[发明专利]一种行星滚柱丝杠用滚柱及其制造方法

说明书

本申请涉及一种行星滚柱丝杠用滚柱，包括：滚柱主体，滚柱主体的两端具有用于确定轴线的头部、尾部，头部和尾部同轴，且头部和尾部的中心均具有半球形凹槽；滚柱主体上沿轴向设置有若干的大径啮合区和小径啮合区，大径啮合区直径比小径啮合区大1‑3mm；滚柱主体由低碳钢制成，且滚柱主体具有碳化表面层或碳氮化表面层，表面层的渗碳或碳氮的深度为0.10‑0.60mm，表面层具有马氏体相基质；滚柱主体的周向通过冷挤压成型有螺纹。本发明的半球形凹槽能够在滚柱主体加工初期提供良好的定位效果，增加加工精度。大径啮合区和小径啮合区、的间隔设置，在滚柱实际运行中可以减少变形。表面层的渗碳或碳氮能够大大增强硬度，挤压成型工艺下的螺纹内应力小，强度大。

技术领域

本申请属于机械零件技术领域，尤其是涉及一种行星滚柱丝杠用滚柱及其制造方法。

背景技术

行星滚柱丝杠是一种新型的传动装置，其能够将旋转运动转换为直线运动。行星滚柱丝杠比传统滚珠丝杠具有更高的抗冲击性能，行星滚柱丝杠的静载约为传统滚珠丝杠的3倍，寿命约为传统滚珠丝杠的15倍。并且行星滚柱丝杠可以具有更高的旋转速度和旋转加速度，因此其广泛的应用于精密仪器、武器装备、工业机器人和航空航天等领域。

一种现有的标准式行星滚柱丝杠包括丝杆、轴套和滚柱。丝杆的外周面设置有外螺纹，轴套的内周面设置有与外螺纹相同头数和牙型的内螺纹，滚柱设置有与外螺纹相同牙型的单头螺纹。外螺纹、内螺纹和单头螺纹的牙型均为例如三角形。轴套套设于丝杆，若干个滚柱沿丝杆的圆周方向均匀设置。丝杆旋转时，滚柱既绕着丝杆的轴线公转，又绕滚柱自身的轴线自转。内螺纹与外螺纹具有相同的螺旋升角，滚柱与轴套啮合时能够确保纯滚动，而没有沿轴向的位移。这种行星滚柱丝杠的螺纹需要很高的精度，但是现有技术中的这种行星滚柱丝杠在运行一段时间后，螺纹因强度不够而逐渐变形，影响了使用效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为解决现有技术中行星滚柱丝杠的不足，从而提供一种行星滚柱丝杠用滚柱及其制造方法。

一种行星滚柱丝杠用滚柱，包括：

滚柱主体，所述滚柱主体的两端具有用于确定轴线的头部、尾部，所述头部和所述尾部同轴，且所述头部和所述尾部的中心均具有中心孔；所述滚柱主体上沿轴向设置有若干的大径啮合区和小径啮合区，所述大径啮合区直径比所述小径啮合区大1-3mm；

所述滚柱主体由低碳钢制成，且所述滚柱主体具有碳化表面层或碳氮化表面层，所述表面层的渗碳或碳氮的深度为0.10-0.60mm，所述表面层具有马氏体相基质；

所述滚柱主体的周向通过冷挤压成型有螺纹。

优选地，本发明的行星滚柱丝杠用滚柱，所述滚柱主体上沿轴向所述大径啮合区和小径啮合区间隔设置，小径啮合区数量＝大径啮合区数量+1，或小径啮合区数量＝大径啮合区数量-1，或小径啮合区数量＝大径啮合区数量。

优选地，本发明的行星滚柱丝杠用滚柱，所述中心孔的截面形状为：半圆形、边缘为弧线的锥形或边缘为直线的锥形。

优选地，本发明的行星滚柱丝杠用滚柱，所述滚柱主体中碳按重量计含量为：0.14～0.25％，同时锰按重量计含量为1.00～1.50％，铬按重量计含量为0.60～1.80％。

一种行星滚柱丝杠用滚柱的制造方法，包括以下步骤：

S1，从原始线材上加工出毛坯；

S2，在毛坯的两端加工出同轴的圆柱端，并且在圆柱端的中心加工出半球形凹槽，通过所述圆柱端和所述半球形凹槽形成加工旋转中心线，在后续加工中，作为定位基准；

S3，在毛坯上沿轴向加工出间隔设置的大径啮合区和小径啮合区；

S4，毛坯进行退火处理；