入螺帽2內側對內側表面21之平坦部211進行研磨來達到所要的精度。經過此外徑研磨之步驟處理後，亦可一併磨除原本因表面硬化處理而產生的熱變形部分。研磨完成後，將使螺帽2內側表面21具有一定的平整度與精度，而可同時作為後續研磨其他部分的基準，有利於降低整體加工製程以及後續成品組裝時的公差。至於實現研磨的手段係為本創作所屬技術領域中具有通常知識者所能理解者，於此不再贅述。

再者，進行步驟S03：藉由一成型砂輪機研磨螺紋部212。於此，係例如成型砂輪機對螺紋部212進行研磨。其中，由於螺旋角較大時，砂輪機的支桿12會與螺帽2產生部分干涉，因此當更換成較小直徑的支桿12時，雖然可以進行研磨，但只能算是粗磨，無法使螺紋部212的精度達到應用上的要求。

因此，需進行步驟S04：藉由一超光件3沿方向D旋轉及伸入螺帽2內側研磨螺紋部212。於此，步驟S02之平坦部211的研磨及步驟S03、S04之螺紋部212的研磨順序並無特別限制，可先研磨平坦部211後再研磨螺紋部212，或先研磨螺紋部212而達到精度的要求後再研磨平坦部211。

在本實施例中，如圖3B及圖3C所示，在對螺紋部212進行粗磨之後，為了使螺紋部212達到精度要求，於進行步驟S04以超光件研磨螺紋部212之前，需先將螺帽2浸泡於一研磨液L中並固定。其中，研磨液L除了提供研磨及潤滑的作用之外，也可透過靜態或流動的研磨液L於研磨時提供散熱的途徑(當然，流動研磨液L的散熱效果較佳)。另外，如圖3D所示，研磨液L可包含多數個磨料顆粒L1均勻混合於一介質L2中，是一種具有優良化學及機械性能的研磨液體。介質L2可為切削液，例 如太古油，而磨料顆粒L1例如可為單晶鑽石顆粒、多晶鑽石顆粒或奈米鑽石顆粒，或其它硬度較高的材料，以作為精密金屬之研磨及拋光之用。

請再參照圖3B及圖3C所示，超光件3具有一端部31、一本體部32及一尾部33，本體部32具有一外螺紋321(本體部32為超光件3中包含有外螺紋321之部分)。於研磨時，尾部33可被一夾套件4夾持，並由例如馬達(圖未顯示)驅動而旋轉，以透過本體部32之外螺紋321精磨螺紋部212。其中，超光件3係沿方向D移動，並配合螺帽2的導程(lead，是指螺帽2旋轉一圈所前進的距離)，一邊旋轉、一邊來回移動地移入及移出螺帽2，以研磨而使螺紋部212達到所要求的精度。由於係利用超光件3沿方向D旋轉及伸入螺帽2內側研磨螺紋部212，故超光件3不會與螺帽2產生干涉，因此可研磨具有高螺旋角的螺帽2。

另外，如圖3D所示，於超光件3研磨螺紋部212的過程中，超光件3之本體部32上的外螺紋321與螺帽2之螺紋部212是不直接接觸的，而且外螺紋321與螺紋部212之間的間隙可例如介於0.05毫米至1毫米之間。由於超光件3具有沿本體部32至端部31方向上為由寬變窄之導角構型(亦即超光件3之徑向截面上的最長外徑，係沿著本體部32至端部31方向上逐漸變小)，故當超光件3伸入螺帽2內側時，寬度較小的端部31可使研磨液L進入較寬的本體部32時，保留較多的研磨液L於本體部32所在的區域，使外螺紋321與螺紋部212之間的間隙內可填滿研磨液L，再藉由超光件3的旋轉、移動可帶動磨料顆粒L1對螺紋部212進行研磨，使螺紋部212的表面粗糙度(Ra)至少可達到0.1微米(μm)。

另外，請參照圖4A及圖4B所示，以進一步說明本實施例所使用之超光件3的結構，以及超光件3與一調整元件5的關係。其中，圖4A及圖4B分別為圖3B之超光件與一調整元件5的立體示意圖。

如圖4A所示，超光件3可為圓柱狀，其尾部33的最大寬度可小於本體部32的最大寬度，而且本體部32的一端係連接於尾部33，本體部32之另一端係連接於端部31。另外，端部31具有一頂面311，頂面311具有一開口O(於此稱為十字切口)。其中，端部31的最大寬度係小於本體部32的最大寬度。換言之，本實施例之超光件3的截面直徑係由 較小的端部31逐漸變大(可斜的變大或有弧形的變大)，而於本體部32時直徑為最大。

不過，值得一提的是，如圖4B所示，為了使超光件3可適用於不同尺寸的螺帽2，例如應用於研磨較大尺寸的螺帽2時，於研磨之前，本發明的加工方法更可包括：藉由一調整元件5(例如一螺絲)由頂面311之開口O旋入超光件3內，以透過調整元件5調整(擴大)本體部32的尺寸，以配合及適用於較大尺寸的螺帽2。

綜上所述，因本發明之螺帽的加工方法包括：提供一螺帽，其中螺帽具有沿一方向延伸之一內側表面，內側表面具有一平坦部及一螺紋部；藉由一平砂輪機研磨平坦部；藉由一成型砂輪機研磨螺紋部；以及藉由一超光件沿方向旋轉及伸入螺帽內側研磨螺紋部。藉此，與習知技術相較，由於利用成型砂輪機研磨螺紋部時，雖然可以進行螺紋部的研磨，但無法使螺紋部的精度達到要求，因此，本發明再利用超光件沿內側表面的延伸方向旋轉及伸入螺帽內側研磨螺紋部時，可使研磨工具不會與螺帽產生干涉，因此可使研磨加工後的螺紋部具有較高的精度，以符合應用上對精度的需求。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

S01~S04‧‧‧步驟

Claims (8)

1. 一種螺帽的加工方法，包括：提供一螺帽，其中該螺帽具有沿一方向延伸之一內側表面，該內側表面具有一平坦部及一螺紋部；藉由一平砂輪機研磨該平坦部；藉由一成型砂輪機研磨該螺紋部；以及藉由一超光件沿該方向旋轉及伸入該螺帽內側研磨該螺紋部，其中該超光件具有一端部及一本體部，該端部的最大寬度小於該本體部的最大寬度，該本體部具有一外螺紋，且該超光件研磨該螺紋部時，該外螺紋與該螺紋部不直接接觸。
2. 如申請專利範圍第1項所述之螺帽的加工方法，更包括：提供一素材；加工該素材，以形成該螺帽；及對該螺帽進行熱固化處理。
3. 如申請專利範圍第1項所述之螺帽的加工方法，其中於藉由該超光件研磨該螺紋部的步驟中，更包括：將該螺帽浸泡於一研磨液中。
4. 如申請專利範圍第3項所述之螺帽的加工方法，其中該研磨液包含多數個磨料顆粒均勻混合於一介質中。
5. 如申請專利範圍第1項所述之螺帽的加工方法，其中於藉由該超光件研磨該螺紋部的步驟中，該超光件研磨該螺帽時係配合該螺帽的導程。
6. 如申請專利範圍第1項所述之螺帽的加工方法，其中該端部具有一頂面，該頂面具有一開口，該加工方法更包括：藉由一調整元件由該開口旋入該超光件，以透過該調整元件調整該本體部的尺寸配合該螺帽。
7. 如申請專利範圍第1項所述之螺帽的加工方法，其中於藉由該超光件研磨該螺紋部的步驟中，該外螺紋與該螺紋部之間隙係介於0.05毫米至1毫米之間。
8. 如申請專利範圍第1項所述之螺帽的加工方法，其中於藉由該超光件研 磨該螺紋部的步驟中，該螺紋部的螺旋角的範圍是1度至50度。