CN105290203B - 加压压纹套管用模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种加压压纹套管用模具，用于通过金属流动方式的塑性加工制作具有经过压纹处理为凹槽形状内周面的滑动轴承，其特征在于，所述模具由其所具备的加压部为所具有形状与提供到形成滑动轴承本体的碳钢环棒材内周面的凹槽形状互补的凸出部的，圆形断面的钢棒材制成。根据本发明，在由圆形断面的棒材制成的模具本体的外周面以等间距分割划分的区域，形成了不同的多个凸出部图案，使得为了在滑动轴承的内周面，沿圆周方向塑性加工具有相互不同多种形状的凹槽时，无需将模具更换为具备不同形状的凸出部图案的模具而能够连续作业。

Description

加压压纹套管用模具

技术领域

本发明涉及一种用于加工在内周面具备凹槽形状储油孔的滑动轴承的加压压纹(embossing)套管用(bushing)模具。本发明中，通过金属流动方式的塑性加工，在可用于重负荷低速滑动轴承(sliding bearing)的圆柱形滑动轴承的内周面，形成能够存储足量的油的凹槽形储油孔时，通过在所使用的加压压纹套管用模具上提供多个凸出部图案(pattern)，从而能够简单方便地提供多种凹槽形状的储油孔。

背景技术

通常情况下，滑动轴承是被设置在移动体与固定体之间，并在面接触于移动体或固定体的状态下，通过支承使移动体与固定体之间顺畅移动的装置。特别是所述的滑动轴承与滚动轴承相比，承受冲击的力量更强，因此广泛使用在负荷较重的产业机械的滑动部。

在所述的滑动轴承中，通过供给润滑油来防止轴与滑动接触面上产生内部磨损。所述润滑油的供给一般是周期性地实施。随着轴的旋转，润滑油流入轴与滑动轴承之间的接触面，形成薄薄的油膜。

然而，当所述的滑动轴承在运转过程中有摩擦或从外部受到较大荷重时，如果滑动面上缺少足量的润滑油，则可能会导致油膜的一部分受损。并且在使用一定时间之后，将由于润滑油的耗尽导致油膜不足的现象发生，从而在轴与滑动轴承之间的滑动面上发生金属之间的接触，并且由于该接触压力导致摩擦生热，使得在轴与滑动轴承之间的滑动面上产生燃烧现象，使滑动轴承的寿命结束。

此外，所述的滑动轴承在运转过程中，当轴与滑动轴承之间的滑动面上进入或产生异物的情况下，如果未能及时将其去除，则在滑动面上将因异物产生摩擦，导致出现缩短滑动轴承寿命的问题。

在上述滑动轴承中，对于在作为轴与滑动轴承之间滑动面的滑动轴承内周面形成储油孔的方案，提出了各种不同的技术。作为相关现有技术，美国专利公报6,241,393B1中，如图1中(a)至(c)所示，提出了向作为随着轴13部件的旋转发生滑动的部位的套管14提供通过钻孔方式形成的储油孔9，并且以外壳18支承所述套管14外周面的结构。另外还提出，当以在发生滑动的滑动轴承的内周面钻孔形成的储油孔的面积相当于整个滑动轴承内周面积的20～40％的方式形成储油孔时能够改善润滑特性。

另外，韩国公开专利公报第10-2011-0100254号(专利申请第10-2011-7015270号)中公开了以下内容。如图2中所示，在滑动轴承1的内周面S1上提供的凹槽形态的润滑油(油)储存部为长的凹型凹槽1b和圆形的凹型凹槽1a-1，1a-2。所述的凹槽形态的润滑油(油)储存部是在加工中心(MCT)中使用安装有字形特殊工具尖端的工具，在形成圆柱形的滑动轴承1的内周面S1上一个一个地依次通过机械加工(切削加工)方式提供的。像这样，在已经加工成圆柱形的滑动轴承1内周面S1上，通过机械加工(切削加工)方式提供如所述的储油孔时，由于此时工具的旋转力因折为90°，旋转负荷率高，并且还存在工具中产生过多的热量，为制作过程带来很多困难的问题。同时，不仅其形状十分受限，而且在整个滑动轴承的内周面将所述的凹槽全部进行机械加工，存在着需要许多加工时间的问题。

特别是对于如前所述的机械加工方式来说，为了加工出断面结构随着槽的加工深度发生变化的形状的凹槽，以便使得储油孔的断面形态最优化，需要将工具尖端的形态变更为双重结构来进行制作。在这种情况下，加工线的形态变化部中的不连续性，也可能引起在最终产品中油的流动被阻碍的现象，而且在实际加工作业中工具的寿命较短，从而在更换工具等上所需要的时间与费用会超过一定的水平，使得最终发生生产效率显著下降的问题。

与此同时，如图2所示，先在滑动轴承1的内周面S1上将具有一种形状的凹型凹槽，例如，第一列L1的圆形的凹型凹槽1a-1，沿滑动轴承1的长度方向B加工多个，之后沿圆周方向A旋转滑动轴承1，同时进一步加工第一列L1的圆形的凹型凹槽1a-1，从而完成第一列。在更换工具尖端后，将具有其他形状/或排列(若第一列与第二列的凹槽表面形状及断面形状相同，则无需更换工具尖端)的凹型凹槽，如第二列的圆形的凹型凹槽1a-2，沿滑动轴承1的长度方向B加工多个，之后沿圆周方向A旋转滑动轴承1，同时进一步加工第二列L2的圆形的凹型凹槽1a-2，从而完成第二列。再次更换工具尖端后，将第三列的长的凹型凹槽1b，沿长度方向及圆周方向，依次加工多个。因为在上述机械加工作业中，需要重复进行如滑动轴承1的旋转或水平移动，以及在加工中心(MCT)中的工具尖端的更换等繁琐的操作，才能够将所述的凹槽全部加工到滑动轴承的整个内周面，因此其作业效率显著下降。

另外，作为针对机械加工方式中存在的根本性问题的解决方案，最近由本案申请人提出了金属流动方式的塑性加工方法。该方法中，为了形成具有以加压(Pressing)方式压纹处理为凹槽形状的内周面的滑动轴承，使用加压部中具备互补于凹槽形状的凸出部形状的模具，即加压压纹套管用模具。在现有的普通加压压纹套管用模具中，使用的是具备排列成一列的形状相同的凸出部的模具。为了使用所述的模具在滑动轴承的内周面塑性加工沿圆周方向相互不同形状的凹槽(储油孔)，在利用第一模具实施第一次塑性加工之后，需要将滑动轴承的内周面旋转一定角度，之后换成具备其他形状凸出部的第二模具实施作业。因此存在着一些不便，以及作业效率下降的问题。

如上所述的模具更换作业，不仅在改变凸出部形状的情况下需要，而且在由于经过一定时间的使用使得模具中的凸出部发生磨损的情况下仍然需要。根据现有技术，并未提供能够仅对凸出部进行更换的其他方案，因此需要更换整个模具。由此导致了对所述的模具进行整体更换产生过多材料费用负担的问题。

发明内容

技术问题

本发明的技术课题在于，提供一种加压压纹套管用模具，通过表面加压(Pressing)方式，制作经过压纹处理具有凹槽形状内周面的滑动轴承，所述模具由其所具备的加压部为所具有形状与提供到形成滑动轴承本体的碳钢环棒材内周面的凹槽形状互补的(匹配的、相对应的)凸出部的，圆形断面的钢棒材制成，为了在滑动轴承的内周面，沿圆周方向塑性加工具有相互不同多种形状的凹槽(储油孔；oilreservoir)时，无需将模具更换为具备不同形状凸出部的模具而能够连续作业。

与此同时，本发明的另一个技术课题在于，提供一种能够将在圆形断面的钢棒材制成的模具本体外周面提供的凸出部可更换地固定安装的方案。

解决课题的方案

作为本发明中解决所述技术课题的方式，

提供了一种加压压纹套管用模具，用于通过金属流动方式的塑性加工，在滑动轴承的内周面形成凹槽形状的储油孔，其特征在于，为了在滑动轴承的内周面形成沿圆周方向变化的多种凹槽形状的储油孔，针对滑动轴承内周面的加压压纹加工中沿圆周方向旋转的滑动轴承的内周面，设置为沿长度方向可发生位移移动的由圆形断面棒材制成的模具本体的外周面一侧(上侧或下侧)，在沿模具本体的长度方向以设定间隔分割划分的设定长度的划分区域，分别形成具有不同形状的多个凸出部图案。

其中，还可以与之不同地，沿模具本体的圆周方向以等间距分割划分。

另外，沿圆周方向以等间距分割划分的情况下，其分割的分隔角度优选为120°。

进一步地，形成所述凸出部图案的各个凸出部优选为，插入到形成在由圆形断面的钢棒材制成的模具本体的外周面的安装槽中的超硬尖端。

有益效果

本发明提供了一种加压压纹套管用模具，用于通过表面加压(施压)方式，制作经过压纹处理具有凹槽形状内周面的滑动轴承，所述模具在由圆形断面的钢棒材制成的模具本体的外周面，以等间距分割划分的区域，形成了不同的多个凸出部图案。根据本发明，通过交替使用所述加压压纹套管用模具内的不同的凸出部图案，能够在无需模具整体的更换作业的情况下，在滑动轴承的内周面沿圆周方向塑性加工具有相互不同多种形状的凹槽(储油孔)，从而提升作业效率。

进一步地，如果所提供的凸出部为超硬尖端的形态，则通过超硬材料所具有的耐磨特性，不仅能够加强模具的耐久性，而且利用组成模具本体的钢质材料的热膨胀系数之差，能够简便地从模具本体，只更换形成凸出部的超硬尖端部分。

附图说明

图1为表示以钻孔方式提供储油孔的现有滑动轴承的结构的图，(a)为滑动轴承的立体图，(b)为与轴部件结合状态的断面图，(c)为主要部分放大断面图。

图2为表示以机械加工方式形成凹槽形状储油孔的现有滑动轴承的立体图。

图3所示为在其内周面具备使用本发明的优选实施例的加压压纹套管用模具以金属流动方式塑性加工成的凹槽形状储油孔的滑动轴承一例的图。

图4为示意出用于向滑动轴承的内周面提供以金属流动方式塑性加工的凹槽形状储油孔的压纹套管加工装置的主要部分的结构图，是用其中使用的具备多个凸出部图案的加压压纹套管用模具，将本发明中的第一实施例以分解立体图表示的图。

图5a和图5b为分别表示使用本发明第一实施例的具备多个凸出部图案的加压压纹套管用模具的第一凸出部图案，在滑动轴承的内周面进行塑性加工的状态的运转状态图，以及由此在滑动轴承的内周面形成第一凹槽部的状态的图。

图6a和图6b为分别表示使用本发明第一实施例的具备多个凸出部图案的加压压纹套管用模具的第二凸出部图案，在滑动轴承的内周面进行塑性加工的状态的运转状态图，以及由此在滑动轴承的内周面形成第二凹槽部的状态的图。

图7a和图7b为分别表示使用本发明第一实施例的具备多个凸出部图案的加压压纹套管用模具的第二凸出部图案，在滑动轴承的内周面进行塑性加工的状态的运转状态图，以及由此在滑动轴承的内周面形成第三凹槽部的状态的图。

图8为表示用于图4中所示的压纹套管加工装置的具备多个凸出部图案的加压压纹套管用模具，即本发明第二实施例的图。

图9为表示从a方向观察图8所示的第二实施例中具备多个凸出部图案的加压压纹套管用模具的断面图，即示意性地一并表示根据模具本体外周部凸出形成的各个凸出部图案而在滑动轴承内周面形成的凹槽的形状的图。

图10为表示使用第二实施例中具备多个凸出部图案的加压压纹套管用模具，通过A～F进行步骤，在滑动轴承的内周面形成第一凹槽部和第二凹槽部的过程的图。

图11为表示对第二实施例的比较实施例，即对在模具本体外周部的六等分位置上具备多个凸出部图案的加压压纹套管用模具的使用例进行说明的图。

图12为表示第二实施例的优选的实现形态，即对在模具本体外周部的三等分位置上具备多个凸出部图案的加压压纹套管用模具使用例进行说明的图。

图13为以断面形态表示超硬尖端插入形成在模具本体外周面的安装槽的实施例的图。

具体实施方式

下面参照附图，对本发明实施例的结构及作用进行详细说明。

图3所示为在其内表面具备使用本发明的优选实施例的加压压纹套管用模具以金属流动方式塑性加工成的凹槽形状储油孔的滑动轴承的一例的图。图中示出了使用本发明的模具在形成滑动轴承100的碳钢环棒材110内周面形成的多个凹槽形状储油孔120a，120b，120c。另外，如图3所示，还可以在滑动轴承100的外周面进一步形成圆周方向的油沟130，并在油沟130内形成贯穿滑动轴承100内、外周面的用于连接的通孔150。

图4为用于向如图3所示的滑动轴承的内周面提供以金属流动方式塑性加工的凹槽形状储油孔120a，120b，120c的压纹套管加工装置200的主要部分的结构图，是用其中使用的具备多个凸出部图案的加压压纹套管用模具，将本发明中的第一实施例以分解立体图表示的图。图8所示为对图4中所示的加压压纹套管用模具的第一实施例中多个凸出部图案的排列状态进行改变的第二实施例的图。

在对本发明中具体的实施例进行说明之前，首先针对本发明中采用的压纹套管加工装置的一例，参照图4对其简要组成与运转方法进行说明。所述的压纹套管加工装置200只不过是一个示例，本发明中的模具还可以适用于与之结构不同的压纹套管加工装置中。

作为用于向滑动轴承的内周面提供以金属流动方式塑性加工的凹槽形状储油孔的塑性加工装置来提供的压纹套管加工装置200，如图4的立体图所示，其组成可以包括：模具本体270，其由多个凸出部图案270a，270b，270c向下方凸出排列的圆形断面的钢棒材制成；移动体260，其包括了能够向所述的模具本体270施加上下方向移动位移的加压夹具；环棒材支承体250，其具备第一齿轮部，所述第一齿轮部为其内周面支承形成滑动轴承100的碳钢环棒材110的外周面的支承体，并且在该外周面沿圆周方向多个排列形成；两端旋转支承部220，其支承环棒材支承体250使得环棒材支承体250能够在固定于固定基本面210的位置上旋转；第二齿轮部240，其与所述环棒材支承体250的第一齿轮部啮合；环棒材旋转驱动轴230，其连接使得第二齿轮部240旋转；电动机(未图示)及控制部(未图示)，其使环棒材旋转驱动轴230旋转。另外，包括加压夹具的所述移动体260设置为能够沿所述模具本体270的长度方向移动，进一步地，设置为能够使用加压机沿上下方向施加压力来发生位移。

根据本发明提供了一种加压压纹套管用模具200，作为用于通过金属流动方式的塑性加工在滑动轴承100的内周面形成凹槽形状储油孔的加压压纹套管用模具270，其特征在于，为了在滑动轴承100的内周面形成沿圆周方向变化的多种凹槽形状储油孔210a，210b，210c，针对滑动轴承内周面的加压压纹加工中沿圆周方向旋转的滑动轴承的内周面，设置为沿长度方向可发生位移移动的圆形断面棒材制成的模具本体的外周面一侧(下侧或上侧)，在沿模具本体的长度方向以设定间隔ΔL分割划分的设定长度的划分区域La1，La2，La3，分别形成了具有不同形状的多个凸出部图案270a，270b，270c。

其中，各个凸出部图案270a，270b，270c，不仅可以如图所示，由同一形状的多个凸出部形成，而且还可以与之不同地构成为，构成一个凸出部图案270a，270b，270c的多个凸出部，其各自的全部或一部分形状相互不同。

其中，以所述的设定间隔ΔL分割划分的设定长度的划分区域La1，La2，La3如图4所示，可以形成为沿模具本体270的长度方向以设定间隔ΔL分割划分。也可以与之不同地，如后述的图8及图9中所示，形成为沿模具本体270的圆周方向以设定间隔ΔR分割划分。

以下参照附图，考察沿模具本体270的长度方向以等间距的设定间隔ΔL分割划分的，依照本发明第一实施例的模具的具体组成及其使用例。

为了利用图4所示的压纹套管加工装置200在形成滑动轴承100本体的碳钢环棒材110内部形成多个凹槽形状储油孔210a，210b，210c，首先，将凸出部模具270插入碳钢环棒材110的内部，此时使得具有与待成型的储油孔210a，210b，210c凹槽形状相吻合的成型图案的凸出部图案(例如，第一凸出部图案“270a”)首先朝向下方排布，而碳钢环棒材110的内周面沿纵向排布在与之相对的对应的下方位置上。

之后，如图5a所示，利用包括加压夹具的移动体260，使模具本体270向下方移动，由此使碳钢环棒材110的下部内周面先接触到形成在模具本体270的外周面的第一个分割划分区域La1的压纹形状的第一凸出部图案270a。之后，当利用包括加压夹具的移动体260，施加使模具本体270向下方移动的更大的力，则因为由在模具本体270形成的压纹形状的第一凸出部图案270a所施加的压力，在碳钢环棒材110的内周面形成如图5b所示的，依据金属流动的塑性加工方式的所对应的凹槽形状储油孔120a。

如此在碳钢环棒材110的内周面形成为储油孔的凹槽之后，随着利用包括加压夹具的移动体260使模具本体270恢复到原位，第一凸出部图案270a再次上升。

之后，根据控制部的命令旋转环棒材旋转驱动轴230，并由随之旋转的第二齿轮部240以及随之联动的具备第一齿轮部的环棒材支承体250，将收容在其内周面的碳钢环棒材110旋转所设定角度后，执行连续作业。此时的预先所设定角度的设定可以为，使得在碳钢环棒材110内周面同时形成的一列凹槽，能够沿圆周方向以所设定的间隔分割来隔离的角度范围形成。

其中，当利用移动体260使具有本发明特征的模具本体270沿水平方向移动(沿模具本体的长度方向移动)所设定间隔，则如图6a所示，模具本体270的凸出并提供第二凸出部图案270b的第二分割划分区域La2将位于碳钢环棒材110的内周面之上。之后如果前述的加压塑性加工作业以相同方式再实施一次，则如图6b所示，在碳钢环棒材110的内周面，因为由在模具本体270形成的压纹形状的第二凸出部图案270b所施加的压力，形成依据金属流动的塑性加工方式的所对应的长方形凹型凹槽形状的储油孔120b。

后续在进一步实施碳钢环棒材110的所设定角度旋转和模具本体270的以所设定间隔的水平运动之后，如图7a所示，模具本体270的凸出并提供第三凸出部图案270c的第三分割划分区域La3将位于碳钢环棒材110的内周面之上。之后如果前述的加压塑性加工作业以相同方式再实施一次，则如图7b所示，在碳钢环棒材110的内周面，因为由第三凸出部图案270c所施加的压力，形成具有另一种不同形状的凹槽形状储油孔120c。

另一方面，作为本发明第二实施例，是沿圆周方向以等间距分割划分，则如图8及图9所示，使得沿模具本体270的圆周方向以等间距ΔR形成三个分割划分区域La1，La2，La3，并在各自分割划分的区域La1，La2，La3形成不同的多个凸出部图案270a，270b，270c，而各个区域之间的分割隔离角度设定为120°的等间距，则由所述的不同的多个凸出部图案270a，270b，270c，将能够在滑动轴承100的内周面，形成沿圆周方向等间距ΔR，120°地隔离的具有不同形状凹槽的储油孔120a，120b，120c。

图10中以A～F状态表示将所述的第二实施例中的模具本体270与碳钢环棒材110朝同一方向旋转相同的角度120°，同时在内周面，由第一凸出部图案270a塑性加工出具有与之对应的凹槽形状的储油孔120a，以及由第二凸出部图案270b塑性加工出具有与之对应的凹槽形状的储油孔120b的过程。而且与附图中所示不同地，改变模具本体270和碳钢环棒材110的旋转方向或其旋转角度，则在碳钢环棒材110的内周面形成的凹槽形状储油孔的排列状态，还可以有不同的构成。

另外，对比图11及图12中所示状态如下。如图11所示，针对在模具本体270的外周面具有6个被分割划分的区域，并使用6个凸出部图案情况下的模具本体270的直径do(除凸出部以外的直径)，作为能够不受相邻凸出部图案影响地使用的碳钢环棒材，能够使其内径最小化的碳钢环棒材110的内径为D1，而如图12所示，针对在模具本体270的外周面具有3个分割划分的区域，并使用3个凸出部图案情况下的模具本体270的直径do(除凸出部以外的直径)，作为能够不受相邻凸出部图案影响地使用的碳钢环棒材，能够使其内径最小化的碳钢环棒材110的内径为D2，并且，D2可以小于D1。从而如果使用在模具本体270的外周面具有3个以120°隔离的分割划分区域的模具本体270，则存在能够在内径更小的碳钢环棒材110中使用的优点。换言之，能够最大化针对具有相同内径的碳钢环棒材110可使用的模具本体270的直径，从而有利于确保模具本体270的最大刚性。

进一步地，形成所述凸出部图案270a，270b，270c的各个凸出部如图13所示，优选为插入到形成在模具本体270外周面的安装槽272中的超硬尖端。如此以超硬尖端的形态提供凸出部的情况下，通过超硬(超硬合金)所具有的耐磨特性，不仅能够增强模具的耐久性，而且能够利用所述的超硬材料与构成模具本体270的钢材材料之间的热膨胀系数之差，容易地从模具本体270只更换形成凸出部的超硬尖端部分，例如在相同温度下进行加热的情况下，由于模具本体270的热膨胀系数比超硬尖端部分大，因此使得插入超硬尖端的安装槽272的膨胀程度更大，能够容易地实现超硬尖端的分离。并且超硬尖端的插入，可以通过将模具本体270适当加热之后，将超硬尖端插入膨胀的安装槽272内部再重新冷却，从而完成插入设置的方式容易地实现。

以上对本发明优选实施例进行了详细说明，但本发明的权利范围并非限定于此。本领域技术人员在本发明的基本概念的范围内进行的多种变形及改良形态也属于本发明中的权利范围。

Claims (1)

1.一种加压压纹套管用模具(270)，用于通过金属流动方式的塑性加工，在滑动轴承的内周面形成凹槽形状的储油孔，其特征在于，

所述模具的模具本体由圆形断面棒材制成且在模具本体的外周面沿模具本体的长度方向以设定间隔(ΔL)分割划分的设定长度的划分区域(La1，La2，La3)分别形成具有不同形状的多个凸出部图案(270a，270b，270c)，从而为了在滑动轴承的内周面形成沿圆周方向变化的多种凹槽形状的储油孔，在滑动轴承内周面的加压压纹加工中，所述多个凸出部图案(270a，270b，270c)位于模具本体的外周面的正下方，通过所述模具本体的沿其长度方向的移动使得所述多个凸出部图案(270a，270b，270c)按根据划分区域而与所述滑动轴承的内周面接触且所述模具本体不发生沿所述模具本体的圆周方向的旋转。