CN109803790A - 滚道槽加工方法、轴承、滚珠丝杠装置、机器和车辆的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种滚道槽加工方法，其中在加工表面上沿周向方向形成用于滚动接触的滚动元件的加工侧滚道槽，加工表面是被加工物体的圆柱形的周向表面，其中：将加工用滚动元件可旋转地设置在加工工具的工具侧周向表面与加工侧滚道槽之间，工具侧周向表面是圆柱形表面并且与加工表面相对；使加工工具相对于被加工物体旋转；并且对加工侧滚道槽进行磨光。

Description

滚道槽加工方法、轴承、滚珠丝杠装置、机器和车辆的制造 方法

技术领域

本发明涉及一种用于在工件的要加工的表面上加工滚道槽的方法的改进，该滚道槽被构造成与滚动元件滚动接触，所述要加工的表面是圆柱形的周向表面，所述工件例如为构成滚珠丝杠装置的滚珠螺母或滚珠丝杠轴以及构成滚珠轴承的外圈或内圈。本发明还涉及用于制造轴承、滚珠丝杠装置、机器和车辆的方法。

背景技术

例如，专利文献1中描述的滚珠丝杠装置被结合到包括线性移动的可动部分的各种机械装置(例如，机床)中。作为所谓的盖板式滚珠丝杠装置(piece type ball screwdevice)，图7和图8示出了专利文献1中描述的传统结构的例子。滚珠丝杠装置1包括滚珠丝杠轴2、滚珠螺母3和多个滚珠4、4。滚珠丝杠轴2由诸如碳钢的铁基金属钢材料形成为圆形剖面和直线杆形状。在滚珠丝杠轴2的外周表面上，以螺旋形状且在多个圆周上连续的状态在轴向方向上以相等的间距(相同的导程)设置有具有部分圆弧形的剖面的内径侧滚珠丝杠槽5。

滚珠螺母3通过将大体椭圆形的盖板7装配(压配合)并固定到设置在螺母主体6的多个轴向位置处的每个基本上椭圆形的通孔中而形成。在内周表面的多个轴向位置，在轴向方向上以相等的间距形成有具有部分圆弧形的剖面的外径侧滚珠丝杠槽8、8。每个外径侧滚珠丝杠槽8、8由在滚珠螺母3的内周表面上螺旋形成的滚珠滚动槽部9和在盖板7的内周表面上形成为大致S形状的滚珠返回槽部10构成。即，在将盖板7装配并固定到螺母主体6的通孔中的状态下，滚珠滚动槽部9的两个周向端部通过滚珠返回槽部10彼此连接。滚珠返回槽部10的深度比滚珠滚动槽部9的深度深。此外，多个滚珠4、4能自由滚动地设置在每一个外径侧滚珠丝杠槽8、8与内径侧滚珠丝杠槽5之间。

当滚珠丝杠装置1用于驱动诸如机床的移动台或工具台的被驱动物体时，滚珠丝杠轴2仅可旋转地支撑到框架等上，并且滚珠丝杠轴2通过伺服电机等能够在两个方向上旋转预定量。相比之下，滚珠螺母3被支撑并固定到被驱动物体上。当滚珠丝杠轴2被驱动成旋转时，每个滚珠4、4在构成每个外径侧滚珠丝杠槽8、8的滚珠滚动槽部9和内径侧滚珠丝杠槽5之间滚动。此时，当到达滚珠滚动槽部9的末端端部(一个周向端部)时，滚珠4、4穿过滚珠返回槽部10返回到同一个滚珠滚动槽部9的起始端部(另一个周向端部)。结果，支撑并固定滚珠螺母3的被驱动物体可以在与滚珠丝杠轴2的旋转方向对应的方向上平行移动与旋转量对应的长度。

在制造构成滚珠丝杠装置1的滚珠螺母3的情况下，首先，对诸如碳钢的金属材料进行铸造、锻造等，以获得大体圆柱形的中间材料。接下来，在中间材料的内周面上，通过诸如使用行星切割器(行星丝锥)的车床车削的切削处理形成每个外径侧滚珠丝杠槽8、8，同时留有一定的切削余量(加工余量)。此外，在进行诸如淬火或回火的热处理之后，对每个外径侧滚珠丝杠槽8、8进行诸如磨削、抛光或超精加工的精加工，以去除切削余量，从而获得滚珠螺母3。从抑制制造成本的观点来看，用于制造滚珠螺母3的方法具有改进的余地。

引用列表

专利文献

专利文献1：JP-A-2004-204911

发明内容

要解决的问题

鉴于上述情况，本发明已经实现了一种用于加工滚道槽的方法，其可以降低加工成本。

解决问题的手段

本发明的用于加工滚道槽的方法涉及工件，例如构成滚珠丝杠装置的滚珠螺母或滚珠丝杠轴、以及构成滚动轴承的内圈或外圈。本发明的用于加工滚道槽的方法是在工件的圆柱形的周向表面(内周表面或外周表面)上形成滚道槽(外径侧滚珠丝杠槽或内径侧滚珠丝杠槽、以及内圈滚道或外圈滚道)，该滚道槽构造成与诸如滚珠(滚珠)、圆柱形滚子和锥形滚子的滚动元件滚动接触。

特别地，本发明的用于加工滚道槽的方法包括在下述状态下通过使加工工具相对于工件旋转而对要加工侧滚道槽进行磨光处理的步骤：至少一个、优选多个加工滚动元件可滚动地设置在要加工侧滚道槽与工具侧周向表面之间，工具槽周向表面与要加工的表面相对并且是加工工具的圆柱形的周向表面。

在实施本发明的用于加工滚道槽的方法的情况下，优选加工滚动元件由比构成工件的材料更硬的材料制成。此外，优选对每个加工滚动元件的滚动表面进行镜面精加工。

在实施本发明的用于加工滚道槽的方法的情况下，具体地，工件是滚珠丝杠装置的滚珠螺母，其内周表面是要加工的表面并且螺旋地设置有外径侧滚珠丝杠槽，该外径侧滚珠丝杠槽是要加工侧滚道槽并且具有部分圆弧形的剖面。此外，加工工具是心轴，其外周表面是工具侧周向表面。在作为加工滚动元件的加工滚珠可旋转地设置在外径侧滚珠丝杠槽与心轴的外周表面之间的状态下，通过在使心轴和滚珠螺母相对地旋转的同时使心轴和滚珠螺母在轴向方向上相对地移位来对外径侧滚珠丝杠槽进行磨光处理。

优选地，在磨光处理期间，心轴的轴向方向的至少一部分的外径在心轴的相对于滚珠螺母在轴向方向上的相对移位的方向上朝向后部增大。

可替代地，心轴的外周表面螺旋地设置有具有部分圆弧形的剖面的工具侧滚珠丝杠槽。

优选地，在磨光处理期间，工具侧滚珠丝杠槽的槽底直径在心轴的相对于滚珠螺母在轴向方向上的相对移位的方向上朝向后部增大。

例如，滚珠螺母可以通过将盖板装配(压配合)并固定到设置在螺母主体的多个位置处的每个通孔中而形成，并且外径侧滚珠丝杠槽可以由滚珠滚动槽部和滚珠返回槽部构成，滚珠滚动槽部形成在螺母主体的内周表面上，滚珠返回槽部的深度比滚珠滚动槽部的深度深，并且滚珠返回槽部在盖板的内周表面上形成为大致S形状。即，滚珠螺母可以结合到所谓的片式滚珠丝杠装置中。

此外，外径侧滚珠丝杠槽可以形成为在滚珠螺母的内周表面上是螺旋形状并且在多个圆周上连续的状态。即，滚珠螺母也可以结合到所谓的端盖式、返回管式或导板式滚珠丝杠装置。

在实施本发明的用于加工滚道槽的方法的情况下，可替代地，工件可以是滚动轴承的外圈，其内周表面作为要加工的表面设置有作为要加工侧滚道槽的外圈滚道。

此外，工件也可以是用于滚动轴承的内圈，其外周表面作为要加工的表面设置有作为要加工侧滚道槽的内圈滚道。

在实施本发明的用于加工滚道槽的方法的情况下，更具体地，在通过诸如使用行星切割器(行星丝锥)的车床车削的切削处理在待处理的表面上形成待处理侧滚道槽之后，对待处理侧滚道槽进行磨光处理。

在实施本发明的情况下，通过切削处理在待处理的表面上形成待处理侧滚道槽之后并且进一步对工件施加诸如淬火或回火的热处理之后，对待处理侧滚道槽进行磨光处理。

发明效果

本发明的用于加工滚道槽的方法进行了磨光处理，其中在与要加工侧滚道槽滚动接触的同时使加工滚动元件的滚动表面紧压要加工侧滚道槽。因此，在使要加工侧滚道槽的表面凹陷的同时可以调整要加工侧滚道槽的表面性质。此外，在磨光处理的前面步骤中，可以有效地校正在要加工侧滚道槽的表面上发生的诸如氧化的表面改性、要加工侧滚道槽的变形(形变)和表面粗糙度。因此，可以省略诸如磨削、抛光或超精加工等的精加工，或即使在应用它的情况下也可以简化它，使得可以降低要加工侧滚道槽的加工成本，因此降低工件的制造成本。

附图说明

图1是示出作为本发明的第一实施方式的目标的滚珠丝杠装置的滚珠螺母的轴向方向上的剖面的一部分的视图。

图2是示出根据本发明的第一实施方式在对外径侧滚珠丝杠槽进行磨光处理的状态下的轴向方向上的一部分的剖视图。

图3是示出根据本发明的第一实施方式的取出的心轴的剖视图。

图4是示出根据本发明的第一实施方式的用于制造滚珠螺母的过程的流程图。

图5是示出心轴的另一个例子的剖视图。

图6是与图4类似的视图，其示出了本发明的第二实施方式。

图7是示出传统滚珠丝杠装置在省略滚珠丝杠轴的一部分的状态下的立体图。

图8是传统滚珠丝杠装置的滚珠螺母的剖视图。

图9是作为轴承的一种的径向滚珠轴承的部分切断的立体图。

图10是配备有包括滚珠丝杠装置的电动转向装置的车辆的示意图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本发明的用于加工滚道槽的方法的实施方式。另外，本发明涉及一种工件，例如构成滚珠丝杠装置的滚珠螺母或滚珠丝杠轴以及构成滚动轴承的外圈和内圈。本发明的特征在于，在工件中，在作为圆柱形的周向表面的要加工的表面上形成要加工侧滚道槽时，通过进行使加工滚动元件的滚动表面与要加工侧滚道槽滚动接触的同时压紧要加工侧滚道槽的磨光处理，可以降低要加工侧滚道槽的加工成本，因此降低制造工件的成本。完成的工件和包括该工件的滚珠丝杠装置或滚动轴承的构造与传统已知的各种结构的构造相同。

在下面的实施方式的描述中，将描述在构成所谓的片式滚珠丝杠装置的滚珠螺母的内周表面上形成外径侧滚珠丝杠槽的情况。

[第一实施方式]

将参照图1至图4描述本发明的第一实施方式。另外，图1和图2示出了取出作为本实施方式的目标的滚珠螺母3的一部分(一个导程部分)的状态。类似于图7和图8所示的传统结构，除了滚珠螺母3之外，滚珠丝杠装置1还包括滚珠丝杠轴2和多个滚珠4、4。滚珠丝杠轴2由诸如碳钢的铁基金属钢材料形成为圆形剖面和线性杆形状。在滚珠丝杠轴2的外周表面上，以螺旋形状且在多个圆周上连续的状态在轴向方向上以相等的间距(相同的导程)设置有具有部分圆弧形的剖面的内径侧滚珠丝杠槽5。

滚珠螺母3通过将大体椭圆形的盖板7装配(压配合)并固定到设置在螺母主体6的多个轴向位置处的每个椭圆形的通孔11中而形成。在内周表面的多个轴向位置，在轴向方向上以相等的间距设置有具有部分圆弧形的剖面的外径侧滚珠丝杠槽8、8。另外，通孔11在轴向方向上以相等的间距并且以相对于周向方向的相位在轴向方向上至少相邻的通孔11之间移位的状态设置在螺母主体6中。每个外径侧滚珠丝杠槽8、8由滚珠滚动槽部9和滚珠返回槽部10构成。滚珠滚动槽部9螺旋地设置在螺母主体6的内周表面上。滚珠滚动槽部9的周向长度略短于螺母主体6的内周表面的一圈的周向长度(在周向方向上短滚珠返回槽部10的周向长度)。滚珠返回槽部10以大致S形状设置在盖板7的内周表面上，并且在盖板7装配并固定到螺母主体6中的状态下与滚珠滚动槽部9的两个周向端部或靠近两个周向端部的部分连接。滚珠返回槽部10的槽深度比滚珠滚动槽部9的槽深度更深。多个滚珠4、4中的每一个能自由滚动地设置在每一个外径侧滚珠丝杠槽8、8与内径侧滚珠丝杠槽5之间。

当滚珠丝杠装置1用于驱动诸如机床的移动台或工具台的被驱动物体时，滚珠丝杠轴2仅可旋转地支撑到框架等上，并且滚珠丝杠轴2通过伺服电机等能够在两个方向上旋转预定量。相比之下，滚珠螺母3被支撑并固定到被驱动物体上。当滚珠丝杠轴2被驱动成旋转时，每个滚珠4、4在构成每个外径侧滚珠丝杠槽8、8的滚珠滚动槽部9和内径侧滚珠丝杠槽5之间滚动。此时，当到达滚珠滚动槽部9的末端端部(一个周向端部)时，滚珠4、4穿过滚珠返回槽部10返回到同一个滚珠滚动槽部9的起始端部(另一个周向端部)。简而言之，到达滚珠滚动槽部9的末端端部的滚珠4、4由滚珠返回槽部10引导，以便越过内径侧滚珠丝杠槽5的螺纹，并返回同一滚珠滚动槽部9的起始端部。这样，滚珠4、4在每个外径侧滚珠丝杠槽8、8和内径侧滚珠丝杠槽5之间一边滚动一边循环。因此，支撑并固定滚珠螺母3的被驱动物体在与滚珠丝杠轴2的旋转方向对应的方向上平行移动(在轴向方向上移位)与旋转量对应的长度。

为了制造构成滚珠丝杠装置1的滚珠螺母3，首先，通过对诸如碳钢的金属材料进行成形处理(例如，铸造或锻造)，获得在多个轴向位置包括大体椭圆形的通孔11的大体圆柱形的中间材料。接下来，通过诸如使用行星切割器(行星丝锥)的车床车削的切削处理，在中间材料的内周表面上形成构成每个外径侧滚珠丝杠槽8、8的滚珠滚动槽部9，同时留有一定凹陷余地。随后，对中间材料施加诸如淬火或回火的热处理。之后，将与中间材料分开准备(制造)的、在内周表面上包括具有大致S形状的滚珠返回槽部10的盖板7装配(压配合)并固定到每个通孔11中，并使滚珠滚动槽部9的末端端部和起始端部(两个周向端部)彼此相连以构成每个外径侧滚珠丝杠槽8、8。另外，每个通孔11可以在形成金属材料的同时形成，也可以在对金属材料施加成形处理之后通过切削形成。可替代地，每个通孔11可以在在内周表面上形成滚珠滚动槽部9之后或者在形成滚珠滚动槽部9之后进一步施加热处理之后而通过切削中间材料形成。

进一步地，对每个外径侧滚珠丝杠槽8、8进行说明本发明的特征的磨光处理。首先，对每个外径侧滚珠丝杠槽8、8涂布润滑脂，并且在外径侧滚珠丝杠槽8、8的每个外径侧滚珠丝杠槽8、8中设置多个加工滚珠12、12。可替代地，可以在外径侧滚珠丝杠槽8、8的每个外径侧滚珠丝杠槽8、8中设置涂有润滑脂的多个加工滚珠12、12。在任一种情况下，将每个加工滚珠12、12在通过润滑脂的粘度防止从每个外径侧滚珠丝杠槽8、8脱落的状态下保持在每个外径侧滚珠丝杠槽8、8中。加工滚珠12、12由比构成滚珠螺母3的金属材料更硬的材料(例如，金属或陶瓷)制成，并且对其表面(滚动表面)进行镜面精加工。此外，每个加工滚珠12、12的滚珠直径设置为与结合到完成的滚珠丝杠装置1中的每个滚珠4、4的滚珠直径相同。

此外，在防止轴向移位和旋转的状态下通过加工装置支撑滚珠螺母3。将具有圆形剖面和直线杆形状的心轴13在使用旋转装置(没有示出)在预定方向上旋转的同时从滚珠螺母3的轴向一侧的开口(图2中的右侧开口)插入滚珠螺母3的内径侧。在心轴13中，在前端部(另一个轴向端部，图2和图3的左端部)设置有引入部15，在轴向中间部设置有主加工部16，并且在基端部(一个轴向端部，图2和图3的右端部)设置有精加工部17。在从引入部15的轴向一端侧部到精加工部17的轴向一端边缘的部分的外周表面上，以螺旋形状且在多个圆周上连续的状态在轴向方向上以相等的间距(相同的导程)设置有具有部分圆弧形的剖面的工具侧滚珠丝杠槽14。另外，在图3中，分别用双点划线表示引入部15与主加工部16之间的边界和主加工部16与精加工部17之间的边界。心轴13的从引入部15的前端边缘到主加工部16的轴向一端边缘的部分的外径(其是没有设置工具侧滚珠丝杠槽14的地方的外径)朝向轴向一侧逐渐扩大。此外，工具侧滚珠丝杠槽14的导程与在结合到完成的滚珠丝杠装置1内的滚珠丝杠轴2的外周表面上设置的内径侧滚珠丝杠槽5的导程相同。此外，工具侧滚珠丝杠槽14的从引入部15的轴向一端侧部到主加工部16的轴向一端边缘的部分的槽底直径在心轴13相对于滚珠螺母3的插入方向上从前侧到后侧(从轴向另一侧到轴向一侧)逐渐扩大。工具侧滚珠丝杠槽14的位于引入部15的轴向一端边缘的部分的槽底直径小于保持在每个外径侧滚珠丝杠槽8、8中的每个加工滚珠12、12的内切圆的直径。然而，工具侧滚珠丝杠槽14可以不是设置在引入部15的外周表面上，而是设置在从主加工部16的轴向另一端边缘到精加工部17的轴向一端边缘的部分的外周表面上。另外，使心轴13的前端表面的外径小于工具侧滚珠丝杠槽14的位于引入部15的轴向一端边缘的部分的槽底直径。另一方面，工具侧滚珠丝杠槽14的设置在精加工部17上的部分的槽底直径在精加工部17的轴向方向上相同。

当使用心轴13磨光外径侧滚珠丝杠槽8、8的表面时，首先，将心轴13的前端部(引入部15)从滚珠螺母3的轴向一侧的开口插入滚珠螺母3的内径侧。在本实施方式中，心轴13的从引入部15的前端边缘到主加工部16的轴向一端边缘的部分的外径朝向轴向一侧逐渐扩大。此外，工具侧滚珠丝杠槽14的位于引入部15的轴向一端边缘的部分的槽底直径小于保持在每个外径侧滚珠丝杠槽8、8中的每个加工滚珠12、12的内切圆的直径，并且心轴13的前端表面的外径进一步小于工具侧滚珠丝杠槽14的位于引入部15的轴向一端边缘的部分的槽底直径。因此，可以改善将心轴13的前端部插入滚珠螺母3的内径侧的操作(心轴13与滚珠螺母3之间的轴向对准操作)的可操作性。

在插入滚珠螺母3的内径侧同时在预定方向上旋转的状态下，使心轴13的前端部(引入部15)进一步朝向另一个轴向方向移位(使心轴13的主加工部16和精加工部17插入滚珠螺母3的内径侧内)。因此，每个加工滚珠12、12在每个外径侧滚珠丝杠槽8、8和工具侧滚珠丝杠槽14之间一边滚动一边循环。如上所述，当每个加工滚珠12、12滚动时，每个加工滚珠12、12的表面压紧每个外径侧滚珠丝杠槽8、8(压紧构成每个外径侧滚珠丝杠槽8、8的滚珠滚动槽部9)。在本实施方式中，工具侧滚珠丝杠槽14的从引入部15的轴向一端侧部到主加工部16的轴向一端侧部的部分的槽底直径从轴向另一侧到轴向一侧逐渐扩大。因此，在加工滚珠12、12在每个外径侧滚珠丝杠槽8、8与工具侧滚珠丝杠槽14的设置在主加工部16处的部分之间滚动期间，用于使加工滚珠12、12的表面压紧外径侧滚珠丝杠槽8、8的力与使心轴13朝向另一个轴向方向移位的力一样大。当心轴13在预定方向上相对于滚珠螺母3旋转并且在另一个轴向方向上移位时，每个外径侧滚珠丝杠槽8、8的表面可以通过加工滚珠12、12逐渐凹陷(通过凹陷量进行压力变形)。

此外，在本实施方式中，工具侧滚珠丝杠槽14的设置在精加工部17上的部分的槽底直径在精加工部17的轴向方向上相同。因此，通过在使心轴13在预定方向上相对于滚珠螺母3旋转的同时进一步使心轴在另一个轴向方向上移位，当加工滚珠12、12在每个外径侧滚珠丝杠槽8、8与工具侧滚珠丝杠槽14的设置在精加工部17上的部分之间滚动时，可以使外径侧滚珠丝杠槽8、8的表面平滑。

另外，根据构成滚珠螺母3的金属材料的硬度和类型(型号)、在磨光处理之前和之后进行的步骤的顺序等适当确定工具侧滚珠丝杠槽14的从引入部15的轴向一端侧部到主加工部16的轴向一端边缘的部分的槽底直径的变形量(每个外径侧滚珠丝杠槽8、8的表面凹陷量(凹陷余量))。通过考虑每个完成的外径侧滚珠丝杠槽8、8的槽底直径、每个滚珠14、14的滚珠直径、滚珠螺母3在磨光处理期间的弹性变形量(回弹)等适当确定工具侧滚珠丝杠槽14的位于主加工部16的轴向一端边缘的部分的槽底直径。在磨光处理期间，要与螺母主体6组合的盖板7可以使用与结合到完成的滚珠螺母3内的盖板相同，也可以使用专门加工的盖板。除此之外，在本实施方式中，由于工具侧滚珠丝杠槽14的剖面形状是部分圆弧的形状，因此可以改善工具侧滚珠丝杠槽14的承重性。然而，工具侧滚珠丝杠槽14的剖面形状也可以是哥特式(Gothic)拱形。在这种情况下，可以容易地确保每个加工滚珠12、12在轴向方向和径向方向上的定位精度，并且可以容易地确保每个外径侧滚珠丝杠槽8、8的尺寸精度和形状精度。

如上所述，在对外径侧滚珠丝杠槽8、8进行磨光处理之后，在使心轴13在与预定方向相反的方向上旋转的同时，使滚珠螺母3在一个轴向方向(心轴13插入滚珠螺母3中的插入量减小的方向)上移位，从而将心轴13从滚珠螺母3的内径侧拔出。随后，从每个外径侧滚珠丝杠槽8、8取出每个加工滚珠12、12，并且必要时进行清洁、精加工等以完成滚珠螺母3的制造工作。

在本实施方式中，在通过切削处理形成每个外径侧滚珠丝杠槽8、8(构成每个外径侧滚珠丝杠槽8、8的滚珠滚动槽部9)并进一步对滚珠螺母3进行热处理之后，对外径侧滚珠丝杠槽8、8进行磨光处理，因此，可以省略诸如使用磨石的磨削、抛光和超精加工的精加工，或者即使在应用它的情况下也可以简化它(将磨削量或抛光量抑制得较小)，使得可以降低每个外径侧滚珠丝杠槽8、8的加工成本，因此降低滚珠螺母3的制造成本。

在作为磨光处理的前面的步骤的切削处理或热处理期间，存在在外径侧滚珠丝杠槽8、8的表面上发生诸如氧化的表面改性，并且使外径侧滚珠丝杠槽8、8变形(形变)以使导程精度恶化的可能性。在仅通过切削处理形成外径侧滚珠丝杠槽8、8的这种情况下，不能充分减小每个外径侧滚珠丝杠槽8、8的表面粗糙度，并且进一步施加热处理时，外径侧滚珠丝杠槽8、8的表面变得粗糙，并存在表面粗糙度恶化的可能性。当仅通过精加工来校正外径侧滚珠丝杠槽8、8的表面改性、变形(形变)和表面粗糙度时，不可避免的是，通过磨石增加磨削量或抛光量并且加工成本增加。

相比之下，在本实施方式中，在对滚珠螺母3施加热处理之后，进行磨光处理以使加工滚珠12、12与每个外径侧滚珠丝杠槽8、8滚动接触的同时压紧每个外径侧滚珠丝杠槽8、8，加工滚珠12、12由比通过热处理硬化的、构成外径侧滚珠丝杠槽8、8的表面的金属材料更硬的材料制成。因此，可以在使每个外径侧滚珠丝杠槽8、8的表面凹陷的同时调整每个外径侧滚珠丝杠槽8、8的表面性质，可以有效地校正外径侧滚珠丝杠槽8、8的表面改性、变形和表面粗糙度。因此，可以省略精加工，或可以在应用它的情况下简化它。结果，可以抑制每个外径侧滚珠丝杠槽8、8的加工成本，因此可以抑制滚珠螺母3的制造成本。

类似于外径侧滚珠丝杠槽8、8，在对螺旋地形成在滚珠螺母3的内周表面上的要加工的部分进行诸如使用磨石的磨削、抛光和超精加工的精加工的情况下，使磨石压紧每个外径侧滚珠丝杠槽8、8的另一个周向端部(起始端部)(构成每个外径侧滚珠丝杠槽8、8的滚珠滚动槽部9)，并且使滚珠螺母3在旋转的同时在轴向方向上移位。此外，在对每个外径侧滚珠丝杠槽8、8的一个周向端部(末端端部)磨削或抛光之后，使滚珠螺母3在循转方向和轴向方向上的移位方向反转，并对另一个周向端部进行磨削或抛光。这样，需要在使滚珠螺母3往复移动(往复移位)的同时磨削或抛光外径侧滚珠丝杠槽8、8，使得对外径侧滚珠丝杠槽8、8的加工变得繁琐，并使外径侧滚珠丝杠槽8、8的加工成本增加。

相比之下，在本实施方式中，可以仅通过在使心轴13在预定方向上旋转的同时使心轴13在另一个轴向方向上移位来对外径侧滚珠丝杠槽8、8进行磨光。从这个观点来看，可以抑制每个外径侧滚珠丝杠槽8、8的加工成本，因此可以抑制滚珠螺母3的制造成本。

在上述第一实施方式中，作为心轴13，使用在从引入部15的轴向一端侧部到精加工部17的轴向一端边缘的部分螺旋地设置有具有部分圆弧形的剖面的工具侧滚珠丝杠槽14的心轴。然而，根据本发明的用于制造滚道槽的方法，如图5所示，当对滚珠螺母3的外径侧滚珠丝杠槽8、8进行磨光时，也可以使用在其外周表面上没有设置工具侧滚珠丝杠槽的心轴13a。即，在通过切削处理形成的每个外径侧滚珠丝杠槽8、8的形状精度比较好的情况下，或者在通过磨光处理的每个外径侧滚珠丝杠槽8、8的表面凹陷量小的情况下，可以通过外径侧滚珠丝杠槽8、8充分确保加工滚珠12、12的轴向定位精度。心轴13a分别在前端部设置有引入部15a，在轴向中间部设置有主加工部16a并且在基端部设置有精加工部17a。此外，从引入部15a的前端边缘到主加工部16a的轴向一端边缘的部分的外径朝向轴向一侧逐渐扩大。另外，位于引入部15a的轴向一端边缘的部分的外径小于保持在每个外径侧滚珠丝杠槽8、8中的每个加工滚珠12、12的内切圆的直径。

[第二实施方式]

除了图1和图2之外，还将参照图6来描述第二实施方式。在第一实施方式中，通过切削处理形成外径侧滚珠丝杠槽8、8之后并且施加热处理之后，进行磨光处理以使加工滚珠12、12压紧每个外径侧滚珠丝杠槽8、8，而在第二实施方式中，是在通过切削处理形成外径侧滚珠丝杠槽8、8之后并在施加热处理之前，对外径侧滚珠丝杠槽8、8进行磨光处理。

即，在本实施方式中，为了制造滚珠丝杠装置1的滚珠螺母3，通过对诸如碳钢的金属材料进行成形处理(例如，铸造或锻造)，获得大体圆柱形的中间材料。通过诸如使用行星切割器(行星丝锥)的车床车削的切削处理，在中间材料的内周表面上形成构成每个外径侧滚珠丝杠槽8、8的滚珠滚动槽部9，同时留有一定凹陷余地。随后，将与中间材料分开准备的、在内周表面上包括具有大致S形状的滚珠返回槽部10的盖板7装配并固定到设置在中间材料的多个位置处的每个大体椭圆形的通孔中。

接下来，对每个外径侧滚珠丝杠槽8、8进行磨光处理。对每个外径侧滚珠丝杠槽8、8进行磨光处理的方法与第一实施方式的情况相同。即，例如，对每个外径侧滚珠丝杠槽8、8涂布润滑脂，并且在外径侧滚珠丝杠槽8、8的每个外径侧滚珠丝杠槽8、8中设置多个加工滚珠12、12。此外，通过加工装置在防止轴向移位和旋转的状态下支撑滚珠螺母3。将具有圆形剖面和直线杆形状并且在外周表面上螺旋地设置有工具侧滚珠丝杠槽14的心轴13在预定方向旋转的同时从滚珠螺母3的轴向一侧的开口插入被支撑的滚珠螺母3的内径侧。从其前端部(另一个轴向端部)被插入滚珠螺母3的内径侧的状态，使心轴13在预定方向上旋转的同时朝向另一个轴向方向移位。每个加工滚珠12、12在每个外径侧滚珠丝杠槽8、8和工具侧滚珠丝杠槽14之间一边循环一边滚动。如上所述，对每个外径侧滚珠丝杠槽8、8进行磨光处理。

在磨光处理之后，在使心轴13在与预定方向相反的方向上旋转的同时，使滚珠螺母3在一个轴向方向(心轴13插入滚珠螺母3中的插入量减小的方向)上移位，从而将心轴13从滚珠螺母3的内径侧拔出。随后，从每个外径侧滚珠丝杠槽8、8取出每个加工滚珠12、12，并且必要时进行清洁等。此外，对滚珠螺母3进行诸如淬火或回火的热处理，并且进一步对其进行诸如磨削、抛光或超精加工的精加工。

在本实施方式中，通过切削方法形成外径侧滚珠丝杠槽8、8之后并且在对滚珠螺母3进行热处理之前，对外径侧滚珠丝杠槽8、8进行磨光处理。通过在上述的切削处理和热处理之间进行磨光处理(在通过热处理硬化外径侧滚珠丝杠槽8、8之前)，可以消除在每个外径侧滚珠丝杠槽8、8中引起的裂缝，并且可以类似于作为磨光处理的前面的步骤的切削处理期间高效地校正(减小变形所需的负载)变形。因此，可以简化作为磨光处理之后的处理的精加工(可以减少磨削量或抛光量)，缩短磨光处理的时间并且减小加工装置的尺寸，并且降低每个外径侧滚珠丝杠槽8、8的加工成本，因此降低滚珠螺母3的制造成本。

第二实施方式的其他构造和操作效果与第一实施方式中的那些相同。

工业实用性

在上述每个实施方式中，已经描述了在构成所谓的片式滚珠丝杠装置的滚珠螺母的内周表面上形成外径侧滚珠丝杠槽的情况。然而，本发明不限于构成所谓的片式滚珠丝杠装置的滚珠螺母，并且还可以应用于构成所谓的端盖式、回管式或导板式滚珠丝杠装置，其中外径侧滚珠丝杠槽以螺旋形状且在多个圆周上连续的状态形成在内周表面上。此外，本发明还可以应用于在构成滚珠丝杠装置的滚珠丝杠轴的外周表面上以螺旋形状且在多个圆周上连续的状态形成的内径侧滚珠丝杠槽、在构成滚动轴承的内圈的外周表面上形成的内圈滚道或在构成滚动轴承的外圈的内周表面上形成的外圈滚道的加工方法。

例如，本发明用于图9所示的径向滚珠轴承21。径向滚珠轴承21包括外圈23、内圈25和多个滚珠26、26，外圈23在外圈23的内周表面上包括外圈滚道22，内圈25在内圈25的外周表面上包括内圈滚道24，多个滚珠26、26作为滚动元件设置在外圈滚道22和内圈滚道24之间。每个滚珠26、26以在周向方向上以相等的间距设置的状态通过保持器27可旋转地保持。根据本发明的用于加工滚道槽的方法还可应用于径向滚珠轴承21。在这种情况下，用于制造径向滚珠轴承21的方法可以如下表示。也就是说，提供了一种用于制造轴承21的方法，该轴承21包括外圈23和内圈25，外圈23在外圈23的内周表面上设置有外圈滚道22，内圈25在内圈25的外周表面上设置有内圈滚道24，外圈23的外圈滚道22是要加工的表面，并且通过本发明的用于加工滚道槽的方法在要加工的表面上形成要加工侧驱动槽，并且内圈25的内圈滚道24是要加工的表面，并且通过本发明的用于加工滚道槽的方法在要加工的表面上形成要加工侧驱动槽。

根据本发明，提供了一种用于制造滚珠丝杠装置的方法，该滚珠丝杠装置包括滚珠螺母、滚珠丝杠轴和多个滚珠，滚珠螺母的内周表面是要加工的表面，并且通过本发明的上述加工滚道槽的方法在要加工的表面上形成要加工侧驱动槽。

根据本发明，提供了一种用于制造滚珠丝杠装置的方法，该滚珠丝杠装置包括滚珠螺母、滚珠丝杠轴和多个滚珠，滚珠丝杠轴的外周表面是要加工的表面，并且通过本发明的用于加工滚道槽的方法在要加工的表面上形成要加工侧驱动槽。

根据本发明，提供了一种用于制造包括上述轴承的机器的方法，并且轴承通过上述用于制造轴承的方法制成。

根据本发明，提供了一种用于制造包括上述滚珠丝杠装置的机器的方法，其中滚珠丝杠装置通过上述用于制造滚珠丝杠装置的方法制成。

在本文，“机器”不限于电动类型。也就是说，本发明的“机器”包括由人力操作的机器和除了人力之外的动力操作的机器。

根据本发明，提供了一种用于制造包括上述轴承的车辆，该轴承通过上述制造轴承的方法制成。

根据本发明，提供了一种用于制造包括上述滚珠丝杠装置的车辆的方法，该滚珠丝杠装置通过上述用于制造滚珠丝杠装置的方法制成。例如，如图10所示，车辆100装配有应用上述滚珠丝杠装置的电动转向装置200。本申请基于2016年10月18日提交的日本专利申请第2016-204621号，该专利申请的内容通过引用并入本文。

附图标记列表

1 滚珠丝杠装置

2 滚珠丝杠轴

3 滚珠螺母

4 滚珠

5 内径侧滚珠丝杠槽

6 螺母主体

7 盖板

8 外径侧滚珠丝杠槽

9 滚珠滚动槽部

10 滚珠返回槽部

11 通孔

12 加工滚珠

13 心轴

14 工具侧滚珠丝杠槽

15,15a 引入部

16,16a 主加工部

17,17a 精加工部

Claims (14)

1.一种用于加工滚道槽的方法，其用于在工件的要加工的表面上在周向上形成要加工侧滚道槽，所述要加工侧滚道槽被构造成与滚动元件进行滚动接触，并且所述要加工的表面是圆柱形的周向表面，所述用于加工滚道槽的方法包括：

将加工滚动元件可旋转地设置在所述要加工侧滚道槽与工具侧周向表面之间，所述工具侧周向表面与所述要加工的表面相对并且是加工工具的圆柱形的周向表面；

使所述加工工具相对于所述工件相对地旋转；以及

对所述要加工侧滚道槽进行磨光处理。

2.根据权利要求1所述的用于加工滚道槽的方法，

其中，所述工件是滚珠丝杠装置的滚珠螺母，该滚珠螺母在该滚珠螺母的作为所述要加工的表面的内周表面上螺旋地设置有外径侧滚珠丝杠槽，该外径侧滚珠丝杠槽是所述要加工侧滚道槽并且具有部分圆弧形的剖面，

所述加工工具是心轴，其外周表面是所述工具侧周向表面，并且

所述用于加工滚道槽的方法还包括：

将加工滚珠作为所述加工滚动元件可旋转地设置在所述外径侧滚珠丝杠槽与所述心轴的外周表面之间；

使所述心轴和滚珠螺母相对于彼此相对地旋转，并且使所述心轴和滚珠螺母相对于彼此在轴向方向上相对地移位；以及

对所述外径侧滚珠丝杠槽进行磨光处理。

3.根据权利要求2所述的用于加工滚道槽的方法，

其中，在磨光处理期间，所述心轴的轴向方向的至少一部分的外径尺寸在所述心轴的相对于所述滚珠螺母在轴向方向上的相对移位的方向上朝向后部逐渐扩大。

4.根据权利要求2所述的用于加工滚道槽的方法，

其中，所述心轴的外周表面螺旋地设置有具有部分圆弧形的剖面的工具侧滚珠丝杠槽。

5.根据权利要求4所述的用于加工滚道槽的方法，

其中，在磨光处理期间，所述工具侧滚珠丝杠槽的槽底直径在所述心轴的相对于所述滚珠螺母在轴向方向上的相对移位的方向上朝向后部逐渐扩大。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于加工滚道槽的方法，

其中，在通过切削处理在所述要加工的表面上形成要加工侧滚道槽之后，对所述要加工侧滚道槽进行磨光处理。

7.根据权利要求6所述的用于加工滚道槽的方法，

其中，通过切削处理在要加工的表面上形成要加工侧滚道槽之后并且进一步对所述工件施加热处理之后，对所述要加工侧滚道槽进行磨光处理。

8.一种用于制造轴承的方法，所述轴承包括外圈和内圈，所述外圈在所述外圈的内周表面上设置有外圈滚道，所述内圈在所述内圈的外周表面上设置有内圈滚道，

其中，所述外圈的外圈滚道是要加工的表面，并且在所述要加工的表面上通过根据权利要求1至7中任一项所述的用于加工滚道槽的方法形成要加工侧驱动槽，并且

所述内圈的内圈滚道是要加工的表面，并且在所述要加工的表面上通过根据权利要求1至7中任一项所述的用于加工滚道槽的方法形成要加工侧驱动槽。

9.一种用于制造滚珠丝杠装置的方法，所述滚珠丝杠装置包括滚珠螺母、滚珠丝杠轴和多个滚珠，

其中，所述滚珠螺母的内周表面是要加工的表面，并且在所述要加工的表面上通过根据权利要求1至7中任一项所述的用于加工滚道槽的方法形成要加工侧驱动槽。

10.一种用于制造滚珠丝杠装置的方法，所述滚珠丝杠装置包括滚珠螺母、滚珠丝杠轴和多个滚珠，

其中，所述滚珠丝杠轴的外周表面是要加工的表面，并且在所述要加工的表面上通过根据权利要求1至7中任一项所述的用于加工滚道槽的方法形成要加工侧驱动槽。

11.一种用于制造机器的方法，所述机器包括轴承，

其中，所述轴承通过根据权利要求8所述的用于制造轴承的方法制造。

12.一种用于制造机器的方法，所述机器包括滚珠丝杠装置，

其中，所述滚珠丝杠装置通过根据权利要求9或10所述的用于制造滚珠丝杠装置的方法制造。

13.一种用于制造车辆的方法，所述车辆包括轴承，

其中，所述轴承通过根据权利要求8所述的用于制造轴承的方法制造。

14.一种用于制造车辆的方法，所述车辆包括滚珠丝杠装置，

其中，所述滚珠丝杠装置通过根据权利要求9或10所述的用于制造滚珠丝杠装置的方法制造。