專利名稱：一種鍛壓球面軸承的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍛壓方法，更具體地說涉及一種鍛壓包括滾珠和軸承座的球面軸承的方法，所述軸承座被鍛壓在所述滾珠上。
背景技術(shù)：
圍繞滾珠鍛壓軸承座以完成球面軸承組裝的工藝是公知的工藝，并且可以采用各種鍛壓技術(shù)例如錐形模鍛(taper die swaging)或半杯鍛壓(half-cup swaging)。
在從受鍛壓材料解除鍛造壓力時會出現(xiàn)所謂的回彈效應(yīng)，材料在一定程度上恢復(fù)到其鍛壓之前的狀況，從而可能在滾珠和軸承座之間產(chǎn)生出間隙，或者至少在滾珠和軸承座之間沒有形成緊密配合，參見附圖中的圖2。
特別地，在鍛壓不同的材料例如銅滾珠和鋼軸承座時，在將較硬的材料即鋼軸承座鍛壓到較軟的銅滾珠時中必須注意，避免使較軟材料變形從而形成不規(guī)則形狀的滾珠或者在滾珠和軸承座之間形成較差的配合。另外，在鍛壓相似材料時，一般將軸承座過鍛壓到滾珠上，從而補償鍛壓材料中的所有回彈。如果沒有補償回彈，則軸承座的受鍛壓部分將不會與滾珠的形狀一致，這意味著在鍛壓軸承座的邊緣和滾珠之間形成間隙，從而導(dǎo)致松散配合的軸承。因此，雖然在鍛壓相似材料時可以采用過鍛壓來消除或使回彈效應(yīng)最小化從而使鍛壓軸承座的內(nèi)表面與滾珠的形狀一致，但是在鍛壓不同材料時不能采用過鍛壓作為回彈補償方法。
本發(fā)明試圖提供一種用于將軸承座鍛壓到滾珠上以生產(chǎn)球面軸承的鍛壓技術(shù)，該技術(shù)改善了傳統(tǒng)鍛壓工藝所存在的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個方面提供一種鍛壓包括滾珠和軸承座的球面軸承的方法，該方法包括以下步驟提供滾珠和圍繞所述滾珠鍛壓的軸承座；在軸承座的溫度和滾珠的溫度之間形成溫度差，所述滾珠處于比軸承座低的溫度，從而減小了滾珠相對于軸承座的相對尺寸；將滾珠插入到軸承座中；圍繞滾珠鍛壓軸承座，所述滾珠在鍛壓過程中比軸承座冷；使?jié)L珠和軸承座恢復(fù)到環(huán)境溫度，從而增大滾珠相對于軸承座的相對尺寸。


為了更容易理解本發(fā)明，現(xiàn)在將參照附圖通過實例來描述本發(fā)明的實施例，附圖中圖1為在將軸承座鍛壓到滾珠上之前，包括滾珠和軸承座的球面軸承的示意性剖視圖；圖2為在采用傳統(tǒng)鍛壓技術(shù)將軸承座鍛壓到滾珠上之后，在滾珠和軸承座之間的配合的示意性剖面詳視圖；圖3為在采用本發(fā)明的方法將軸承座鍛壓到滾珠上之后，在滾珠和軸承座之間的配合的示意性剖面詳視圖；以及圖4為在錐形模鍛工藝中鍛壓的球面軸承的示意性剖視圖。
具體實施例方式
參照圖1，在鍛壓工藝例如錐形模鍛工藝(如圖4中所示)中，軸承座1將要被鍛壓到滾珠2上以形成球面軸承3。圖1顯示出在鍛壓之前的滾珠2和軸承座1。根據(jù)本發(fā)明的實施例，鍛壓前在軸承座1的溫度和滾珠2的溫度之間形成溫度差。優(yōu)選地，通過在液氮中冷卻滾珠2直到滾珠到達液氮的溫度(-196℃)來形成該溫度差。當(dāng)然，可以采用任意其它方便的冷卻介質(zhì)來冷卻滾珠2。
在冷卻過程中發(fā)生熱收縮，并且由于軸承座1保持在環(huán)境溫度下，滾珠2的尺寸相對于軸承座的尺寸減小。
一旦已經(jīng)將滾珠2冷卻至所要求的溫度并且已經(jīng)發(fā)生了熱收縮，則將冷卻的滾珠2安放在軸承座1中并且將軸承座1鍛壓到冷卻的滾珠上。避免過鍛壓以使在滾珠2上的應(yīng)力最小化，并且防止?jié)L珠2變形。在鍛壓過程結(jié)束之后，從鍛壓設(shè)備例如錐形模等類似物中將該球面軸承3取出，并且讓球面軸承3恢復(fù)到環(huán)境溫度，即球面軸承3的兩個部件，軸承座1和滾珠2恢復(fù)到環(huán)境溫度。在恢復(fù)到環(huán)境溫度的過程中，滾珠2將進行熱膨脹，從而相對于軸承座的尺寸明顯增大并且吸收了在鍛壓軸承座1中潛在的回彈效應(yīng)，從而生產(chǎn)了滾珠和軸承座之間緊密配合的球面軸承3。
與冷卻滾珠2相反，還可以通過加熱軸承座1來實現(xiàn)在軸承座1和滾珠2之間的溫度差，或者可以通過將加熱軸承座1引起軸承座1的熱膨脹，與冷卻滾珠2以使之進行熱收縮相結(jié)合來實現(xiàn)在軸承座1和滾珠2之間的溫度差?？梢詫⑹軣岬妮S承座1鍛壓到冷卻的滾珠2上，不過應(yīng)該監(jiān)測熱應(yīng)力。
實際上，液氮為冷卻滾珠提供了方便的冷卻介質(zhì)。在液氮中冷卻滾珠直到該滾珠在液氮中停止冒泡，使得該滾珠的溫度下降至-196℃附近，由此該滾珠2已經(jīng)進行了明顯的收縮。
在上面的實例中，滾珠由銅基材料制成，而軸承座由鋼制成。在滾珠和軸承座的材料相同或相似時可以采用上述鍛壓技術(shù)，但是應(yīng)該指出的是，上述技術(shù)尤其有利于在軸承座和滾珠由不同材料制成的情況下將軸承座鍛壓到滾珠上。
應(yīng)該指出的是，如果球面軸承的兩個部件中的一個比另一個軟，則較軟材料將出現(xiàn)變形，這本身就是不利的，并且還有助于增大回彈。以前在采用錐形模鍛鍛壓不同材料時，例如在圖4中示意性所示一樣，已經(jīng)得到了不可接受的結(jié)果，因為要鍛壓大體積的軸承座材料。在采用半杯鍛壓鍛壓不同材料時不會出現(xiàn)這個問題，因為在該情況下只需鍛壓軸承座材料的薄唇部。但是，本發(fā)明的工藝在采用半杯鍛壓時仍然優(yōu)于傳統(tǒng)工藝，因為可以制造具有改進公差的緊密配合的球面軸承。
在通過對軸承座的內(nèi)表面進行鍛壓來進行半杯鍛壓時，可以實現(xiàn)在滾珠2和軸承座1之間的配合上的進一步改進。將要鍛壓到滾珠2上的軸承座的內(nèi)表面通常是平直的，但是在該改進方案中，軸承座的內(nèi)表面機加工成稍微有點凹。當(dāng)鍛壓到滾珠上時，這個微小的凹度改善了緊密配合并且進一步降低了任何回彈效應(yīng)。
在本說明書中，“包括”意味著“含有或由…構(gòu)成”。
公開在上述說明書、或所附權(quán)利要求書、或附圖中，以其具體形式，或根據(jù)用于實現(xiàn)所公開功能的裝置、或用于達到所公開結(jié)果的方法或過程而表示的特征，如適當(dāng)?shù)?，可單獨或以這些特征的任意組合用于以不同的形式來實現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種鍛壓包括滾珠和軸承座的球面軸承的方法，該方法包括以下步驟提供滾珠和將要圍繞所述滾珠鍛壓的軸承座；在所述軸承座的溫度和滾珠的溫度之間形成溫度差，所述滾珠處于比軸承座低的溫度，從而減小了所述滾珠相對于軸承座的相對尺寸；將滾珠插入到軸承座中；圍繞滾珠鍛壓軸承座，所述滾珠在鍛壓過程中比軸承座冷；使所述滾珠和軸承座恢復(fù)到環(huán)境溫度，從而增大所述滾珠相對于軸承座的相對尺寸。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述滾珠由第一材料制成，而所述軸承座由第二材料制成，這兩種材料相互不同。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，通過冷卻所述滾珠來形成所述溫度差。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，將所述滾珠冷卻至0℃以下。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，通過液氮來冷卻所述滾珠。
6.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，通過加熱所述軸承座來產(chǎn)生溫度差。
7.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，通過加熱所述軸承座并且冷卻所述滾珠來產(chǎn)生所述溫度差。
8.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述鍛壓步驟為錐形模鍛壓過程。
9.一種基本上如上文參照附圖所述并且在這些附圖中所示的方法。
全文摘要
一種鍛壓包括滾珠(2)和軸承座(1)的球面軸承(3)的方法，該方法包括以下步驟提供滾珠(2)和將要圍繞所述滾珠(2)鍛壓的軸承座(1)；在軸承座(1)的溫度和滾珠(2)的溫度之間形成溫度差，所述滾珠(2)處于比軸承座(1)低的溫度，從而減小了滾珠(2)相對于軸承座(1)的相對尺寸；將滾珠(2)插入到軸承座(1)中；圍繞滾珠(2)鍛壓軸承座(1)，所述滾珠(2)在鍛壓過程中比軸承座(1)更冷；使?jié)L珠(2)和軸承座(1)恢復(fù)到環(huán)境溫度，從而增大滾珠(2)相對于軸承座(1)的相對尺寸。
文檔編號F16C23/04GK1761551SQ200480007173
公開日2006年4月19日 申請日期2004年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月31日
發(fā)明者保羅·雷蒙德·史密斯 申請人:美蓓亞株式會社