一種精密定位用偏心密珠軸套制造技術

一種精密定位用偏心密珠軸套，該偏心密珠軸套由保持架、高精度球和螺母組成；保持架上沿軸線方向加工有均布的、直徑大于所用高精度球直徑0.1～0.2mm的多個球室；球室的有效長度大于高精度球直徑整數倍的0.2～0.5mm；球室一端封閉，一端開口；開口的一端加工有螺紋，通過螺母封閉球室。保持架外環的直徑尺寸小于零件內孔直徑尺寸1mm；保持架內環直徑尺寸大于安裝芯軸外徑尺寸1mm；保持架內外環之間的偏心量為該密珠軸套的設計偏心量。本發明專利技術通過更換不同球室里高精度球的規格尺寸實現微小偏心量的定位誤差補償或特定偏心量零件的精密定位需求，偏心密珠軸套的定位誤差在0.2μm以下，具有良好的推廣價值與市場應用前景。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于精密機械制造與測試
，涉及一種提高零件徑向定位精度的精密偏心密珠軸套。
技術介紹
在精密機械加工與測量領域中，零件的安裝偏心誤差是一項不容忽視的重要誤差。對于回轉體零件(例如:軸、軸承內外圈、圓盤等)而言，零件的安裝偏心誤差直接影響到零件的圓跳動精度。目前，常用孔、軸零件的徑向定位方式有三種:間隙配合、膨脹芯軸或彈性芯軸、密珠軸套。除間隙配合外，膨脹芯軸、彈性芯軸和密珠軸套均有相應的專利技術專利。例如公開的專利一一新型高精度密珠軸系(CN02274683)，提出了一種基于密珠軸系結構的精密主軸軸系結構。軸和孔采用間隙配合的結構一般用于零件加工與測試精度不高的場合，間隙量控制在2?10 μπι不等；即使在某些特殊精密加工與檢測場合，采用間隙配合時的間隙量也要達到不低于I μπι的要求，否則會造成零件安裝困難，甚至劃傷零件內孔。采用間隙配合時，由于間隙量的存在，很容易造成零件的安裝偏心，引入零件的加工或檢測誤差。采用膨脹芯軸或彈性芯軸件時，在零件裝入安裝芯軸前軸和孔為間隙配合，裝入后在膨脹力或彈性力的作用下，軸和孔變為過盈配合。該種結構在一定范圍內可提高零件的安裝精度，但由于材料變形的均勻性的差異，該類型的定位方式也難以達到較穩定的定位精度，定位精度僅能達到Iym量級。另外，采用膨脹芯軸或彈性芯軸結構，定位后零件和安裝芯軸不允許有軸向或徑向的相對運動，使用較不方便。采用密珠軸套的結構定位誤差可減小到Iym以下，若選用G5及以上精度的高精度球，誤差均化效應可使定位誤差進一步減小到0.2?0.5 μm，甚至更小。采用密珠軸套的結構，高精度球與安裝芯軸和零件內孔之間單邊有I?3 μπι的過盈量，因此定位比較穩定。另外，同批次G5級球的粒間差不超過0.2 μπι，定位精度較高；密珠結構允許零件相對安裝芯軸做軸向移動和轉動，使用較方便。密珠軸套的定位結構是目前定位精度最高的機械式定位方式。但目前的密珠軸套結構均為球孔均布的固定式結構，鋼球一旦封裝到保持架上后，不能取出或更換，只要有一粒鋼球損壞，則該密珠軸套就不能使用。另外球的規格單一，不具有誤差補償的特性，僅能實現零件相對于安裝芯軸的高精度定位。對于安裝芯軸本身存在安裝偏心的情況，現有的固定式密珠軸套結構不能予以校正和誤差補償。另外，對于想實現特定偏心量零件的精密定位需求，現有的密珠軸套結構亦不能滿足要求。
技術實現思路
為解決此難題，本專利技術提供了一種精密定位用偏心密珠軸套，該結構可以通過更換不同球室里高精度球的規格尺寸，來實現微小偏心量的定位誤差補償或特定偏心量零件的精密定位需求。本專利技術的主要內容如下:—種精密定位用偏心密珠軸套，如圖1所示，由保持架、高精度球和螺母組成；保持架的材料選用不易生銹、尺寸穩定好的銅、鋁等金屬材料或復合材料；保持架上沿軸線方向有均布的、直徑大于所用高精度球直徑0.1?0.2mm的多個球室。球室的有效長度大于高精度球直徑整數倍的0.2?0.5mm，便于高精度球在球室內自由轉動和小范圍內移動；球室一端封閉，一端開口 ；開口的一端加工有螺紋，可通過螺母封閉球室。為減小高精度的規格種類，球室的數量不宜過多。保持架外環的直徑尺寸小于零件內孔直徑尺寸Imm ;保持架內環直徑尺寸大于安裝芯軸外徑尺寸Imm ;保持架內外環之間的偏心量為該密珠軸套的設計偏心量。對于欲實現微小偏心量(10 μπι以下)的偏心密珠軸套，為了加工方便，保持架為等壁厚結構。本專利技術提供了一種精密定位用偏心密珠軸套，具有結構簡單、制作和使用方便的優點，能夠實現微小偏心量的定位誤差補償或特定偏心量零件的精密定位需求，制作精良的偏心密珠軸套的定位誤差可減小到0.2 μπι以下。本專利技術提供的精密定位用偏心密珠軸套加工制作成本低、通過誤差補償后的定位精度高，具有良好的推廣價值與市場應用前景?！靖綀D說明】圖1是具有微小偏心量的偏心密珠軸套。圖2是偏心量為0.14 μ m的偏心密珠軸套。圖3是偏心量為0.2 μ m的偏心密珠軸套。圖4是偏心量為0.23 μπι的偏心密珠軸套。圖5是偏心量為0.3 μ m的偏心密珠軸套。圖6是具有大偏心量的偏心密珠軸套。圖7是偏心量為1.0OOmm的偏心密珠軸套(四球室)。圖8是偏心量為1.0OOmm的偏心密珠軸套(六球室)。圖中:I保持架；2高精度球；3螺母?！揪唧w實施方式】以下結合附圖和技術方案，進一步說明本專利技術的【具體實施方式】。—、用于誤差補償的具有微小偏心量的精密定位用偏心密珠軸套如圖1所示，首先根據安裝芯軸和零件內孔的直徑尺寸確定保持架內外圈的直徑和所用高精度球的直徑。若安裝芯軸的公稱直徑為30mm，上偏差為0，下偏差為-0.002mm ;零件內徑尺寸為40臟，上偏差為+0.003mm,下偏差O。則選用保持架的內徑為31臟，外徑為39mm，等壁厚結構。高精度球與安裝芯軸和零件之間的單邊過盈量I?3 μ m，高精度球的直徑選擇為5_，規值為5 μπι的G5級球，分規值則根據密珠軸套的設計偏心量進行選擇。假設偏心密珠軸套的設計高度為35mm，每個球室的有效長度加工到25.3±0.2mm，以容納5個高精度球。球室選用直徑為5.1mm的銑刀沿軸向銑削加工得到。同批次G5級球的粒間差不超過 0.2 μm，分規值分別為 O μπι、±0.2 μπι、±0.4 μπι、±0.6 μπι 和 ±0.8 μπι。制作前需準備多種該規格不同分規值的高精度球，以便根據需要組裝成具有特定微小偏心量的偏心密珠軸套。下面分別以4個球室+兩種規格高精度球、4個球室+三種規格高精度球、6個球室+三種規格高精度球、6個球室+四種規格高精度球四種組合方案闡述偏心密珠軸套的制作方法。(I) 4個球室+兩種規格高精度球的精密定位用偏心密珠軸套(圖2所示)。按順時針方向對球室進行編號，分別為I號、2號、3號和4號球室。I號和2號相鄰兩個球室分別置入5粒直徑為5.005mm，分規值為O的G5級高精度球；3號和4號球室分別置入5粒直徑為5.005mm，分規值為0.2 μ m的G5級高精度球，然后用螺帽擰緊。這樣制作的偏心密珠軸套偏心量約為0.14 μ m，偏心方向位于3號球室和4號球室中間位置。記錄下各個球室所用高精度球的分規值、偏心密珠軸套的偏心量及方向貼到偏心密珠軸套上。采用該種方案，高精度球所能達到的最小偏心量為0.14 μπι。更換其他分規值的高精度球能獲得偏心量為0.14 μ m整數倍的偏心密珠軸套。(2) 4個球室+三種規格高精度球的精密定位用偏心密珠軸套(圖3所示)。按順時針方向對球室進行編號，分別為I號、2號、3號和4號球室。I號球室置入5粒直徑為5.005mm，分規值為-0.2 μ m的G5級高精度球；2號球室和4號球室分別置入5粒直徑為5.005mm，分規值為O的G5級高精度球；3號球室置入5粒直徑為5.005mm，分規值為0.2 μ m的G5級高精度球，然后用螺帽擰緊。這樣制作的偏心密珠軸套偏心量為0.2 μ m，偏心方向位于3號球室的方向。記錄下各個球室所用高精度球的分規值、偏心密珠軸套的偏心量及方向貼到偏心密珠軸套上。采用該種方案，G5級高精度球所能達到的最小當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種精密定位用偏心密珠軸套，其特征在于，由保持架、高精度球和螺母組成；保持架上沿軸線方向有均布的、直徑大于所用高精度球直徑0.1～0.2mm的多個球室；球室的有效長度大于高精度球直徑整數倍的0.2～0.5mm；球室一端封閉，一端開口；開口的一端有螺紋，通過螺母封閉球室；保持架外環的直徑尺寸小于零件內孔直徑尺寸1mm；保持架內環直徑尺寸大于安裝芯軸外徑尺寸1mm；保持架內外環之間的偏心量為該密珠軸套的設計偏心量。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：凌四營，王立鼎，王曉東，婁志峰，李軍，賈穎，
申請(專利權)人：大連理工大學，
類型：發明
國別省市：遼寧;21