專(zhuān)利名稱(chēng)：軸承加工方法和軸承加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)要求享有于2003年9月29日向日本專(zhuān)利局提交的日本優(yōu)先權(quán)文獻(xiàn)No.2003-337405的優(yōu)先權(quán)，該文獻(xiàn)通過(guò)引用結(jié)合于本文中。
本發(fā)明涉及一種用于支撐電動(dòng)機(jī)等的轉(zhuǎn)軸的軸承的加工方法和加工裝置。
背景技術(shù)：
首先參考附圖來(lái)介紹傳統(tǒng)的軸承加工方法和軸承加工裝置。
圖4A到4E顯示了用于描述傳統(tǒng)的軸承加工方法和軸承加工裝置的剖視圖，圖5顯示了在傳統(tǒng)的軸承加工方法中使用的成形模具的側(cè)視圖，其中該成形模具用于在軸承的內(nèi)周表面上形成溝道。
傳統(tǒng)上說(shuō)，作為用于支撐電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸的液體動(dòng)壓軸承的加工方法，已經(jīng)采用了例如在日本公開(kāi)特許公報(bào)OPH11-190344中所公開(kāi)的加工方法。在下文中將參考圖4A到4E和圖5來(lái)介紹在該日本公開(kāi)特許公報(bào)OPH11-190344的圖3和圖6中所公開(kāi)的傳統(tǒng)的軸承加工方法。
在公開(kāi)于該日本公開(kāi)特許公報(bào)中的傳統(tǒng)技術(shù)中使用上沖頭4和下沖頭5來(lái)夾住圓柱形的燒結(jié)合金材料(軸承)1’(圖4A)，將成形模具3插入到燒結(jié)合金材料(軸承)1’的內(nèi)周中(圖4B)，將燒結(jié)合金材料(軸承)1’插入到直徑小于該燒結(jié)合金材料(軸承)1’的內(nèi)周直徑的模具2中(圖4C)，同時(shí)用壓頭6來(lái)下壓上沖頭4，因此圖5所示的成形模具3上的凸起條紋3a便被轉(zhuǎn)印(圖4D)，然后燒結(jié)合金材料(軸承)1’和模具2相對(duì)地運(yùn)動(dòng)，并且取出燒結(jié)合金材料(軸承)1’。
通過(guò)上述工藝，在燒結(jié)合金材料1’的內(nèi)周表面上形成了與成形模具3的凸起條紋3a相對(duì)應(yīng)的下凹溝道。也就是說(shuō)，該傳統(tǒng)制造方法是通過(guò)利用燒結(jié)合金材料1’的彈性變形來(lái)在燒結(jié)合金材料1’的內(nèi)周部分上轉(zhuǎn)印出下凹溝道的方法。
如上所述，軸承內(nèi)周的傳統(tǒng)下凹溝道加工利用了燒結(jié)合金材料1’的彈性變形，因此存在著這樣的缺陷，即燒結(jié)合金材料的壁厚必須足夠厚以便能進(jìn)行彈性變形。
相反，如果燒結(jié)合金材料1’的壁厚制成為較厚，那么燒結(jié)合金材料1’就無(wú)法進(jìn)行彈性變形，成形模具3的凸起條紋3a便無(wú)法被轉(zhuǎn)印。
另外，在燒結(jié)合金材料1’的彈性變形方面存在著限制，它無(wú)法較大程度地變形。因此，只能加工出深度在2到4微米左右的下凹溝道(溝道深度)，溝道深度無(wú)自由度，這也是一項(xiàng)缺陷。
在例如通過(guò)上述傳統(tǒng)制造方法來(lái)加工液體動(dòng)壓軸承時(shí)，溝道深度與轉(zhuǎn)軸和軸承內(nèi)周之間的氣隙量之比變得非常重要，由于溝道深度比較淺，必須將氣隙量控制為較小，因此這便導(dǎo)致了另一缺陷，即機(jī)器精度必須更高，這又提高了成本。
從上述描述中可以清楚，用于內(nèi)周溝道的傳統(tǒng)加工方法取決于軸承自身的彈性變形，溝道通過(guò)轉(zhuǎn)印來(lái)形成，因此軸承的壁厚必須限制為較薄，并且存在著溝道只能被轉(zhuǎn)印成較淺的缺陷。
專(zhuān)利文獻(xiàn)日本公開(kāi)特許公報(bào)OPH11-190344。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題是提供一種軸承加工方法和軸承加工裝置，其中對(duì)軸承材料的壁厚不存在限制，各溝道的深度足夠深，并且能夠?qū)Π纪菇Y(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)印。
根據(jù)本發(fā)明的軸承加工方法，將外周表面上形成有凹凸溝道的圓柱形芯棒插入到圓柱形的軸承材料中，同時(shí)夾持住該圓柱形的軸承材料并防止其沿徑向膨脹，將銷(xiāo)針強(qiáng)制性地插入到圓柱形芯棒的內(nèi)部中以使該圓柱形芯棒沿徑向彈性變形，使得可通過(guò)將凸起溝道轉(zhuǎn)印到軸承材料的內(nèi)周表面上來(lái)得到軸承。
另外，本發(fā)明的軸承加工裝置包括圓柱形芯棒，其可夾持圓柱形的軸承材料，并且在其外周表面上形成有預(yù)定的凸起溝道；套筒，其用于防止圓柱形的軸承材料沿徑向膨脹；以及直徑大于圓柱形芯棒的內(nèi)徑的銷(xiāo)針，其可插入到圓柱形芯棒的圓柱體中，圓柱形芯棒的直徑可通過(guò)將銷(xiāo)針強(qiáng)制性地插入到圓柱體中所產(chǎn)生的彈性變形而膨脹，通過(guò)將凸起溝道轉(zhuǎn)印到軸承材料的內(nèi)周表面上來(lái)得到軸承。
另外，圓柱形芯棒包括整體形成的圓柱形的基體部分和主體部分，其中基體部分的外徑稍大于待連接到主體部分上的圓柱形軸承材料的外徑，主體部分的外徑稍小于圓柱形軸承材料的內(nèi)周直徑，套筒的內(nèi)徑稍大于圓柱形芯棒中的基體部分的外徑。
本發(fā)明的溝道的加工方法和加工裝置并未利用軸承本身的彈性變形，而是通過(guò)將銷(xiāo)針插入到已被插入于圓柱形軸承材料的內(nèi)周中的圓柱形芯棒中，以便使圓柱形芯棒壓在圓柱形軸承材料的內(nèi)周表面上，從而將圓柱形芯棒的外周上的凹凸結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印到圓柱形軸承材料的內(nèi)周上。因此，對(duì)圓柱形軸承材料的形狀如圓柱形軸承材料的外徑?jīng)]有限制，能夠調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)等的軸承安裝部分的尺寸，軸承的更換等變得簡(jiǎn)單，并且可以不需要改變?cè)O(shè)計(jì)就容易地對(duì)其進(jìn)行操縱。
另外，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)采用圓柱形芯棒的彈性變形來(lái)轉(zhuǎn)印和形成圓柱形軸承材料中的內(nèi)周溝道，其中圓柱形芯棒可以容易地獲得比軸承材料自身的彈性變形更大的彈性變形，因此可以在圓柱形軸承材料的內(nèi)周上形成更深的溝道。
可以將溝道形成為具有完全足夠的深度，這樣便可容易地控制轉(zhuǎn)軸與軸承內(nèi)周之間的氣隙量，并且可以降低成本。
與傳統(tǒng)技術(shù)相比，通過(guò)使用本發(fā)明的用于內(nèi)周溝道的加工裝置，就可以得到在其形狀方面無(wú)限制的成本較低的軸承。
本發(fā)明的方法如下所述地進(jìn)行將外徑稍小于軸承材料內(nèi)周直徑且形成有溝道的芯棒插入到軸承材料的內(nèi)部中，通過(guò)將銷(xiāo)針插入到圓柱體中來(lái)擴(kuò)大圓柱體的外徑，并且將形成在圓柱體外周表面上的溝道轉(zhuǎn)印到軸承材料的內(nèi)周表面上。


圖1是顯示了本發(fā)明軸承加工裝置的一部分的側(cè)剖視圖；圖2A到2C是顯示了通過(guò)使用本發(fā)明軸承加工裝置來(lái)加工軸承的一部分工藝的流程圖；圖3A和3B是顯示了在圖2A到2C所示工藝之后的工藝的流程圖；圖4A到4E是用于顯示傳統(tǒng)的軸承加工方法和加工裝置的剖視圖；和圖5顯示了在傳統(tǒng)的軸承加工方法中使用的用于在軸承的內(nèi)周表面上形成溝道的成形模具的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中將參考附圖來(lái)介紹本發(fā)明的軸承加工方法和軸承加工裝置的一個(gè)實(shí)施例。
圖1是顯示了本發(fā)明軸承加工裝置的一部分的側(cè)剖視圖，圖2A到2C是顯示了通過(guò)使用本發(fā)明軸承加工裝置來(lái)加工軸承的一部分工藝的流程圖，而圖3A和3B是顯示了在圖2A到2C所示工藝之后的工藝的流程圖。
首先將參考圖1來(lái)介紹本發(fā)明的軸承加工裝置。
軸承加工裝置10包括芯棒11、套筒12和銷(xiāo)針13。
芯棒11是形成有中空管狀部分11A的圓柱形零件，基體部分111的外徑稍大于下面將介紹的軸承材料20的外徑。另外，主體部分112的外徑形成為比軸承材料20的內(nèi)周直徑稍小一些，并且在其外周表面上形成有下凹溝道113(圖1)，其用于在軸承材料20的內(nèi)周表面上形成溝道20B(圖1)，例如人字形溝道。
套筒12是用作可防止軸承材料20寬得超過(guò)需要的輥筒的零件，套筒12的內(nèi)徑稍大于芯棒11的基體部分111的外徑，因此該內(nèi)徑能夠使基體部分111順利地插入。而套筒12的深度等于或稍長(zhǎng)于芯棒11的長(zhǎng)度。
銷(xiāo)針13是具有針狀頂點(diǎn)的圓柱形零件，其外徑稍大于芯棒11的中空管狀部分11A的內(nèi)徑。
下面將參考圖2A到2C以及圖3A和3B來(lái)介紹軸承材料20的加工方法。
如圖2A所示，制備圓柱形軸承材料20和芯棒11，將芯棒11的主體部分112插入到軸承材料20的內(nèi)部中(圖2B)。主體部分112由芯棒11的基體部分111支撐，并且在主體部分112的外周表面和軸承材料20的內(nèi)周表面之間存在有微小的間隙。另外，安裝在芯棒11的主體部分112中的軸承材料20的外周表面從芯棒11的基體部分111中的外周表面上稍稍退回。
接著提供如圖2B所示的套筒12，將裝有軸承材料20的芯棒11插入到套筒12內(nèi)(圖2C)。在這種情況下，在軸承材料20的外周表面和套筒12的內(nèi)周表面之間存在著微小的間隙。
然后提供如圖3A所示的銷(xiāo)針13，將銷(xiāo)針13強(qiáng)制性地插入到芯棒11的中空管狀部分11A中(圖3B)。銷(xiāo)針13的外徑大于芯棒11的中空管狀部分11A的內(nèi)徑，使得芯棒11的主體部分112的外周表面因強(qiáng)制性地插入銷(xiāo)針13而向外膨脹，軸承材料20的內(nèi)周表面受壓，因此形成在主體部分112的外周表面上的凹凸溝道113便被轉(zhuǎn)印。
在此之后取出銷(xiāo)針13，芯棒11的主體部分112回到其原始尺寸，取出軸承20A。這樣就可得到具有深度在5微米左右的人字形溝道20B的成品軸承20A(圖1)。
從上述描述中可以清楚，本發(fā)明的軸承加工方法并未象傳統(tǒng)技術(shù)那樣利用軸承本身的彈性變形，而是利用了芯棒11的彈性變形，因此對(duì)軸承材料20的壁厚的限制很小。
另外，如果芯棒11自身形成為具有較薄的壁厚，或者由高彈性材料如彈簧鋼、形狀記憶合金等形成，那么就可以得到更大的變形量，使得可將溝道20B的深度制成為更深。如果能夠?qū)系?0B的深度制成為更深，在將這樣加工出來(lái)的軸承20A用作液體動(dòng)壓軸承時(shí)，就可以在轉(zhuǎn)軸與軸承內(nèi)周表面之間得到適當(dāng)?shù)臍庀读?，因此機(jī)械精度不需要很高。
如上所述，本發(fā)明是針對(duì)例如電動(dòng)機(jī)的情況來(lái)介紹的，然而本發(fā)明并不限于電動(dòng)機(jī)的軸承，而是本發(fā)明可用于需要有軸承的通用旋轉(zhuǎn)裝置，這些裝置可以是泵、滾筒、發(fā)電機(jī)、微型渦輪、微型車(chē)軸等的轉(zhuǎn)軸，并且適用于加工微型車(chē)軸的軸承。
權(quán)利要求
1.一種軸承加工方法，包括步驟將外周表面上設(shè)有溝道的圓柱形芯棒插入到圓柱形的軸承材料中；通過(guò)將銷(xiāo)針強(qiáng)制性地插入到所述圓柱形芯棒的內(nèi)部中來(lái)使所述圓柱形芯棒沿徑向彈性變形，同時(shí)夾持住所述圓柱形軸承材料以防止其沿徑向膨脹；和將所述溝道轉(zhuǎn)印到所述軸承材料的內(nèi)周表面上以形成軸承。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸承加工方法，其特征在于所述軸承是液體動(dòng)壓軸承；和所述溝道是形成于所述液體動(dòng)壓軸承的內(nèi)周表面上的下凹溝道。
3.一種軸承加工裝置，包括圓柱形芯棒，其可夾持圓柱形的軸承材料，并且在其外周表面上形成有預(yù)定的溝道；套筒，其用于防止所述圓柱形軸承材料沿徑向膨脹；和直徑大于所述圓柱形芯棒的內(nèi)徑的銷(xiāo)針，其可插入到所述圓柱形芯棒的圓柱體中，其中所述圓柱形芯棒的直徑可通過(guò)將所述銷(xiāo)針強(qiáng)制性地插入到所述圓柱體中所產(chǎn)生的彈性變形而膨脹，和將所述溝道轉(zhuǎn)印到所述軸承材料的內(nèi)周表面上以形成軸承。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軸承加工裝置，其特征在于所述軸承是液體動(dòng)壓軸承；和所述溝道是形成于所述液體動(dòng)壓軸承的內(nèi)周表面上的下凹溝道。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軸承加工裝置，其特征在于所述芯棒包括整體形成的圓柱形基體部分和主體部分；所述基體部分的外徑稍大于待連接到所述主體部分上的所述圓柱形軸承材料的外徑；所述主體部分的外徑稍小于所述圓柱形的軸承材料的內(nèi)周直徑；和所述套筒的內(nèi)徑稍大于所述圓柱形芯棒中的基體部分的外徑。
全文摘要
本發(fā)明的溝道的加工方法和加工裝置未利用軸承本身的彈性變形，而是通過(guò)將銷(xiāo)針插入到已被插入于圓柱形軸承材料的內(nèi)周中的圓柱形芯棒中，以便使圓柱形芯棒壓在圓柱形軸承材料的內(nèi)周表面上，從而將圓柱形芯棒的外周上的凹凸結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印到圓柱形軸承材料的內(nèi)周上。
文檔編號(hào)B21D53/10GK1603645SQ20041008346
公開(kāi)日2005年4月6日 申請(qǐng)日期2004年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月29日
發(fā)明者佐藤弘史, 宍戶(hù)祐司 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社