专利名称：滚柱轴承部件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种具有空心圆柱孔的滚柱轴承部件，其中在圆柱孔的环形内周面中平行于圆柱孔的轴向方向形成了多个可为润滑油提供储油室的盲槽，还涉及一种制造该轴承部件的方法。特别是，本发明涉及一种具有圆柱孔的轴承部件，其中这些盲槽被封闭，它们的端部未延伸到圆柱孔的任一端部，还涉及一种制造该较小尺寸的轴承部件的方法。
背景技术：
滚柱轴承部件已经是传统上众所周知的，通过将轴、销等插入到它的圆柱孔中就可使其用作滑动轴承，例如旋转轴的轴承体、链条衬套等。对于滚柱轴承部件来说，已经知道了这样一种滚柱轴承部件，其在滚柱轴承部件的内周面上设有多个沟槽，这些沟槽平行于滚柱轴承部件的轴向方向并用作润滑油的储油室，以便增强提供了支承面的滚柱轴承部件的圆柱孔的内周面和轴之间或者是圆柱孔和销或类似物之间的润滑性能。
在这种传统的滚柱轴承部件中，沟槽延伸到圆柱孔的两端，因此沟槽在圆柱孔的两端处是敞开的。因此，当将轴插入到滚柱轴承部件的圆柱孔中以将其用作轴承部件同时保持沟槽内的润滑油时，润滑油会流出到沟槽的敞开端之外。因此，存在着储油效率较低的问题，并且当这种滚柱轴承部件长期使用时，润滑性能将下降。
作为解决这一问题的轴承部件，已经知道了一种滚柱轴承部件，其中轴承部件纵向上的各沟槽的端部被封闭而形成了盲槽(见日本专利申请No.2963652)。
上述已知的滚柱轴承部件21显示于图10中。滚柱轴承部件21包括圆柱体部分24，其中将图9所示的矩形原材料22卷绕成圆柱体形状，即通过在矩形原材料22如带钢条、薄钢板等上进行压制、机加工或轧制来形成多个盲槽23，它们可提供储油室。这些盲槽23在原材料如带钢条的宽度方向上的各端部23a，23a处被封闭。然后通过机器将滚柱轴承部件21卷绕成圆柱形制品(圆柱体部分)，使得矩形原材料如带钢条的两端相互面对，并且将型芯冲头插入到该圆柱形制品中以使其成为圆形，从而制造出圆形的圆柱体部分24。在这样制出的滚柱轴承部件21中，矩形原材料22的对接部分之间的接缝25形成了槽部分。
另外，由于滚柱轴承部件21通过卷绕而形成，因此它是比较薄的零件。然而，作为包括有较厚圆柱体部分的另一种滚柱轴承部件，可以使用这样一种滚柱轴承部件，其中在带有厚壁的圆柱体部分的内表面即内周面(支承面)上通过掏槽(undercutting)、拉削等预先形成了作为储油室的盲槽，而其外表面锻造成圆形。
日本专利申请No.2963652还公开了一种传统的滚柱轴承部件，其通过卷绕矩形原材料以使矩形原材料的两端处于对接状态来形成。因此，存在着该对接部分形成了圆柱体部分的宽度方向上的接缝的问题。该接缝提供了无底式槽部分。因此这就存在着一个问题，当将轴、销等插入到该滚柱轴承部件中来使用该滚柱轴承部件时，盲槽中的润滑油会泄漏到由接缝形成的槽部分的侧面上，并在很短时间内流出接缝的纵向端部，因而润滑油无法保持较长的时间，并且无法维持润滑性能。
另外，还存在着一个问题，由于该滚柱轴承部件的圆柱体部分通过卷绕矩形原材料来形成，因此，制造具有厚壁的圆柱体部分是比较困难的，并且无法形成较厚的圆柱体部分。
另外，由于上述传统的滚柱轴承部件包括有具有厚壁的圆柱体部分，并且盲槽通过掏槽、拉削等而形成在圆柱体部分的内周面上，因此槽只能一个个地来形成，这样，盲槽的成形效率很低，它需要较长的加工时间且不适用于大批量生产，这就使得成本提高。
发明内容
因此，本发明的一个目的是解决上述与现有技术相关的问题，提供一种小型的滚柱轴承部件，其中可通过使用滚柱轴承部件的无缝式圆柱体部分来增强填充在盲槽中的润滑油的保持性和储油效率，可以使用较薄和相对较厚的圆柱体部分，并且提供一种制造滚柱轴承部件的方法，其中可在其内周面上高效率地形成在圆柱体部分的纵向上具有封闭端部的盲槽。
本发明基于以下概念而解决了所述问题，即，将滚柱轴承部件的圆周部分制成无缝式的，将作为储油室的各盲槽的纵向端部封闭以抑制油流到槽之外。该滚柱轴承部件的制造方法基于以下概念而解决了上述问题，即，通过在锻造步骤中用开槽冲头来形成盲槽，从而将各盲槽在滚柱轴承部件的纵向上的两端封闭，由此形成了盲槽。这里，在滚柱轴承部件的纵向上的两端处被封闭的盲槽是指这样一种盲槽，其两端与轴承部件的圆柱体部分的敞开端间隔开。
本发明的轴承部件具有滚柱轴承部件的结构，其特征在于，在无缝式圆柱体部分的内周面中平行于圆柱体部分的轴向而形成了多个盲槽，各盲槽具有在纵向上被封闭的端部，并且例如在锻造步骤中通过开槽冲头来锻造所述盲槽。
体现了本发明的轴承具有空心圆柱体部分的结构，其一端从呈向外锥形或喇叭形的状态被金属加工成圆形的圆柱体部分。轴承的中央主体部分的内部具有最好是锻造出的盲槽，并且其上述端部通过从敞开的锥形或喇叭形端部推入到中央主体部分的空心内部中的开槽冲头而形成为锥形或喇叭形的状态。在所述端部恢复到圆形的圆柱体部分时，在中央主体部分中设置盲槽，并使盲槽具有与滚柱轴承部件的敞开端部向内间隔开的封闭端部。
本发明的方法包括制造滚柱轴承部件的方法，其特征在于下述步骤挤压具有所需长度的圆柱形锻造用原材料以形成第一中间锻出制品，同时留出底部；用锥形或喇叭形冲头将所述第一中间锻出制品压配到其一端以锥形方式而形成的模具中，从而形成了第二中间锻出制品，该第二中间锻出制品具有在圆柱体部分的一端处以锥形或喇叭形的方式敞开的锥形部分；将开槽冲头从敞开端一侧向下推入到所述第二中间锻出制品的环形圆柱体部分的内部中，以形成第三中间制品，其中在制品的内周面上形成了多个盲槽；将所述第三中间锻出制品压配到内周面为圆形的模具中，以形成第四中间锻出制品，其被加工成圆形且所述锥形或喇叭形部分收窄；以及冲掉所述第四中间锻出制品的底部以形成多个盲槽，各盲槽具有在制品纵向上的被封闭的端部，并且平行于圆柱体部分的轴向方向。
根据本发明的一项特征，在环形圆柱体部分的内周面中平行于圆柱体部分的轴向方向形成了多个盲槽，各盲槽具有在纵向上被封闭的端部。因此，在将轴、销等插入到滚柱轴承部件的圆柱体部分中来将该滚柱轴承部件作为滑动轴承使用时，存留在盲槽中的润滑油不会因其长期使用而流出到圆柱体部分的端部之外，因而能够保持优良的润滑性能。另外，由于盲槽在锻造步骤中用开槽冲头形成，因此可以高效率地形成盲槽。
根据本发明的另一项特征，在使于圆柱体部分的一端处敞开的锥形部分的直径缩小以将其加工成圆形的圆柱体部分时，通过从锥形或喇叭形部分的敞开端一侧推入到圆柱体部分中的开槽冲头来形成盲槽。因此，可以在无缝式圆柱体部分的内周面上高效率地形成具有在无缝式圆柱体部分的轴向方向上的封闭端部的盲槽。
根据本发明的另一方面，在将圆柱形的第一中间锻出制品形成为具有一端以锥形或喇叭形方式敞开的锥形或喇叭形部分的第二中间锻出制品之后，通过将开槽冲头推入到第二中间锻出制品的内周面中来在该表面上形成多个沟槽，从而制出第三中间锻出制品。然后将该第三中间锻出制品压配到具有圆形内周面的模具中，以制出具有收窄的锥形或喇叭形部分的圆形的第四中间锻出制品。结果，可以制造出具有在圆柱体部分的各端处被封闭的盲槽的滚柱轴承部件。
图1是显示了本发明一个例子的滚柱轴承部件1的透视图。
图2是显示了本发明一个例子的圆柱形坯料的正视图。
图3是具有修整过的端部的图2所示坯料的正视图。
图4是显示了根据本发明来被锻造的修整过的坯料的说明性视图。
图5是显示了加工材料的一端以形成锥形或喇叭形端部的说明性视图。
图6是显示了根据本发明的在中央主体部分中形成盲槽的说明性视图。
图7是根据本发明的将喇叭形端部加工成圆形的说明性视图。
图8是根据本发明的冲掉与喇叭形端部相对的一端处的底部的说明性视图。
图9是在卷绕前的矩形原材料的透视图，显示了在被卷绕成圆柱体前的现有技术的一个例子。
图10是显示了已完成的现有技术例子的滚柱轴承部件的透视图。
具体实施例方式
在图1和8中显示了根据本发明的滚柱轴承部件。轴承部件1为具有内周面3的空心圆柱体2。内周面3设有多个平行于空心圆柱体部分2的轴向方向的盲槽4。如图8所示，盲槽4形成于圆柱体部分2的内柱面的中央部分3c中。中央部分3c的两个相对端与轴承部件1的敞开端部间隔开，从而形成了顶部3a和底部3b。盲槽4被限制在中央主体部分3c上，并终止于与滚柱轴承部件1的敞开端部向内间隔开的封闭端4a和4b，这样，内柱面的端部3a和3b就具有连续的未断开表面。距敞开端部的间距最好大于轴承部件的空心圆柱体壁的厚度，从而提供了能够防止润滑油越过槽的封闭端而泄漏到轴承部件之外的有效障碍。如图1和8所示，滚柱轴承部件是无缝的。
根据本发明，滚柱轴承部件在一系列金属加工步骤中形成，而盲槽在锻造步骤中由开槽冲头来形成。
在第一步骤中，根据待制造的轴承部件的长度来将金属坯料的棒形块如高碳铬钢的棒形坯料切成所需的长度。坯料的形式为实心的圆柱体形零件5。坯件的一端被修整成如图3中标号6所示的形式，以便插入到如图4所示的成形模具7中。然后用模具7和挤压冲头8来对端部被修整过的坯件进行挤压，以形成空心圆柱体形的第一中间成形制品9，该制品在其顶端敞开，而在底端通过底壁9a封闭。中间制品9最好通过金属材料的塑性流动来成形。
下面将介绍制造滚柱轴承部件1的方法。首先，根据待制造的轴承部件的尺寸来将棒形金属原材料如高碳铬钢的棒形原材料切成所需的长度，以形成圆柱体形锻材。在图2中只显示了一个圆柱体形锻造零件5。然后将该圆柱体形锻造零件5的一个端面进行修整，形成如图3所示的端面修正过的圆柱体形锻造零件6。
然后，如图4所示，用模具7和挤压冲头8来对圆柱体形锻造零件6进行冷挤压，从而通过金属材料的塑性流动来形成圆柱体形的第一中间锻出制品9，该制品具有底部9a。零件6的端面修整便于将零件插入到模具7中。
然后，如图5所示，采用锥形或喇叭形冲头11来将圆柱体形的第一中间成形制品9压配到一端形成为锥形或喇叭形的模具10中，以形成具有锥形或喇叭形部分12b的第二中间锻出制品12，这样，圆柱体部分12a的一端便以锥形或喇叭形的方式敞开或张开。应当理解，部分12b被限制在制品12的上端部分中，并且不会延伸到制品12的中央主体部分内。
然后，如图6所示，将具有凸起部分13a的开槽冲头13从敞开侧经由第二中间锻出制品12的锥形或喇叭形部分12b而推入到圆柱体部分12a中，同时使第二中间锻出制品12保持在模具10内，这样便形成了第三中间锻出制品14，其具有多个平行于制品的轴向方向且形成在其整个内周面上的盲槽4。在这种情况下，通过将开槽冲头13推入到第二中间锻出制品12的圆柱体部分12a的下端部分中，就可封闭盲槽4的前端，从而使盲槽不会被穿透。
然后，如图7所示，采用推式冲头(未示出)来将具有处于圆柱体部分12a中的盲槽4和锥形或喇叭形部分12b的第三中间锻出制品14压配到具有圆形内周面的模具15中，使得锥形或喇叭形部分12b收窄成圆形，从而形成了圆柱体形的第四中间锻出制品16，其外形变成圆形。如上所述，形成为圆形的第四中间锻出制品16在圆柱体部分12a的内周面上具有盲槽4，这些槽的端部被封闭。
最后，在于上述锻造步骤中已形成有盲槽的圆柱体形的第四中间锻出制品16中，将制品16的底部一侧的底壁9a冲掉，从而完成了具有在两端4a和4b处均封闭的盲槽4的具有敞开端部的滚柱轴承部件1。
由于在通过上述步骤制出的滚柱轴承部件1中，圆柱体部分2没有接缝，并且形成在内周面上的盲槽各端在部件的纵向上被封闭，因此在通过将轴、销等插入到滚柱轴承部件的圆柱体部分中以将该部件作用滑动轴承时，存留在盲槽中的润滑油不会因其的长期使用而流出到圆柱体部分的端部之外，因而能够保持优良的润滑性能。本发明的方法尤其适用于制造内径小于50毫米的小型轴承。已证实，本发明的方法尤其适用于制造内径处于5毫米到30毫米范围内的滚子链轴承。普遍适用的尺寸为6毫米。
另外，根据上述制造方法，当在滚柱轴承部件1的圆柱体部分2的内周面3上形成盲槽4时，无缝式的圆柱体形第一中间锻出制品被成形为具有一端敞开的锥形或喇叭形部分的第二中间锻出制品，通过推入开槽冲头来在内周面上形成多个盲槽，然后将锥形或喇叭形部分收窄以形成圆形。因此，可以在无缝式圆柱体部分2的内周面3上高效率地形成在圆柱体部分2的纵向端部处被封闭的盲槽，因而可以容易地制造出滚柱轴承部件1。
根据本发明，在滚柱轴承部件中，在无缝式圆柱体部分的内周面中平行于圆柱体部分的轴向方向而形成多个盲槽，各盲槽在纵向上具有封闭的端部。因此，在通过将轴、销等插入到滚柱轴承部件的圆柱体部分中以将该部件作用滑动轴承时，存留在盲槽中的润滑油不会因其长期使用而流出到圆柱体部分的端部之外，因而能够保持优良的润滑性能。另外，由于在锻造步骤中采用开槽冲头来形成盲槽，因此就可以高效率地形成盲槽，并且可以容易地进行具有盲槽的滚柱轴承部件的制造。
根据本发明，在缩小于圆柱体部分的一端处敞开的锥形或喇叭形部分的直径以将其加工成圆形的圆柱体部分时，通过经由锥形或喇叭形部分的敞开端而推入到圆柱体部分中的开槽冲头来形成盲槽。因此，可以在无缝式圆柱体部分的内周面上高效率地形成具有在无缝式圆柱体部分的轴向方向上被封闭的端部的盲槽，并且可以容易地进行具有这种盲槽的滚柱轴承部件的制造。
根据本发明，本发明的方法包括步骤挤压具有所需长度的圆柱形零件以形成第一中间锻出制品，同时留出底壁；用锥形或喇叭形冲头将所述第一中间锻出制品压配到其一端以锥形或喇叭形的方式而形成的模具中，从而形成了第二中间锻出制品，该第二中间锻出制品具有在圆柱体部分的一端处以锥形或喇叭形的方式敞开的锥形或喇叭形部分；以及将开槽冲头经由敞开侧向下推入到无缝式的第二中间锻出制品的中央主体部分中，以形成第三中间制品，其中在制品的中央主体部分处的内周面上形成了多个盲槽。因此，在锻造步骤中可以在圆柱体部分的整个内周面上高效率地形成许多盲槽。另外，由于圆柱体部分在锻造步骤中形成，因此可以适当地形成薄壁或厚壁的圆柱体部分。
另外，本发明的方法包括步骤将在锻造步骤中在圆柱体部分的除了锥形或喇叭形部分之外的内周面上形成了多个盲槽的所述第三中间锻出制品压配到内周面为圆形的模具中，以形成第四中间锻出制品，其被加工成圆形并且所述锥形或喇叭形部分收窄；以及冲掉所述第四中间锻出制品的底壁。因此就可以高效率且容易地制造出具有在制品纵向上的无缝式圆柱体部分的两端处被封闭的多个盲槽的空心滚柱轴承部件。
权利要求
1.一种在其内柱面的中央主体部分中具有多个盲槽的空心滚柱轴承部件，各所述槽具有在所述柱面的纵向上与所述柱面的相对端部间隔开的封闭端部，并且平行于所述柱面的轴向方向，所述盲槽的特征在于，其通过开槽冲头在锻造步骤中锻出。
2.根据权利要求1所述的滚柱轴承部件，其特征在于，所述滚柱轴承部件的处于所述槽的封闭端之外的一端首先被向外扩展开，然后在直径上缩窄成圆形的圆柱形端部，所述盲槽通过在所述端部处于所述锥形或喇叭形状态时从所述敞开端推入到所述中央主体部分内的所述开槽冲头来形成。
3.一种小孔径的空心滚柱轴承部件，其具有形成了内柱面的给定厚度的周向壁，并且在所述柱面的中央主体部分内具有多个盲槽，各所述槽具有在所述柱面的纵向上与所述柱面的相对端部间隔开的封闭端部，所述纵向间距大于所述给定厚度，所述盲槽平行于所述柱面的轴向方向，其特征在于，所述盲槽通过开槽冲头在锻造步骤中锻出。
4.根据权利要求3所述的滚柱轴承部件，其特征在于，所述周向壁形成了直径小于50毫米的孔径。
5.根据权利要求4所述的滚柱轴承部件，其特征在于，所述孔径处于5到30毫米的范围内。
6.根据权利要求5所述的滚柱轴承部件，其特征在于，所述孔径约为6毫米。
7.一种制造给定长度的滚柱轴承部件的方法，包括步骤挤压具有所述给定长度的圆柱体形金属零件以形成第一中间制品，其具有空心的圆柱体部分和横向的底壁，用喇叭形冲头将所述第一中间制品压配到具有喇叭形端部的模具中以形成第二中间制品，所述第二中间制品具有在所述圆柱形零件的一端处以喇叭形方式敞开的喇叭形端部，将开槽冲头从所述敞开端向下推入到所述第二中间制品的内部中央主体部分中以形成第三中间制品，所述第三中间制品具有形成于所述制品的中央主体部分的内周面上的多个盲槽，将所述第三中间制品压配到内周面为圆形的模具中以形成第四中间锻出制品，其被加工成圆形并且所述喇叭形部分收窄，和冲掉所述第四中间锻出制品的底壁以形成多个盲槽，各所述盲槽具有在纵向上与所述制品的顶端和底端间隔开的封闭端部，并且平行于所述圆柱体部分的轴向方向。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述挤压步骤形成了给定厚度的空心圆柱形壁，其形成了小于50毫米的孔径，所述喇叭形端部的轴向长度大于所述给定厚度，因此，当将所述制品加工成圆形时，所述盲槽终止成与所述制品的顶端间隔开。
全文摘要
提出了一种可增强润滑油的保持性的小孔径滚柱轴承部件。该部件具有处于轴承部件的空心内柱面的无缝式圆柱形中央主体部分中的盲槽。还提出了一种制造具有盲槽的滚柱轴承部件的方法，该盲槽具有在圆柱体部分的纵向上延伸且与部件的端部间隔开的封闭端部。盲槽可以容易地形成于中央主体部分的周向内柱面中，并具有与无缝式轴承部件的相对端部间隔开的封闭端。无缝式部件首先在其敞开端处形成有锥形或喇叭形部分，这一部分之后再收窄成圆柱形的形式。在使锥形或喇叭形部分收窄之前，通过经由敞开端而推入到圆柱形的中央主体部分中的开槽冲头来形成盲槽。在收窄之后，盲槽便具有与轴承的相对端部在纵向上间隔开的封闭端部。
文档编号F16C33/14GK1540176SQ20041004223
公开日2004年10月27日 申请日期2004年4月26日 优先权日2003年4月25日
发明者松浦哲文 申请人:株式会社椿本链索