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CN100377819C - 制造改进的滚动接触表面的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制造改进的滚动接触表面、特别是滚动轴承零件如环或者滚动体中的接触表面的方法，它包括下面这些方法步骤：提供滚动轴承零件(1)，使滚动轴承零件(1)的表面进行硬车削机加工操作，从而借助硬车削工具(4)在该零件上形成滚动或者滑动接触表面(2)，及为了以这种轻机加工的方式来除去基本的车削槽结构，因此使硬车削过的表面(2)进行精加工操作，但在硬车削操作时所产生的微小穴仍然存在，硬车削工具(4)在硬车削机加工工作期间受到振动，基本上沿着工具(4)的纵向受到振动，因此，在精加工之前，以控制的方式在硬车削过的表面(2)上产生了许多凹槽(6)，这些凹槽(6)沿着横截面方向基本上是弧形，这些凹槽(6)在具有这种轴承零件的滚动轴承的后面工作期间提高了初动性能和润滑性能。

Description

制造改进的滚动接触表面的方法
技术领域
本发明涉及一种制造滚动轴承零件中改进的滚动或滑动接触表面的方法。
背景技术
在滚动轴承中具有滚动体，这些滚动体在工作时进行滚动并且与轴承滚道和法兰进行部分的滑动接触，其中这些法兰设置在轴承的滚圈中。这些轴承需要合适的润滑，常常是呈油膜形式的润滑，从而以合适的方式进行工作，以使磨损和过热最小化。
尤其在一些这样的应用中：这些轴承环相对于相互以相对较低的速度进行旋转，和/或在热的、潮湿或者脏环境中进行旋转，常常需要额外的措施来确定合适的润滑。
以前用来提高在这种滚动接触表面上的油膜形成率的方法将提供具有凹槽的构形的表面，这些凹槽通常借助一些地带来分开，并且这些凹槽布置成装有润滑剂。
具有相互隔开的凹槽的这些滚动接触表面早已公知，例如从WO-A-9719279和EP1012488B1中可以了解到这些，在这些专利中，一些凹口形成为基本上是球形的凹槽，这些凹槽借助在这些表面上进行喷丸处理或者喷丸操作来形成。
由于借助这种方法使这种表面具有一些凹口，因此清楚的是，这个表面上的分布是随机的，每个凹口具有基本上是圆形的表面边缘。
发明内容
本发明的目的是提供一种用来制造改进的滚动接触表面的方法，其中，滚动体和/或轴承环的滚道或者法兰中的至少一个的滚动接触表面设置有表面凹槽，这些凹槽以控制的方式来形成，这个通过下面事实来得到：提供滚动轴承零件；对滚动轴承零件的表面进行硬车削机加工操作，从而借助硬车削工具在该零件上形成滚动或滑动接触表面；及对硬车削过的表面进行精加工操作，以便以这种轻机加工的方式来除去基本的车削槽结构，而使得在硬车削操作时所产生的微小穴形状的凹槽仍然存在；其中，硬车削工具在硬车削机加工工作期间受到振动，基本上沿着工具的纵向受到振动，由此，在精加工之前，以控制的方式在硬车削过的表面上产生了许多凹槽，这些凹槽沿着横截面方向基本上是弧形，这些凹槽在具有这种轴承零件的滚动轴承的后来的工作期间能提高初动性能和润滑性能。
附图说明
在下文中，参照附图来进一步描述本发明，这些附图以示意性的方式示出了本发明的制造方法和根据该方法来制造出的滚动接触表面的例子。
图1示意性地示出了本发明的制造方法；及
图2是根据该方法来制造出的滚动接触表面的透视图；
图3是从上面看去的视图，它示出了接触表面中的一些微小穴中的一个的例子；及
图4是图3的微小穴的横剖视图，但是以更大的比例来示出。
具体实施方式
轴承环借助硬车削来进行机加工，这种车削是用于这种制造的、现在使用的机加工方法，该车削是在这样的材料上所进行的车削工作：该材料具有最后滚动轴承应用中所需要的硬度。这种硬度可以通过下面方法来得到：特殊处理原始更软的材料，此外，该更软的材料是这种材料的固有性质，如是陶瓷所固有的性质。与以前的制造方法相比，这种硬车削工作(hard turning operation)在进行环制造时具有明显更好的适应性。在这种车削中进行最后的切割之后，使用随后的精加工工作，从而以这种轻的机加工方式除去基本车削槽结构，以致在硬车削工作中所产生的微小穴仍然存在。这些工作例如可以是磨光、珩磨、与珩磨相结合的电化学机加工。
图1以非常示意性的方式示出了用来制造本发明的、改进过的滚动接触表面的原理，因此它示出了轴承环1的截面，在所示出的实施例中它具有球形内轴承滚道2。但是，轴承滚道的形状不是本发明的关键，轴承滚道可以具有不是所示出的其它横截面形状。
硬车削机只示成硬车削工具，该硬车削工具包括刀架3和刀头4，该刀头4以没有示出的、通常是公知的方式运动通过要进行硬车削加工的表面，该表面同时进行旋转。在这种普通的机加工工作中用来供给刀头4的装置没有被示出，因为这些装置通常是公知的。
但是，刀架3借助致动器5来驱动，该致动器5适合把图1箭头A所示出方向上的控制振动施加在刀架上，由此而施加在刀头4上。
借助小心地使切割参数如供给速度、旋转速度和振动频率同步，借助在硬车削过的轴承滚道表面上产生随机的微小穴可以提高轴承性能，这些微小穴沿着滚子的滚动方向。在随后的轻机加工工作之后，滚动接触表面产生了改善的初动(lift-off)性能和润滑性能。
由于刀头沿着刀头顶端纵向的振动或者运动的特性，在表面上所产生的小凹槽具有基本上是椭圆形的表面边缘，而该表面边缘的长轴基本上沿着与在该表面上进行滚动的滚子的轴线相同的方向，即它的长轴与滚子的滚动方向成横向。
具有微小尺寸大小的凹槽或者穴的方向极其有利于滚动接触表面具有这种构形的轴承的初动(lift-off)性能和润滑性能，因为这些微小穴的边缘在这些滚子的过度碾压期间将承受微小的弹性变形，这种变形使得装在微小穴中的、额外的小量润滑剂被挤压出来并且作为流体弹性动力润滑膜供给到接触区域中。通过这些卵形或者椭圆形穴或者凹槽取向成它们的长轴与滚子的滚动方向成横向，装在每个穴中的绝大多数的润滑剂在滚子的第一次过度碾压时被排出，因为受到微小弹性变形的推力的润滑剂在那种情况下不能满足任何受阻，而这种受阻借助下面方法来形成：这些微小穴具有相对较陡峭的纵向边缘，而不是端边缘稍稍倾斜。
在图2中以透视图示出了这些凹槽或者微小穴6的外观的实施例，这些凹槽或者微小穴形成在滚圈1的滚动接触表面2中，只有作为平面材料截面才能被看到。由于该方法用来产生这种表面构形，因此可以以控制的方式得到随机分布的一些这样的微小穴6，这些微小穴6可以装有润滑剂，并且在轴承中的滚动体滚过具有微小穴的表面时，排出小量润滑剂，在那里，每个穴6的形状是，卵形或者椭圆形，而凹槽的长轴设置成与滚动体的滚动方向RD成横向。
使硬车削工作的切割参数：供给速度、旋转速度和振动频率及振幅同步，因此由凹槽6的壁在滚动接触表面的邻近部分的相交处所形成的平均角度小于5度。
在图3中，以从上面看去的视图示出了微小穴6的例子，在该图中，可以清楚地看到，短轴a比长轴b短得多，长轴设置成基本上垂直于滚动体的滚动方向RD。
通过接触表面2的截面图的图4以更大的比例示出了微小穴6，它示出了沿着滚动方向RD看去的、穴边缘的最大角度。
本发明不局限于所示出的、所描述的实施例，而是在附加的权利要求的范围内可以进行各种改进和变形。

Claims (4)

1.一种制造滚动轴承零件中改进的滚动或滑动接触表面的方法，它包括下面这些方法步骤：
提供滚动轴承零件(1)，
对滚动轴承零件(1)的表面进行硬车削机加工操作，从而借助硬车削工具(4)在该零件上形成滚动或滑动接触表面(2)，及
对硬车削过的表面(2)进行精加工操作，以便以这种轻机加工的方式来除去基本的车削槽结构，而使得在硬车削操作时所产生的微小穴形状的凹槽仍然存在，
其特征在于，
硬车削工具(4)在硬车削机加工工作期间受到振动，基本上沿着工具(4)的纵向受到振动，
由此，在精加工之前，以控制的方式在硬车削过的表面(2)上产生了许多凹槽(6)，这些凹槽(6)沿着横截面方向基本上是弧形，这些凹槽(6)在具有这种轴承零件的滚动轴承的后来的工作期间能提高初动性能和润滑性能。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，小心地使硬车削机加工工作的切割参数：供给速度、旋转速度、刀尖半径和振动运动及振幅同步，以在硬车削过的滚动或滑动接触表面中产生一些呈微小穴形状的凹槽(6)，这些凹槽基本上是卵形或者椭圆形，其中该凹槽的长轴布置成横向于这种轴承中的滚动体的滚动方向(RD)。
3.如权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，使硬车削机加工工作的切割参数：供给速度、旋转速度、刀尖半径和振动运动及振幅同步，以使得由凹槽(6)的壁在滚动或滑动接触表面(2)的邻近部分的相交处所限定出的平均角度小于5°。
4.一种制造滚动的或滑动的接触表面的方法，该方法包括，提供零件，在该零件上以硬车削工具在硬车削机加工操作中形成滚动或滑动接触表面；在形成滚动或滑动接触表面过程中振动硬车削工具，其特征在于，
硬车削工具基本上在硬车削工具的纵向上振动以在滚动或滑动接触表面产生多个凹槽，这些凹槽在这种零件的后来的工作过程中改善初动和润滑性能；在精加工操作中除去具有多个凹槽的滚动或滑动接触表面中的基本的车削槽结构，其中，所述多个凹槽仍然存在。
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