CN101641529A - 加工方法、耳轴及三球销式等速万向接头 - Google Patents

Abstract

本发明提供利用简单的装置，对环境造成的不良影响小，且能够以高的生产性高精度加工耳轴轴颈的加工方法；通过该加工方法形成的耳轴；使用该耳轴的三球销式等速万向接头。外侧接头部件(1)在内周面具有沿轴方向延伸的三个轨道槽(11)，耳轴(2)具有从轮毂轴(21)的圆周方向三等分位置向半径方向突出的柱状的耳轴轴颈(22)。将耳轴轴颈(22)做成纵截面为直线形状，横截面为在接头圆周方向具有长轴的椭圆形状。该耳轴轴颈(22)通过淬火钢的干式切削形成。围绕耳轴轴颈(22)旋转自如地嵌合的滚柱盒(3)具有滚柱(31)、内圈(32)、夹持在滚柱(31)和内圈(32)之间的多个针状滚子(33)。

Description

加工方法、耳轴及三球销式等速万向接头

技术领域

本发明涉及使用干式切削的工件的加工方法、通过该加工方法加工成的耳轴、利用该耳轴的三球销式等速万向接头。

背景技术

例如，为了在汽车或工业机械的动力传递装置上连接驱动轴和从动轴，使用三球销式等速万向接头。三球销式等速万向接头具有如下结构：即使在驱动轴和从动轴取动作角的状态下，也等速传递转矩，且也能够允许轴方向的相对变位。

如图1所示，三球销式等速万向接头具有：固定于驱动轴及从动轴的一端部的外侧接头部件1、固定于驱动轴及从动轴的另一端部的耳轴2。在外侧接头部件1的内周面的圆周方向三等分位置形成有沿外侧接头部件的轴方向延伸的轨道槽11。另一方面，耳轴2具有固定驱动轴及从动轴的另一端部的轮毂轴21、从轮毂轴21的圆周方向三等分位置向半径方向突出的柱状的耳轴轴颈22。耳轴轴颈22为纵截面形成直线形状且横截面在接头圆周方向具有长轴的椭圆形状。在该耳轴轴颈22的外周面嵌合有双滚式的滚柱盒3。滚柱盒3具有滚柱31、内圈32、夹持在滚柱31和内圈32之间的多个针状滚子33。滚柱盒3旋转自如地安装在耳轴轴颈22上，且在外侧接头部件1的与轨道槽1对置的导向面11a之间嵌合有滚柱盒3的滚柱31。

如上所述构成的三球销式等速万向接头，例如在驱动轴固定于外侧接头部件1的情况下，由驱动轴施与外侧接头部件1的旋转力经由轨道槽11、滚柱盒3及耳轴轴颈22传递到耳轴2的轮毂轴21，使从动轴旋转。在三球销式等速万向接头取动作角的情况下，各耳轴轴颈22随着两旋转轴的旋转，在滚柱盒3的内圈32向接头轴线方向发生倾斜变位。随之，支承于各耳轴轴颈22上的滚柱盒3的滚柱31在轨道槽11的导向面11a上滚动，同时滚柱盒3整体向耳轴轴颈22的轴方向发生相对变位。这样，滚柱盒3相对于耳轴轴颈22进行摇头滑动动作，由此使滚柱31的姿势相对于导向面11a平行保持，从而减小滚柱31和导向面11a之间的滑动及滑动阻力。由此，抑制三球销式等速万向接头的轴线方向的诱发推力的发生，实现汽车的NVH(噪音、振动、乘坐的感觉)特性的提高。

滚柱盒3的摇头滑动动作通过将耳轴轴颈22的纵截面形成为直线状、且将横截面形成为椭圆形状而成为可能，为了确保汽车的NVH特性，必须高精度地形成耳轴轴颈22的形状。

目前，对耳轴的制造来说，通常按照锻造、旋削、热处理、研磨及组装的工序进行，通过研磨加工形成截面椭圆形状的耳轴轴颈。作为形成耳轴轴颈的研磨装置，通过夹具将耳轴材料安装于主轴，同时利用尾架套筒进行中心装配，在旋转驱动耳轴材料的状态下，通过凸轮从动机构使主轴及尾架套筒相对于磨具进行摆动(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：(日本)特开昭58-181558号公报

在研磨加工中产生粉状的研磨屑，研磨屑与研磨油一起作为研磨泥被排出。对研磨泥来说，在过滤研磨屑后，一部分作为研磨油被再利用，另一方面，对通过过滤后得到的高浓度的泥进行废弃处理。这样，由于研磨加工需要与研磨油有关的供给装置及过滤装置，所以装置构成复杂。另外，被废弃的泥有可能对环境造成不良影响。另外，加工作业需要用于供给研磨油的前准备，作业时间长，故存在生产性低的问题。

发明内容

于是，本发明的课题在于提供通过简单的装置，对环境的不良影响少，且能够以高的生产性高精度加工耳轴轴颈的加工方法；通过该加工方法形成的耳轴；使用该耳轴的三球销式等速万向接头。

为了解决所述课题，本发明第一方面所述的加工方法，其特征在于，通过淬火钢的干式切削将工件加工成非圆形状。作为切削工具，可以使用CBN切削工具等。

根据所述构成，将对钢材料例如实施锻造工序和热处理工序而成的工件通过切削加工成非圆形状。由于淬火钢的干式切削为不使用切削油等加工流体的加工，所以不需要目前切削加工中的用于研磨油的供给及过滤的装置，因此，加工装置简单。另外，由于不使用加工流体，所以也不会因油泥的处理而对环境造成不良影响。而且，不需要用于供给加工流体的前准备，作业时间少，故能够确保高的生产性。

本发明第二方面的加工方法在第一方面所述的加工方法基础上，其特征在于，所述非圆形状为椭圆形状。

根据所述实施方式，能够将工件加工成椭圆形状。

本发明第三方面所述的耳轴，其具有通过本发明的第一方面或第二方面所述的加工方法加工成的耳轴轴颈。

根据所述构成，利用简单的加工装置，不会对环境造成不良影响，而且通过高的生产性，能够得到具有非圆形状的耳轴轴颈的耳轴。

本发明第四方面所述的三球销式等速万向接头，其特征在于，具有：本发明第三方面所述的耳轴；外侧接头部件，其在内周部形成沿轴方向延伸的三个轨道槽，且在各轨道槽的两侧分别具有沿轴方向延伸的滚柱导向面；滚柱，其插入所述轨道槽内且能够沿着所述滚柱导向面在接头轴方向上滚动，其中，所述耳轴向半径方向突出形成有三个所述耳轴轴颈，且在所述各耳轴轴颈上旋转自如地安装有所述滚柱。

根据所述构成，在外侧接头部件和耳轴取动作角的状态下也能够等速传递转矩，且能够在轴方向相对变位的三球销式等速万向接头，通过简单的加工装置，不会对环境造成不良影响，进而以高的生产性得到。

本发明第五方面所述的三球销式等速万向接头，在本发明第四方面的基础上，其特征在于，具有外嵌于所述耳轴轴颈且支承所述滚柱并使其旋转自如的内圈，所述内圈的内周面形成为圆弧状凸截面，并且所述耳轴轴颈的外周面做成纵截面为直线形状，且横截面为接头圆周方向的直径大于接头轴方向的直径的非圆形状。

根据所述实施方式，在外侧接头部件和耳轴取动作角进行动作时，滚柱及内圈相对耳轴轴颈进行摇头滑动动作。在此，将耳轴轴颈的外周面做成纵截面为直线形状，且横截面为接头圆周方向的直径大于接头轴方向的直径的非圆形状，由此，与内圈的接触近乎点接触，因此轨道槽内的滚柱及内圈的姿势稳定。由此，减小滚柱和滚柱导向面之间的滑动及滑动阻力，有效降低轴线方向的诱发推力，从而得到低振动的三球销式等速万向接头。

本发明第六方面所述的三球销式等速万向接头，在本发明第四方面的基础上，其特征在于，具有外嵌于所述耳轴轴颈且支承所述滚柱并使其旋转自如的内圈，所述耳轴轴颈的外周面的至少一部分为凸球面。

根据所述实施方式，在外侧接头部件和耳轴取动作角进行动作时，滚柱及内圈相对耳轴轴颈进行摇头滑动动作，由此，轨道槽内的滚柱及内圈的姿势稳定，且减小滚柱和滚柱导向面之间的滑动及滑动阻力。在此，将耳轴轴颈的外周面的至少一部分做成凸球面，由此，降低与内圈的接触面压，故耳轴的耐久性提高。因此，得到低振动，且具有高的耐久性的三球销式等速万向接头。

根据本发明，通过不使用切削油等加工流体的干式加工的淬火钢切削，不使用目前的用于研磨油的供给及过滤的装置，而使用简单的装置，故不会导致油泥的废弃导致的环境恶化，且时间少，能够以高的生产性，将工件加工成非圆形状。

附图说明

图1是表示三球销式等速万向接头的剖面图；

图2a是从轴线方向看第1实施方式的三球销式等速万向接头的耳轴的样态的图；

图2b是图2a的X-X线的剖面图；

图2c是图2a的Y-Y线的剖面图；

图3是表示第2实施方式的三球销式等速万向接头的剖面图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。第1实施方式的三球销式等速万向接头除耳轴的加工方法以外，与图1的三球销式等速万向接头相同，因此参照图1对本实施方式进行说明。

第1实施方式的三球销式等速万向接头与图1相同，其具有固定于驱动轴及从动轴的一端部的外侧接头部件1、固定于驱动轴及从动轴的另一端部的耳轴2。外侧接头部件1具有一端开口的中空的圆筒形状，在内周面的圆周方向三等分位置形成有沿轴方向延伸的轨道槽11。

图2(a)是表示从轴线方向看耳轴2的样态的图，图2b是沿图2a的X-X线的切剖面的剖面图，图2c是沿图2a的Y-Y线的切剖面的剖面图。如图2所示，耳轴2具有固定驱动轴及从动轴的另一端部的轮毂轴21、从轮毂轴21的圆周方向三等分位置向半径方向突出的耳轴轴颈22。在轮毂轴21的中央形成有与轮毂轴21的轴线同轴的轮毂孔23，在轮毂孔23的表面设有与驱动轴及从动轴的另一端部啮合的花键。耳轴轴颈22在包含耳轴轴颈22的轴线的纵截面形成为直线形状。另外，耳轴轴颈22在与耳轴轴颈22的轴线成直角的横截面形成为在接头圆周方向具有长轴的椭圆形状。

上述耳轴的耳轴轴颈22通过淬火钢的干式切削，形成为截面椭圆形状。即，对耳轴轴颈22的制造来说，将对钢材实施锻造工序和热处理工序而成的工件通过切削加工成截面椭圆形状。在切削加工中，由于切削淬火钢，所以例如使用由在立方晶氮化硼(CBN)中加入特殊陶瓷结合剂的而成的烧结体形成的刀具。由于淬火钢的干式切削为不使用切削油等加工流体的加工，所以不需要目前的用于研磨加工中的研磨油的供给及过滤的装置，因此能够通过简单的装置进行加工。另外，由于淬火钢的干式切削不使用加工流体，所以能够防止油泥的处理造成的对环境的不良影响。而且，由于不需要用于供给加工流体的前准备，所以作业时间少，能够以高的生产性形成耳轴轴颈22。

在该耳轴轴颈22的外周面嵌合有双滚式滚柱盒3。滚柱盒3具有环状的滚柱31、配置于该滚柱31的内周面侧的环状的内圈32。在滚柱31的周面和内圈32的外周面之间以无保持架滚动状态排列有多个针状滚子33。在滚柱31的内周面的轴方向两端附近设有周方向的环状槽，通过嵌合于该环状槽的卡动环34a、34b，防止内圈32和针状滚子33的脱落。滚柱盒3在内圈32的内周面与耳轴轴颈8的外周面相接的状态下，围绕耳轴轴颈8旋转自如地外嵌。该滚柱盒3的外周面嵌合在外侧接头部件1的与轨道槽1对置的圆弧状的导向面11a之间。

如上所述构成的三球销式等速万向接头，例如在驱动轴固定于外侧接头部件1的情况下，由驱动轴施与外侧接头部件1的旋转力经由轨道槽11、滚柱盒3及耳轴轴颈22，传递到耳轴2的轮毂轴21，使从动轴旋转。在三球销式等速万向接头取动作角的情况下，各耳轴轴颈22随着两旋转轴的旋转，在滚柱盒3的内圈32内向接头轴线发生倾斜变位。与此同时，支承于各耳轴轴颈22的滚柱盒3的滚柱31在轨道槽11的导向面11a上滚动，且滚柱盒3整体在耳轴轴颈22的轴方向上发生相对变位。

有关滚柱盒3相对于耳轴轴颈22的摇头滑动动作，由于耳轴轴颈22通过切削加工高精度形成，所以滚柱31的姿势相对于导向面11a稳定且保持平行。因此，减小滚柱31和导向面11a之间的滑动及滑动阻力，抑制三球销式等速万向接头的轴线方向的诱发推力的发生。其结果是，能够有效提高使用该三球销式等速万向接头的汽车的NVH特性。

图3是表示本发明的第2实施方式的三球销式等速万向接头的剖面图。第2实施方式的三球销式等速万向接头，其耳轴轴颈和滚柱盒的结构与第1实施方式不同。在图3中，对具有与图1相同功能的部分，使用相同的参照符号

第2实施方式的三球销式等速万向接头与第1实施方式相同，为具有滚柱盒3的双滚式，该滚柱盒3具有滚柱31及内圈32，外嵌于该滚柱盒3的耳轴轴颈22的形状不是椭圆柱形状，而是一部分形成为球面状。即，耳轴轴颈22的轴方向中间部直径最大，耳轴轴颈22的根部和前端部的直径小，将耳轴轴颈22的大径部22a的外周面形状做成凸球面。将与耳轴轴颈的大径部22a相接的内圈32的内周面做成凹球面。滚柱21的外周面形成为凸球面，与此相对的外侧接头部件1的轨道槽11的导向面11a形成为圆筒面。在与轨道槽11的导向面11a相邻的部分形成平面部11b，通过该平面部11b引导滚柱31的侧面，从而防止滚柱盒3的倾斜。

在本实施方式的耳轴2的制造工序中，包括凸球面的大径部22a的耳轴轴颈22通过淬火钢的干式切削形成。因此，不需要目前的研磨加工中的用于研磨油的供给及过滤的装置，因此能够通过简单的装置进行加工。另外，由于淬火钢的干式切削不使用加工流体，所以能够防止油泥的处理对环境造成的不良影响。而且，由于不需要用于供给加工流体的前准备，所以作业时间少，能够以高的生产性形成耳轴轴颈22。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述各实施方式，可以进行各种各样的变形。例如在第2实施方式中，也可以将耳轴轴颈22的外周面整体做成曲率半径比较大的凸球面，将与之相接的内圈32的内周面由圆筒面构成。该情况下，也通过淬火钢的干式切削形成耳轴轴颈22，由此通过比目前简单的装置，防止对环境的不良影响，且能够以高的生产性制作耳轴。

Claims (6)

1、一种加工方法，其特征在于，

通过淬火钢的干式切削将工件加工成非圆形状。

2、如权利要求1所述的加工方法，其特征在于，

所述非圆形状为椭圆形状。

3、一种耳轴，其中，

具有通过权利要求1或2所述的加工方法加工成的耳轴轴颈。

4、一种三球销式等速万向接头，其特征在于，具有：

权利要求3所述的耳轴；

外侧接头部件，其在内周部形成有沿轴方向延伸的三个轨道槽，且在各轨道槽的两侧分别具有沿轴方向延伸的滚柱导向面；

滚柱，其插入所述轨道槽内且能够沿着所述滚柱导向面在接头轴方向上滚动，

其中，

所述耳轴向半径方向突出形成有三个所述耳轴轴颈，且在所述各耳轴轴颈上旋转自如地安装有所述滚柱。

5、如权利要求4所述的三球销式等速万向接头，其特征在于，

具有外嵌于所述耳轴轴颈且支承所述滚柱并使其旋转自如的内圈，

所述内圈的内周面形成为圆弧状凸截面，并且所述耳轴轴颈的外周面做成纵截面为直线形状，且横截面为接头圆周方向的直径大于接头轴方向的直径的非圆形状。

6、如权利要求4所述的三球销式等速万向接头，其特征在于，

具有外嵌于所述耳轴轴颈且支承所述滚柱并使其旋转自如的内圈，

所述耳轴轴颈的外周面的至少一部分为凸球面。

Images