CN110608228A - 带v型槽的杆端关节轴承及其制造方法 - Google Patents

带v型槽的杆端关节轴承及其制造方法 Download PDF

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陈牧
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Abstract

本发明涉及一种带V型槽的杆端关节轴承及其制造方法。该杆端关节轴承包括杆体（1）以及配装在杆体（1）端部的装配孔（4）中的轴承，轴承包括轴承外圈（2）以及轴承内圈（3）；轴承外圈（2）设置有V型装配槽（5），所述装配孔（4）的孔壁，在邻近两端部的位置处，均设置成圆角（8），且圆角（8）的半径r与V型装配槽（5）的深度H之间的关系满足：r=1.3‑1.5H；V型装配槽（5）的外缘（6）通过压铆或滚铆的方式翻边成形而与圆角的型面贴合。由此可知，本发明解决现有航空杆端关节轴承的杆体装配孔处抗疲劳性差与易断裂的技术问题。本发明通过特定的圆角设计，使得V型槽外缘材料成形中不易产生材料损伤。

Description

带V型槽的杆端关节轴承及其制造方法
技术领域
本发明专利涉及一种航空杆端关节轴承的设计，特别是杆体装配孔圆角设计与其制造方法。
背景技术
航空杆端关节轴承的杆体与轴承外圈的装配，一般是通过V型槽翻边成形而装配到杆体上。杆体上的装配孔的外缘，现有的设计都是45度机加工倒角，这种设计以便轴承外圈的压入和外圈上V型槽外缘的翻边变形后贴合【航空标准化与质量，2013(02):45-48】。具体结构如图1、图2所示，这种带V型槽的杆端关节轴承一般由杆体1、轴承外圈2、轴承内圈3以及内外圈之间的润滑层组成。杆体1与轴承外圈2的一般装配过程是：首先，将轴承外圈压3入杆体的装配孔4中，然后，对轴承外圈3上V型装配槽5进行压力成形，使得V型槽外缘6翻边成形而贴合到装配孔倒角7上。原先倒角7都是45度的直边倒角，这种45度倒角设计也便于加工，一般都是机械切削加工完成。在一般的应用场合，杆端关节轴承在受力与摆动运动加载下，轴承设计上都能满足要求。但是，航空杆端关节轴承在飞机上应用，其受力复杂，并做高频摆动，因此需要其具有性能上的高可靠性，才能保障航空安全。近年来，国内外发生几起事故，都是杆体装配孔处断裂【机械工程材料，2018，42(12):13-17。】，不同程度地造成了损失。相关分析表明，断裂的主要原因是：在杆体装配孔处，承受飞机在飞行工况中高频往复加载条件下，杆体装配孔处抗疲劳性能不足。因此，有必要提高杆体装配孔处的结构与材料的抗疲劳能力。
发明内容
技术问题：为了解决现有航空杆端关节轴承的杆体装配孔处抗疲劳性差与易断裂的技术问题，针对航空杆端关节轴承的杆体装配孔处，进行改进结构设计。本发明提供一种用于杆端关节轴承翻边的装配孔处滚压圆角的设计与制造方法。给出的圆角设计与滚压制造方法可改善与提高装配孔处的材料抗疲劳性能，使得在V型槽翻边成形中不易损伤杆体，从而提高了航空杆端关节轴承的可靠性。
技术方案：本发明解决其上述问题所采用的技术方案是：
一种带V型槽的杆端关节轴承，包括杆体（1）以及配装在杆体（1）端部的装配孔（4）中的轴承，轴承包括轴承外圈（2）以及轴承内圈（3）；轴承外圈（2）设置有V型装配槽（5），所述装配孔（4）的孔壁，在邻近两端部的位置处，均设置成圆角（8），且圆角（8）的半径r与V型装配槽（5）的深度H之间的关系满足：r=1.3-1.5H；V型装配槽（5）的外缘（6）通过压铆或滚铆的方式翻边成形而与圆角的型面贴合。
进一步地，所述的圆角为采用滚压方式加工倒角而形成的滚压圆角。
进一步地，所述倒角的尺寸为C*45°，C=(0.2-0.5)H，H为V型装配槽深度。
本发明的另一个技术目的是提供一种带V型槽的杆端关节轴承的制造方法，包括以下步骤：首先，将轴承外圈（3）压入杆体的装配孔（4）中，所述装配孔（4）的孔壁，在邻近两端部的位置处，均设置成圆角（8），且圆角（8）的半径r与V型装配槽（5）的深度H之间的关系满足：r=1.3-1.5H；然后，通过压铆或滚铆工具，对轴承外圈（3）上的V型装配槽（5）进行压力成形，使得V型槽外缘（6）翻边成形而贴合到装配孔的圆角（8）上。
进一步地，所述圆角（8）通过下述工艺制成：在钻镗机加工装配孔（4）后，再机加工倒角，倒角尺寸为C*45°，C=(0.2-0.5)H；然后用直径小于装配孔（4）孔径的滚轮，在倒角表面循环滚压多圈，滚压形成圆角，直到装配孔滚压圆角（8）表面光滑，尺寸达到设计值。
有益效果：本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明解决了现有航空杆端关节轴承的杆体装配孔处抗疲劳性差与易断裂的技术问题，将45度的机加工倒角，改进为滚压圆角，滚压可以在倒角处表面形成压应力层，提高了装配孔的抗疲劳性；同时，由于圆角设计，使得V型槽外缘材料成形中不易产生材料损伤。
附图说明
图1为现有的带V型槽的杆端关节轴承结构示意图；
图2为图1中I部分的放大结构示意图；
图3为本发明所述的带V型槽的杆端关节轴承的结构示意图；
图4为图3中II部分的放大结构示意图；
图5是图3中II部分在未压铆或滚铆前，装配孔与轴承外圈之间的的结构示意图；
图1-4中，1.杆体，2.轴承外圈，3.轴承内圈，4.装配孔，5.V型装配槽，6.V型槽外缘，7.装配孔倒角，8.滚压圆角，H. V型装配槽深度，r. 装配孔滚压圆角半径。
具体实施方式
以下将结合附图详细地说明本发明的技术方案。
如图3、图4所示，本发明所述的带V型槽的杆端关节轴承，其仅针对现有的带V型槽的杆端关节轴承中，轴承外圈2与装配孔4之间的装配方式进行改进，具体地，本发明中，装配孔4在邻近两端面的孔壁，均设置成圆角，即装配孔4的孔壁与两端面之间的过渡为圆弧线。且所述的圆角为滚压圆角，该滚压圆角通过滚压制造方式成型，具体是：在装配孔钻镗机加工后，机加工较小的倒角，倒角尺寸为C*45°，C=(0.2-0.5)H；然后用直径小于装配孔4孔径的滚轮，在倒角表面循环滚压多圈，滚压形成圆角，直到装配孔滚压圆角8表面光滑，尺寸达到设计值。图中，装配孔滚压圆角半径r与V型装配槽深度H的关系为：r=(1.3-1.5)H。
则在装配孔4中配装轴承外圈2的具体过程包括以下步骤：首先，将轴承外圈3压入杆体的装配孔4中，此时，装配孔4与轴承外圈2之间的结构如图5所示；然后，通过压铆或滚铆工具，对轴承外圈3上的V型装配槽5进行压力成形，使得V型槽外缘6翻边成形而贴合到装配孔的圆角上，使得结构如图3、图4所示。

Claims (5)

1.一种带V型槽的杆端关节轴承，包括杆体（1）以及配装在杆体（1）端部的装配孔（4）中的轴承，轴承包括轴承外圈（2）以及轴承内圈（3）；轴承外圈（2）设置有V型装配槽（5），其特征在于，所述装配孔（4）的孔壁，在邻近两端部的位置处，均设置成圆角（8），且圆角（8）的半径r与V型装配槽（5）的深度H之间的关系满足：r=1.3-1.5H；V型装配槽（5）的外缘（6）通过压铆或滚铆的方式翻边成形而与圆角的型面贴合。
2.根据权利要求1所述的带V型槽的杆端关节轴承，其特征在于，所述的圆角为采用滚压方式加工倒角而形成的滚压圆角。
3.根据权利要求2所述的带V型槽的杆端关节轴承，其特征在于，所述倒角的尺寸为C*45°，C=(0.2-0.5)H，H为V型装配槽深度。
4.一种带V型槽的杆端关节轴承的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：首先，将轴承外圈（3）压入杆体的装配孔（4）中，所述装配孔（4）的孔壁，在邻近两端部的位置处，均设置成圆角（8），且圆角（8）的半径r与V型装配槽（5）的深度H之间的关系满足：r=1.3-1.5H；然后，通过压铆或滚铆工具，对轴承外圈（3）上的V型装配槽（5）进行压力成形，使得V型槽外缘（6）翻边成形而贴合到装配孔的圆角（8）上。
5.根据权利要求4所述的带V型槽的杆端关节轴承的制造方法，其特征在于，所述圆角（8）通过下述工艺制成：在钻镗机加工装配孔（4）后，再机加工倒角，倒角尺寸为C*45°，C=(0.2-0.5)H；然后用直径小于装配孔（4）孔径的滚轮，在倒角表面循环滚压多圈，滚压形成圆角，直到装配孔滚压圆角（8）表面光滑，尺寸达到设计值。
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