上承载组件及导轨系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种上承载组件及导轨系统，属于导轨领域。上承载组件的基板和支撑板一体成型，支撑板的上、下表面分别与两个基板的内侧壁形成沿着支撑板长度方向延伸的上、下轨道，其还包括固定连接在支撑板两端的内反向器和连接在内反向器外端的外反向器，内反向器的表面为弧面，其与支撑板端部平滑连接并将上、下轨道连接形成闭合回路状的环形轨道，多个相连的滚动体环绕所述环形轨道。导轨系统的上承载组件可沿下承载部长度方向移动，下轨道由下承载部的上表面封盖形成下轨道腔体，上轨道由鞍座封盖形成上轨道腔体。其解决了上承载组件生产工艺复杂、导轨系统运行不稳定的问题。其生产工艺简单、精度高，导轨系统运行稳定。
【专利说明】上承载组件及导轨系统
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及导轨领域。
【背景技术】
[0003]随着现代制造技术的不断发展，传统的制造业发生了巨大的变化，数控技术、机电一体化和工业机器人在生产中得到了更加广泛的应用。同时机械传动机构的定位精度、导向精度和进给速度在不断提高，使传统的导向机构发生了重大变化。在机械加工设备领域中，滚动直线导轨副以其独有的特性，逐渐取代了传统的滑动直线导轨，在工业生产中得到了广泛的应用。适应了现今机械对于高精度、高速度、节约能源以及缩短产品开发周期的要求，已被广泛应用在各种重型组合加工机床、数控机床、高精度电火花切割机、磨床、工业用机器人乃至一般产业用的机械中。
[0004]在现有技术中，有的导轨系统的上承载组件的支撑板与反向器是一体成型的，其加工工艺复杂，生产成本高。目前，也有分体式的上承载组件，其反向部的弧形腔轨道设在反向器内部，导致滚动体的安装很复杂，由于长时间使用，还可能造成上承载组件位移，导致反向部与支撑板的对接处不平滑，致使滚动体反向困难，运动不顺畅，而使得导轨系统不稳定。
[0005]
【发明内容】
[0006]为了克服现有技术的不足，本发明目的之一在于提供一种上承载组件，其支撑板和基板一体成型，通过将弧形的反向部固定在支撑板两端来形成滚动体运行的环形轨道，该导轨加工工艺简单，安装方便`，精确度高，可减少轨道连接处的阻力，提高运动的顺畅性。
[0007]本发明的目的之二在于提供一种导轨系统。
[0008]为解决上述目的一，本发明所采用的技术方案如下:
上承载组件，包括相对设置的两个基板、连接在两个基板之间的支撑板和多个滚动体。所述基板和支撑板一体成型；所述支撑板的上表面和下表面分别与两个基板的内侧壁形成沿着支撑板长度方向延伸的上轨道和下轨道；其还包括固定连接在支撑板两端的内反向器以及连接在内反向器外端的外反向器，所述内反向器的表面为弧面，其与支撑板端部平滑连接并将上、下轨道连接形成闭合回路状的环形轨道；所述多个相连的滚动体环绕所述环形轨道设置，其可以沿着环形轨道滚动。
[0009]优选地，所述外反向器内侧是与内反向器表面相匹配的弧面，在外反向器内侧的弧面上相对于上、下轨道的位置处设有凹槽，该外反向器用于封盖内反向器，凹槽与内反向器配合形成一个供滚动体反向的弧形腔。
[0010]优选地，在支撑板的长度方向的截面中，所述支撑板的上表面的轮廓线和下表面的轮廓线均呈直线状，且上表面的轮廓线和下表面的轮廓线的端部通过圆弧线平滑连接。[0011 ] 优选地，在所述的两个基板的内侧壁设有镶板槽，在镶板槽内安装有镶板。
[0012]优选地，所述支撑板的上表面和下表面都是平面或者都从与基板连接的两侧向中间凹陷。
[0013]所述支撑板的上、下表面分别与基板的上、下表面平行；所述基板长度方向的一端
到另一端的厚度一致。
[0014]优选地，所述基板的上表面为一倾斜面，从基板长度方向的一端至另一端该倾斜面逐渐向下倾斜，基板的厚度逐渐减小；在支撑板的长度方向的截面中，所述支撑板的上表面的轮廓线与基板上表面平行，所述支撑板的下表面的轮廓线与基板下表面平行。
[0015]优选地，其还包括一个防脱落架，其为一根金属条，其包括两端的固定部和中段，其两个固定部分别固定在两个外反向器上；在外反向器下表面的中间和滚动体表面的中间设有沿下轨道长度方向安置槽，所述安置槽的深度大于金属条中段的厚度。
[0016]优选地，在基板两内侧壁设有卡槽，在滚动体的滚动轴线两端设置有凸轴，所述凸轴卡接在卡槽内。
[0017]为解决上述目的二，本发明所采用的技术方案如下:
导轨系统，包括下承载部、鞍座，其还包括上承载组件；所述上承载组件安装在下承载部上方，并可沿着下承载部长度方向移动；所述下轨道由下承载部的上表面封盖形成下轨道腔体；上轨道由鞍座封盖形成上轨道腔体。所述上承载组件包括相对设置的两个基板、连接在两个基板之间的支撑板和多个滚动体。所述基板和支撑板一体成型；所述支撑板的上表面和下表面分别与两个基板的内侧壁形成沿着支撑板长度方向延伸的上轨道和下轨道；其还包括固定连接在支撑板两端的内反向器以及连接在内反向器外端的外反向器，所述内反向器的表面为弧面，其与支撑板端部平滑连接并将上、下轨道连接形成闭合回路状的环形轨道；所述多个相连的滚动体环绕所述环形轨道设置，其可以沿着环形轨道滚动。
[0018]相比现有技术，本发明的有益效果在于:
本发明的导轨系统的上承载组件采用分体式轨道，其支撑板、反向器的生产加工可以分别进行，安装的时候可以观察到支撑板和反向器连接处是否平滑过渡。本发明的反向器分为内反向器和外反向器，也可以分别进行生产加工，使得本发明的上承载组件的生产加工工艺简单，反向器与支撑板的安装以及滚动体的安装都很方便，精确度高，并可减少轨道连接处的阻力，提高运动的顺畅性。另外，基板上表面和鞍座下表面设置为斜面，在下承载部和滚动体被磨损后可以通过调节上承载组件与下承载部之间的距离来保持其相对运动，而无需对上承载组件或者下承载部进行更换；支撑板设置为向中间凹陷的结构可以增加滚动体与支撑板的接触面积，增加承载能力；安装的镶板可以减少支撑板的磨损，延长支撑板的使用寿命。
[0019]【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明的导轨系统的结构示意图；
图2为本发明中上承载组件结构示意图；
图3为本发明导轨系统的长度方向截面图； 图4为本发明的带镶板槽的基板截面示意图；
图5为本发明中V形轨道的截面结构示意图；
图6为本发明中弧形轨道的截面结构示意图；
图7为本发明中带V形轨道的基板和支撑板的结构示意图；
图8为本发明中有防脱落架的上承载组件结构示意图；
图9为本发明中有安置槽的滚动体的结构示意图；
图10为本发明中设有方形卡槽的基板的结构示意图；
图11为本发明中设有三角形卡槽的基板的结构示意图；
图12为本发明中的链式防脱落架的结构示意图；
图13为本发明中有加油孔的端盖结构示意图；
图14为多轨道的基板和支撑板的结构示意图；
其中，11、基板；111、卡槽；112、镶板槽；12、支撑板；13、滚动体；131、凸轴；14、内反向器；15、外反向器；151、凹槽；2、下承载部；3、间隙；4、鞍座；52、固定部；51、中段；53、安置槽；54、安装槽；55、链条；56、保持架单体；6、端盖；61、加油孔；7、冷却孔。
[0021]
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0023]如图1所示，一种导轨系统，包括下承载部2、鞍座4、多个滚动体13和上承载组件。
[0024]上承载组件，包括相对设置的两个基板11、连接在两个基板11之间的支撑板12和多个滚动体13。基板11和支撑板12 —体成型，支撑板12的上表面和下表面分别与两个基板11的内侧壁形成沿着支撑板12长度方向延伸的上轨道和下轨道，其还包括固定连接在支撑板12两端的内反向器14以及连接在内反向器14外端的外反向器15，内反向器14的表面为弧面，其与支撑板12端部平滑连接并将上、下轨道连接形成闭合回路状的环形轨道。多个相连的滚动体13环绕所述环形轨道设置，其可以沿着环形轨道滚动。多个滚动体13之间相连的方式可以是相邻的滚动体的相互接触或者通过保持架进行连接。滚动体13可以是滚动柱或者滚动珠，其滚动轴线与上、下轨道的宽度一致。
[0025]外反向器15内侧是与内反向器14表面相匹配的弧面，在外反向器15内侧的弧面上相对于上、下轨道的位置处设有凹槽151,该外反向器15用于封盖内反向器14,凹槽151与内反向器14配合形成一个供滚动体13反向的弧形腔。外反向器15与基板11对应设有螺孔，外反向器15通过螺钉固定在基板11的两端。
[0026]如图3所示，在支撑板12的长度方向的截面中，支撑板12的上表面的轮廓线和下表面的轮廓线均呈直线状，且上表面的轮廓线和下表面的轮廓线的端部通过圆弧线平滑连接。通过优化支撑板12的结构，可以进一步减少滚动体13滚动阻力，使滚动体13更顺畅地滚动。
[0027]本发明的导轨系统中，上承载组件安装在下承载部2上方，并可沿着下承载部2的长度方向移动。下轨道由下承载部2的上表面封盖形成下轨道腔体，上轨道由鞍座4封盖形成上轨道腔体。作为优选的实施例，鞍座4与上承载组件可以通过螺钉在基板11的上表面或者侧面进行固定连接。
[0028]本发明的分体式的轨道结构，在生产的时候，基板11和支撑板12 —体成型，内反向器14和外反向器15可以分别进行生产加工，与现有的整体式的轨道或者整体式的反向器相比，其生产工艺简单，成本低，能大大降低生产加工难度；与现有技术中的分段式轨道和整体式反向器相比，能确保安装时内反向器14与上、下导轨的连接处平滑，可减少轨道的连接处对滚动体13滚动造成的干扰，减少其运动阻力，提高其运动的顺畅性。并且对于滚动体13的安装也很方便。
[0029]如图4所示，在两个基板11的内侧壁底部设有镶板槽112，在镶板槽112内安装有镶板。通过利用镶板与滚动体13相接触，可减少支撑板12的磨损，延长支撑板12的使用寿命。
[0030]本发明中的镶板可以采用精细陶瓷、硬质合金、高速钢或者钨钢材质制成，能提高镶板的硬度、耐磨性。
[0031]如图4所不,支撑板12的上表面和下表面是平面。支撑板12的上表面和下表面还可以设置为从与基板11连接的两侧向中间凹陷的表面，如图5和图6所示，该凹陷的表面可以是V形或者弧形。设置凹陷的支撑板12可以增大滚动体13与支撑板12的接触面积，增加支撑板12的承载能力。如图7所示，当支撑板12设置成凹陷形状时，基板11无需向下延伸形成下轨道的侧壁，下轨道的两侧会对滚动体13产生两个朝内的力，从而确保滚动体13不会脱离轨道。
[0032]支撑板12的上、下表面分别与基板11的上、下表面平行。如图2所示，基板11长
度方向的一端到另一端的厚度一致。
[0033]如图3所示，基板11的上表面还可以设为一倾斜面，从基板11的长度方向的一端至另一端该倾斜面逐渐向下倾斜，基板11的厚度逐渐减小。在支撑板12的长度方向的截面中，支撑板12的上表面的轮廓线与基板11的上表面平行，支撑板12的下表面的轮廓线与基板11的下表面平行。鞍座4可相对于下承载部2移动，且其下表面为与基板11的上表面匹配的斜面，上承载组件可相对于鞍座4滑动，滑动后会调整上承载组件的高度，从而可以调整上承载组件与下承载部2之间的距离，方便安装与维修。当滚动体13与下承载部2因长期使用、长期摩擦而磨损产生间隙时，会影响上承载组件与下承载部2之间的相对运动，这时，通过移动上承载组件来减小上承载组件与下承载部2之间的间隙即可恢复相对运动。
[0034]如图8和图9所示，作为一种优选的实施例，本发明的导轨系统还包括一个防脱落架，该防脱落架是一根金属条，可以是钢丝条、铜丝条等，其包括两端的固定部52和中段51，其两个固定部52分别固定在两个外反向器15上，在外反向器15下表面的中间和滚动体13表面的中间设有沿下轨道长度方向的安置槽53，中段51位于安置槽53内，为了确保滚动体13与下承载部2的充分接触，安置槽53的深度大于金属条的厚度，从而使金属条完全陷入安置槽53内。通过金属条将滚动体13保持在轨道内而不至于脱落下来。防脱落架的固定方式有多种，可以直接焊接或者通过螺钉固定在外反向器15的两端，在本实施例中，安置槽53延伸至外反向器15的外侧面，在安置槽53的末端设有安装槽54，固定部52为设置在金属条末端的卡钩，卡钩卡接在安装槽54内，并且在两个外反向器15的外侧还固定安装有端盖6，用于夹紧和固定金属条。端盖6上对应于外反向器15和基板11的螺孔的位置处同样设置有螺孔，端盖6、外反向器15和基板11通过螺钉连接为一整体。为了增强防脱落功能，防脱落架可以设置多个。
[0035]如图10所示，为防止滚动体13脱落，还可以在基板11两内侧壁设卡槽111，在滚动体13的滚动轴线两端设置有凸轴131，凸轴131卡接在卡槽111内。本实施例中，卡槽111的截面形状为方形，其还可以设置为方形、三角形、梯形或者弧形。如图11所示的卡槽111截面形状为三角形。滚动体13可以与支撑板12的上表面接触也可以不接触，优选地，卡槽111与支撑板12的上表面的距离大于滚动体13的半径，使得滚动体13与支撑板12的上表面之间存在间隙3，能够提高滚动体13的运动速度，并且能减少滚动体13与支撑板12上表面之间的摩擦，延长上承载组件的使用寿命。
[0036]如图12所示，滚动体13的防脱落结构还可以是一个链式保持架56，链式保持架56将相邻的滚动体13相隔开，减少各个滚动体13之间的摩擦。该防脱落结构还可以是单体保持架。
[0037]优选的，在支撑板12内还设置有输送管，上承载组件上设置有与输送管连通的进口和出口，以在使用过程中，通过利用制冷制热设备往输送管内通入调温介质(也就是冷却介质或导热介质)，可调节上承载组件的温度。如图2和图8所示，在基板11外侧还设有冷却孔7。
[0038]如图13所示，机械在长时间运行的时候，需要加油进行润滑，因而可以在端盖6和外反向器15上对应设有加油孔61,方便加润滑油；或者,可以在外反向器15外端加装一个
自润滑装置。
[0039]如图14所示，该上承载组件还可以设置有多个基板11和多个支撑板12，从而形成多个环形轨道(其中，环形轨道的数量与支撑板12数量相等)。
[0040]优选地，上承载组件上还固定有用于密封上承载组件和下承载部2之间的密封件。该密封件通过嵌装方式或者螺丝锁紧方式固定在上承载组件上。该密封件可以对上承载组件与下承载部2之间进行密封，从而避免外界的粉尘、切屑料影响导轨系统运行的可靠性。
[0041]上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
【权利要求】
1.上承载组件，包括相对设置的两个基板(11)、连接在两个基板(11)之间的支撑板(12)和多个滚动体(13)，其特征在于:所述基板(11)和支撑板(12) —体成型；所述支撑板(12)的上表面和下表面分别与两个基板(11)的内侧壁形成沿着支撑板(12)长度方向延伸的上轨道和下轨道；其还包括固定连接在支撑板(12)两端的内反向器(14)以及连接在内反向器(14)外端的外反向器(15)，所述内反向器(14)的表面为弧面，其与支撑板(12)端部平滑连接并将上、下轨道连接形成闭合回路状的环形轨道；所述多个相连的滚动体(13)环绕所述环形轨道，其可以沿着环形轨道滚动。
2.如权利要求1所述的上承载组件，其特征在于:所述外反向器(15)内侧是与内反向器(14)表面相匹配的弧面，在外反向器(15)内侧的弧面上相对于上、下轨道的位置处设有凹槽(151),外反向器(15)用于封盖内反向器(14),凹槽(151)与内反向器(14)配合形成一个供滚动体(13)反向的弧形腔。
3.如权利要求1所述的上承载组件，其特征在于:在支撑板(12)的长度方向的截面中，所述支撑板(12)的上表面的轮廓线和下表面的轮廓线均呈直线状，且上表面的轮廓线和下表面的轮廓线的端部通过圆弧线平滑连接。
4.如权利要求1所述的上承载组件，其特征在于:在所述的两个基板(11)的内侧壁底部设有镶板槽(112)，在镶板槽(112 )内安装有镶板。
5.如权利要求1所述的上承载组件，其特征在于:所述支撑板(12)的上表面和下表面都是平面或者都从与基板(11)连接的两侧向中间凹陷。
6.如权利要求1所述的上承载组件，其特征在于:所述支撑板(12)的上、下表面分别与基板(11)的上、下表面平行；所述基板(11)长度方向的一端到另一端的厚度一致。
7.如权利要求1所述的上承载组件，其特征在于:所述基板(11)的上表面为一倾斜面，从基板(11)长度方向的一端至另一端该倾斜面逐渐向下倾斜，基板(11)的厚度逐渐减小；在支撑板(12)的长度方向的截面中，所述支撑板(12)的上表面的轮廓线与基板上表面平行，所述支撑板(12)的下表面的轮廓线与基板(II)下表面平行。
8.如权利要求1所述的上承载组件，其特征在于还包括一个防脱落架，其为一根金属条，其包括两端的固定部(52)和中段(51)，其两个固定部(52)分别固定在两个外反向器(15)上；在外反向器(15)下表面的中间和滚动体(13)表面的中间设有沿下轨道长度方向的安置槽(53)，所述安置槽(53)的深度大于金属条中段的厚度。
9.如权利要求1所述的上承载组件，其特征在于:在基板(11)两内侧壁设有卡槽(111)，在滚动体(13)的滚动轴线两端设置有凸轴(131)，所述凸轴(131)卡接在卡槽(111)内。
10.导轨系统，包括下承载部(2)、鞍座(4)，其特征在于还包括如权利要求1至9任一项所述的上承载组件；所述上承载组件安装在下承载部(2)上方，并可沿着下承载部(2)长度方向移动；所述下轨道由下承载部(2)的上表面封盖形成下轨道腔体；上轨道由鞍座(4)封盖形成上轨道腔体。
【文档编号】F16C29/04GK103573811SQ201310522686
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2013年10月29日
【发明者】陈意民 申请人:陈意民