CN114483781B - 一种交叉簧片柔性轴承的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种交叉簧片柔性轴承及其制造方法，所述交叉簧片柔性轴承包括轴承外环和轴承内环，所述轴承外环包括第一轴承外环和第二轴承外环，所述轴承内环包括至少两个端部轴承内环和中间轴承内环，所述端部轴承内环以所述中间轴承内环对称设置，且所述端部轴承内环的簧片和所述中间轴承内环的簧片在所述交叉簧片柔性轴承的轴向和径向两个方向上呈交叉设置的状态，且两个方向上的簧片宽度总和相同，本发明通过对所述轴承外环和所述轴承内环的精细的结构上的配合以及采用大面积胶结的方式，确保了所述交叉簧片柔性轴承具有较高的装配精度和结构一致稳定性，同时有利于实现小型化交叉簧片柔性轴承的制造。

Description

一种交叉簧片柔性轴承的制造方法

技术领域

本发明涉及精密机械技术领域，特别是涉及一种交叉簧片柔性轴承及其制造方法。

背景技术

柔性轴承是指依靠结构弹性变形实现一定范围内转动的机械零件，相比于传统的滚动轴承或滑动轴承，柔性轴承具有无摩擦、无间隙、无需润滑、一定转角范围内无限寿命的优势，特别适用于控制带宽高和运动精度高的精密机械设备。目前常见的柔性轴承一般具备两种形式，包括切口型和弹片型，切口型柔性轴承一般转动范围小(约±0.5°)，使用领域受到限制；弹片型柔性轴承则可实现超过±30°范围的有限寿命转动，以及约±2°范围的无限寿命转动。因此，弹片型柔性轴承使用范围非常广泛，包括微位移平台、高精度反射镜无应力支撑结构、快速反射镜系统等；尤其对于类似快速反射镜的应用场合，要求实现大转角(超过±1°)、像素级转动精度、无限寿命(每小时3～10万次往复运动)、尺寸小(直径约4～8mm)，对柔性轴承的结构形式、实现方法都有非常高的要求。

交叉簧片型柔性轴承是最常见的弹片式柔性轴承，然而，交叉簧片型柔性轴承制作难点在于簧片与其支撑结构的连接，目前主要采用焊接、胶粘及结构一体化等方法实现，但是焊接技术要求非常高，目前无法实现量产需求；胶粘工艺由于连接面非常小，可靠性较低；结构一体化是指将簧片及其支撑结构做成一体，避免了焊接或粘接，但是也会引入多个簧片连接的问题，目前主要采用销钉连接，但是由于销钉尺寸限制，因此无法实现小型化轴承制造。也就是说，目前的弹片型柔性轴承通过焊接、销钉或铆钉连接等工艺来制造，制造工艺复杂，而且难以确保各个部件之间连接的一致性、稳定性以及材料的各向同性，无法得到结构稳定且装配精度高的弹片型柔性轴承。另外，销钉或铆钉连接的方式需要占用较大的装配空间，导致轴承无法实现小型化轴承制造。

发明内容

本发明的目的是，提供一种交叉簧片柔性轴承及其制造方法，所述交叉簧片柔性轴承通过精细结构的配合结合大面积胶结的方式实现装配连接，整体结构简单、一致性和稳定性高，装配精度高，无需采用销钉或铆钉进行连接，能够实现小型化交叉簧片柔性轴承的制造。

本发明在一方面提供了一种交叉簧片柔性轴承的制造方法，包括步骤:

S1、分别加工形成轴承外环和轴承内环；

S2、采用装配工装固定所述轴承外环的第一轴承外环，并在所述第一轴承外环内表面涂结构金属胶；

S3、依次将所述轴承内环的端部轴承内环、中间轴承内环以及端部轴承内环放入所述第一轴承外环内表面，并将所述第一轴承外环的切口表面和所述端部轴承内环、所述中间轴承内环的第一切口表面对齐，和将所述第一轴承外环的两端端面分别与对应的所述端部轴承内环的端面对齐；

S4、将所述轴承外环的第二轴承外环送入所述装配工装，并在所述第二轴承外环内表面涂结构金属胶，通过所述装配工装来使得所述第一轴承外环和所述第二轴承外环的外表面同轴，并将所述第二轴承外环的切口表面和所述端部轴承内环、所述中间轴承内环的第二切口表面对齐，和将所述第二轴承外环的两端端面分别与对应的所述端部轴承内环的端面对齐；

S5、待所述结构金属胶干胶后，得到所述交叉簧片柔性轴承。

在本发明的一实施例中，所述步骤S1包括步骤：

S11、基于车、铣方法初步加工形成所述轴承外环和所述轴承内环；

S12、基于慢走丝线切割技术最终加工形成所述轴承外环以及所述轴承内环。

在本发明的一实施例中，在所述步骤S12中，最终加工形成的所述轴承内环的端部轴承内环和中间轴承内环的外表面直径误差小于0.003mm，所述轴承内环的外表面直径比所述轴承外环的内表面直径小0.015～0.02mm。

在本发明的一实施例中，在所述步骤S3中的结构金属胶的干胶过程中，压紧所述第一轴承外环和所述端部轴承内环与所述中间轴承内环，保证所述第一轴承外环和所述端部轴承内环与所述中间轴承内环之间的胶层厚度均匀且不超过0.01mm；在所述步骤S4中的结构金属胶的干胶过程中，压紧所述第二轴承外环和所述端部轴承内环与所述中间轴承内环，保证所述第二轴承外环和所述端部轴承内环与所述中间轴承内环之间的胶层厚度均匀且不超过0.01mm。

在本发明的一实施例中，依靠所述第一轴承外环、所述第二轴承外环的内表面和所述端部轴承内环、所述中间轴承内环的外表面形成配合，来保证所述轴承外环和所述轴承内环的同轴性；依靠所述第一轴承外环、所述第二轴承外环的切面分别和所述端部轴承内环、所述中间轴承内环的第一切口表面、第二切口表面平齐，来保证所述轴承外环和所述轴承内环之间的相对转角关系；依靠所述第一轴承外环、所述第二轴承外环分别和对应的所述端部轴承内环的端面对齐以及所述端部轴承内环和所述中间轴承内环的端面紧靠，来保证轴向定位；依靠所述第一轴承外环、所述第二轴承外环的内表面与所述端部轴承内环、所述中间轴承内环的外表面胶层厚度，来适应所述轴承外环和所述轴承内环的微小偏心和倾斜。

本发明在另一方面还提供了一种交叉簧片柔性轴承，包括轴承外环和同轴设置于所述轴承外环内的轴承内环，所述轴承外环包括第一轴承外环和与所述第一轴承外环沿轴向相配合的第二轴承外环，所述轴承内环包括端部轴承内环和中间轴承内环，所述端部轴承内环为至少两个且以所述中间轴承内环对称设置，所述端部轴承内环和所述中间轴承内环均为内部连接有簧片的圆柱状结构，且所述圆柱状结构的相对两侧设置有切口，其中所述端部轴承内环的簧片和所述中间轴承内环的簧片在所述交叉簧片柔性轴承的轴向和径向两个方向上呈交叉设置的状态，且所述交叉簧片柔性轴承的轴向和径向两个方向上的簧片宽度总和相同。

在本发明的一实施例中，所述第一轴承外环、所述第二轴承外环的内表面分别和所述端部轴承内环和所述中间轴承内环的外表面通过结构金属胶粘接固定，以保证所述轴承外环与所述轴承内环之间的同轴性，其中所述第一轴承外环、所述第二轴承外环分别和对应的所述端部轴承内环的端面对齐，且所述端部轴承内环和所述中间轴承内环的端面紧靠，以此保证所述轴承外环和所述轴承内环之间的轴向定位。

在本发明的一实施例中，所述第一轴承外环和所述第二轴承外环均包括端部圆环部和延伸自所述端部圆环部内壁的圆弧延伸部，所述圆弧延伸部两侧设置有与所述切口的切口表面角度相一致的切面，所述第一轴承外环的切面与所述端部轴承内环和所述中间轴承内环的所述切口的第一切口表面平齐，所述第二轴承外环的切面与所述端部轴承内环和所述中间轴承内环的所述切口的第二切口表面平齐，以保证所述轴承外环和所述轴承内环之间的相对转角关系。

在本发明的一实施例中，所述端部轴承内环、所述中间轴承内环、所述第一轴承外环以及所述第二轴承外环分别为一体加工成型件，以避免焊接等复杂工艺。

在本发明的一实施例中，所述簧片为沿径向变厚弹片、沿轴向变厚弹片以及沿轴向和径向同时变厚弹片中的任一种，即所述簧片的结构可多样化设计，对应的所述交叉簧片柔性轴承的性能参数易于调整。

在本发明的一实施例中，所述端部轴承内环与对应的所述中间轴承内环相接触的一侧的所述簧片的末端面位于所述圆柱状结构内，即所述端部轴承内环与对应的所述中间轴承内环相接触的端部位置均设置有间隙，以避免在旋转过程中的簧片相互干涉。

在本发明的一实施例中，所述间隙为0.1mm，以确保在满足簧片在旋转时不会相互干涉的基础上，还确保了所述交叉簧片柔性轴承的紧凑程度。

在本发明的一实施例中，所述端部轴承内环的簧片和所述中间轴承内环的簧片交叉设置的角度为60°～90°，所述切口的角度范围为0.5°～90°。

在本发明的一实施例中，所述端部轴承内环的簧片和所述中间轴承内环的簧片的交叉点位置位于簧片中心位置。

在本发明的一实施例中，所述圆柱状结构向内延伸形成有连接部，所述簧片连接于所述连接部和所述圆柱状结构的内壁，所述端部轴承内环的簧片和所述中间轴承内环的簧片的交叉点位置偏离于簧片中心位置，以进一步控制轴承的中心漂移量。

本发明通过将所述交叉簧片柔性轴承设置为轴承外环和轴承内环，并通过对所述轴承外环和所述轴承内环的精细的结构上的配合以及结合所述轴承外环和所述轴承内环大面积胶结的方式，确保了所述交叉簧片柔性轴承的结构稳定性和一致性，并确保了所述交叉簧片柔性轴承的装配精度，同时通过大面积胶结方式无需采用销钉或铆钉，装配空间小，有利于实现小型化交叉簧片柔性轴承的制造，而且装配环境要求低，在常温环境下即可完成装配。

本发明的所述端部轴承内环、所述中间轴承内环、所述第一轴承外环以及所述第二轴承外环可以分别为一体加工成型件，避免焊接等复杂工艺。

本发明通过对所述轴承内环和所述轴承外环的直径、形状以及簧片厚度的调整和控制，来实现对所述交叉簧片柔性轴承的轴承刚度和中心漂移的控制，而且所述簧片的结构可多样化设计，所述交叉簧片柔性轴承的性能参数易于调整。

通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。

附图说明

图1为本发明的第一优选实施例的所述交叉簧片柔性轴承的立体结构示意图。

图2为图1所示的所述交叉簧片柔性轴承的内部结构的示意图，其示意了第一种簧片的结构。

图3为图1所示的所述交叉簧片柔性轴承的主视图。

图4为图1所示的所述交叉簧片柔性轴承的爆炸图。

图5为图1所示的所述交叉簧片柔性轴承的第一轴承外环和第二轴承外环的结构示意图。

图6为图1所示的所述交叉簧片柔性轴承的端部轴承内环的结构示意图。

图7为图1所示的所述交叉簧片柔性轴承的第二种簧片的结构示意图。

图8为图1所示的所述交叉簧片柔性轴承的第三种簧片的结构示意图。

图9为图1所示的所述交叉簧片柔性轴承的中间轴承内环的结构示意图。

图10为图1所示的所述交叉簧片柔性轴承的轴承内环在爆炸状态下的剖视示意图。

图11为图1所示的所述交叉簧片柔性轴承的轴承内环在装配状态下的剖视示意图。

图12和图13为图1所示的所述交叉簧片柔性轴承的端部轴承内环的另一种结构示意图。

图14和图15为图1所示的所述交叉簧片柔性轴承的装配过程示意图。

图16为本发明的第二优选实施例的所述交叉簧片柔性轴承的立体结构示意图。

附图标号说明：交叉簧片柔性轴承100；轴承外环10；第一轴承外环11；第二轴承外环12；端部圆环部101；圆弧延伸部102；切面103；轴承内环20；端部轴承内环21；第一端部轴承内环211；第二端部轴承内环212；中间轴承内环22；簧片23；沿径向变厚弹片231；沿轴向变厚弹片232；沿轴向和径向同时变厚弹片233；圆柱状结构24；切口241；第一切口表面2411；第二切口表面2412；间隙25；连接部242；装配工装200；基座201；装配部202；装配槽203。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、形变方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“竖向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图15所示，根据本发明的第一优选实施例的交叉簧片柔性轴承及其制造方法被具体阐明。

如图1至图4所示，所述交叉簧片柔性轴承100包括轴承外环和同轴设置于所述轴承外环10内的轴承内环20，所述轴承外环10包括第一轴承外环11和与所述第一轴承外环11沿轴向相配合的第二轴承外环12，所述轴承内环20包括端部轴承内环21和中间轴承内环22，所述端部轴承内环21为至少两个且以所述中间轴承内环22对称设置，所述端部轴承内环21和所述中间轴承内环22 均为内部连接有簧片23的圆柱状结构24，且所述圆柱状结构24的相对两侧设置有切口241，其中所述端部轴承内环21的簧片23和所述中间轴承内环22的簧片23在所述交叉簧片柔性轴承100的轴向和径向两个方向上呈交叉设置的状态，且所述交叉簧片柔性轴承100的轴向和径向两个方向上的簧片宽度总和相同。

应该理解的是，所述端部轴承内环21以所述中间轴承内环22对称设置，且所述交叉簧片柔性轴承100的轴向和径向两个方向上的簧片宽度总和相同，是为了消除轴承转动过程中的翘曲。

值得一提的是，所述切口241的角度范围为0.5°～90°，所述端部轴承内环21的簧片23和所述中间轴承内环22的簧片23交叉设置的角度为60°～90°，可根据轴承性能和需求进行设计，本发明对所述簧片23的交叉角度和所述切口 241的角度不作限制。

在第一优选实施例中，以三交叉簧片柔性轴承为例对所述交叉簧片柔性轴承100的结构进行说明。

具体地，如图3所示，在这一实施例中，所述切口241的角度α₁为10°，所述端部轴承内环21的簧片23和所述中间轴承内环22的簧片23交叉设置的角度α₂(即簧片角度)为90°。

可以理解的是，本发明控制切口表面的角度，可以限制轴承的转角范围，在这一实施例中，所述切口241的切口表面角度α₁为10°，所述交叉簧片柔性轴承100能够实现±45°转动。

具体地，在这一实施例中，所述轴承内环20包括两个所述端部轴承内环21 和一个所述中间轴承内环22，两个所述端部轴承内环21分别为第一端部轴承内环211和第二端部轴承内环212，所述第一端部轴承内环211和所述第二端部轴承内环212以所述中间轴承内环22对称设置，以确保所述轴承内环20的簧片23以轴承中间位置对称设置。

特别地，所述第一轴承外环11、所述第二轴承外环12和所述轴承内环20 通过结构金属胶粘接固定，且所述第一轴承外环11、所述第二轴承外环12的内表面与所述端部轴承内环21和所述中间轴承内环22的外表面形成配合，以保证所述轴承外环10与所述轴承内环20之间的同轴性。

而且，所述第一轴承外环11、所述第二轴承外环12分别和对应的所述端部轴承内环21的端面对齐，且所述端部轴承内环21和所述中间轴承内环22的端面紧靠，以此保证所述轴承外环10和所述轴承内环20之间的轴向定位。

值得一提的是，通过对所述第一轴承外环11、所述第二轴承外环12的内表面与所述端部轴承内环21、所述中间轴承内环22的外表面胶层厚度的控制和调整，能够解决所述轴承外环10和所述轴承内环20的微小偏心和倾斜的问题。

优选地，在本发明的这一实施例中，所述轴承外环10和所述轴承内环20 之间的胶层厚度为0.01mm，该胶层厚度与采用的结构金属胶的性能有关，过厚会导致结构金属胶的连接力下降，可根据具体采用的结构金属胶的性能对胶层厚度进行控制，本发明对此不作限制。

还值得一提的是，所述结构金属胶可以采用环氧树脂胶，也可以采用其他类型的胶水，本发明对此不作限制。

进一步地，如图5所示，所述第一轴承外环11和所述第二轴承外环12均包括端部圆环部101和延伸自所述端部圆环部101内壁的圆弧延伸部102，所述圆弧延伸部102两侧设置有与所述切口241的切口表面角度相一致的切面103。具体地，所述第一轴承外环11的切面103与所述端部轴承内环21和所述中间轴承内环22的所述切口241的第一切口表面2411平齐，所述第二轴承外环12 的切面103与所述端部轴承内环21和所述中间轴承内环22的所述切口241的第二切口表面2412平齐，以保证所述轴承外环10和所述轴承内环20之间的相对转角关系。

值得一提的是，在本发明的这一实施例中，所述端部轴承内环21、所述中间轴承内环22、所述第一轴承外环11以及所述第二轴承外环12可以分别采用一体加工成型件，以避免焊接等复杂工艺。

本发明通过控制所述第一端部轴承内环211、所述中间轴承内环22、所述第二端部轴承内环212直径及簧片23厚度、形状可以控制轴承刚度及中心漂移，如图6和图9所示，所述端部轴承内环21所采用的簧片23为沿径向变厚弹片 231，在中心厚度相同条件下可以增加轴承刚度并降低中心漂移。

在本发明的一些实施例中，所述簧片23也可以采用如图7所示的沿轴向变厚弹片232，可以在增加簧片23厚度的条件下保持轴承刚度不变；所述簧片23 也可以采用如图8所示的沿轴向和径向同时变厚弹片233，可以综合控制轴承刚度及中心漂移，因此根据具体需要，可以采用不同簧片结构，本发明对所述簧片23的具体结构不作限制。

也就是说，本发明通过对所述轴承内环20和所述轴承外环10的直径、形状以及簧片23厚度的调整和控制，来实现对所述交叉簧片柔性轴承100的轴承刚度和中心漂移的控制，而且所述簧片23的结构可多样化设计，所述交叉簧片柔性轴承100的性能参数易于调整。

应该理解的是，所述中间轴承内环22与所述端部轴承内环21的结构实际相同，但所述中间轴承内环22的尺寸与所述端部轴承内环21的尺寸不同，为消除轴承转动过程中的翘曲，需要确保所述交叉簧片柔性轴承100在轴向和径向两个方向上的簧片宽度总和相同，因此在对于三交叉簧片柔性轴承来讲，所述中间轴承内环22的簧片23宽度等于两个所述端部轴承内环21的簧片23宽度的总和。

在本发明的一些实施例中，所述轴承内环20可以包括多个所述端部轴承内环21和多个所述中间轴承内环22，只需保证所述轴承内环20的簧片23以轴承中间位置对称布置，且在轴向和径向两个方向上簧片23宽度总和相同即可。

进一步地，如图10和图11所示，所述端部轴承内环21与对应的所述中间轴承内环22相接触的一侧的所述簧片23的末端面位于所述圆柱状结构24内，即所述端部轴承内环21与对应的所述中间轴承内环22相接触的端部位置均设置有间隙25，以避免在旋转过程中的簧片23相互干涉。

优选地，在本发明的这一实施例中，所述间隙25的尺寸d为0.1mm，以确保在满足簧片23在旋转时不会相互干涉的基础上，还确保了所述交叉簧片柔性轴承100的紧凑程度。

也就是说，在所述交叉簧片柔性轴承100完成组装后，由于所述端部轴承内环21和所述中间轴承内环22相接触的一侧均设置有0.1mm的间隙25，因此两者的簧片23之间的距离d1应该为0.2mm，以此能够确保在满足簧片23在旋转时不会相互干涉的基础上，还确保了所述交叉簧片柔性轴承100的紧凑程度。

在本发明的一些实施例中，所述间隙25可以为其他尺寸，本发明对此不作限制。

特别地，如图3所示，在本发明的这一实施例中，所述端部轴承内环21的簧片23和所述中间轴承内环22的簧片23的交叉点位置位于簧片23中心位置。

在本发明的一些实施例中，所述端部轴承内环21的簧片23和所述中间轴承内环22的簧片23的交叉点位置也可以偏离于簧片23的中心位置，以进一步控制轴承的中心漂移量。如图12和图13所示，所述端部轴承内环21和所述中间轴承内环22的所述圆柱状结构24向内延伸形成有连接部242，所述簧片23 连接于所述连接部242和所述圆柱状结构24的内壁，所述端部轴承内环21的簧片23和所述中间轴承内环22的簧片23的交叉点位置偏离于簧片23中心位置，设所述连接部242与所述圆柱状结构24的内壁的距离为L,设所述连接部242与交叉点位置的距离为L1，则所述端部轴承内环21的簧片23和所述中间轴承内环22的簧片23的交叉点位置λ＝L1/L。

进一步地，如图14和图15所示，本发明在另一方面还提供了所述交叉簧片柔性轴承100的制造方法，包括步骤:

基于常规车、铣加工方法及慢走丝线切割技术，分别完成所述轴承外环10 的第一轴承外环11、第二轴承外环12和所述轴承内环20的第一端部轴承内环 211、中间轴承内环22、第二端部轴承内环212的制作，保证所述第一轴承外环 11和所述第二轴承外环12内外表面直径相同(误差小于0.003mm)，保证所述第一轴承内环、所述中间轴承内环22、第二端部轴承内环212外圆尺寸相同(误差小于0.003mm)且比所述第一轴承外环11和所述第二轴承外环12内表面直径小0.015～0.02mm，以确保所述轴承内环20和所述轴承外环10之间的装配精度。材料选用弹簧钢。

装配时，如图14所示，首先用装配工装200固定所述第一轴承外环11，并在所述第一轴承外环11内表面涂结构金属胶，其中所述装配工装200和所述轴承外环10为过渡配合尺寸。

其次，依次将所述第一端部轴承内环211、所述中间轴承内环22、所述第二端部轴承内环212放入所述第一轴承外环11内表面，依靠所述第一轴承外环 11内表面与三个轴承内环(所述第一端部轴承内环211、所述中间轴承内环22 以及所述第二端部轴承内环212)的外表面形成配合保证同轴性，依靠所述轴承外环10的切面103和所述轴承内环20的切口表面平齐保证内外环相对转角关系，其中所述第一端部轴承内环211和第二端部轴承内环212簧片23平齐，与所述中间轴承内环22簧片23成设计角度，该设计角度在本实施例中为±45°。依靠所述轴承外环10和所述轴承内环20的端面对齐以及所述轴承内环20的所述第一端部轴承内环211、所述中间轴承内环22以及所述第二端部轴承内环212 的端面靠紧来保证轴向定位。在干胶过程中，压紧轴承内外环，保证胶层后厚度均匀且不超过0.01mm，以确保胶层能够具有良好的连接力。

然后，待所述第一轴承外环11和所述轴承内环20之间的结构金属胶固化后，如图15所示，将所述第二轴承外环12送入所述装配工装200，并在所述第二轴承外环12内表面涂结构金属胶，依靠所述第二轴承外环12和三个内环圆柱表面、切口表面、端面的配合或对齐，保证所述第二轴承外环12和三个内环对齐，依靠装配工装200保证所述第一轴承外环11外表面和所述第二轴承外环 12外表面同轴，依靠所述第二轴承外环12内表面与三个内环外表面胶层厚度适应所述第二轴承外环12和轴承内环的微小偏心和倾斜。在干胶过程中，将所述第二轴承外环12牢固地压紧在所述装配工装200上。

完全干胶后，即可形成完整的三交叉簧片柔性轴承，如图1所示。

值得一提的是，所述装配工装200包括基座201和延伸自所述基座201的装配部202，所述装配部202设置有装配槽203，所述装配槽203和所述轴承外环10为过渡配合尺寸，以供进行所述交叉簧片柔性轴承100的装配过程。

此外，还值得一提的是，为保证旋转过程中内环的簧片23不干涉，内环间相邻表面位置簧片23间要留有间隙25，如图10和图11所示，具体间隙25大小需根据轴承整体尺寸确定，具体由轴承尺寸、簧片23形状和尺寸、以及轴承性能综合性能决定，满足性能条件下不干涉就行，但是为了轴承紧凑，间隙25 需尽量做小。

应该理解的是，在所述交叉簧片柔性轴承100完成组装时，所述第一端部轴承内环211、所述第二端部轴承内环212和所述中间轴承内环22的切口位置对齐，以保证所述轴承外环10和所述轴承内环20之间的相对转角关系，且所述第一端部轴承内环211的一端的端面和所述中间轴承内环22的对应端面紧靠，另一端端面和所述第一轴承外环11的端面对齐，所述第二端部轴承内环212的一端端面和所述中间轴承内环22的对应端面紧靠，另一端端面和所述第二轴承外环12的端面对齐，所述第一轴承外环11和所述第二轴承外环12的两端端面也对齐，以此保证所述轴承外环10和所述轴承内环20之间的轴向定位。

以三交叉簧片柔性轴承的具体制造过程为例，在所述轴承内环20和所述轴承外环10的加工步骤中，采用65Mn弹簧钢，基于常规车、铣方法完成第一轴承外环11和第二轴承外环12的初步制作，再基于慢走丝线切割技术，分别完成所述第一轴承外环11、所述第二轴承外环12、所述第一端部轴承内环211、所述中间轴承内环22、所述第二端部轴承内环212的最终制作，其中簧片23为径向变厚度簧片23，切口角度为10°，簧片角度为90°。

如图16所示，在本发明的第二优选实施例中，本发明还提供了五交叉簧片柔性轴承的结构，在这一实施例中，五交叉簧片柔性轴承的轴承内环包括三个所述端部轴承内环21和两个所述中间轴承内环22，相邻两个所述端部轴承内环 21以其中间的所述中间轴承内环22对称设置。因此，本发明对所述轴承内环 20和所述轴承外环10的尺寸和包括的具体轴承数量不作限制。

可以理解的是，本发明通过将所述交叉簧片柔性轴承100设置为所述轴承外环10和所述轴承内环20，并通过对所述轴承外环10和所述轴承内环20的精细的结构上的配合以及结合所述轴承外环10和所述轴承内环20大面积胶结的方式，确保了所述交叉簧片柔性轴承100的结构稳定性和一致性，并确保了所述交叉簧片柔性轴承100的装配精度，同时通过大面积胶结方式无需采用销钉或铆钉，装配空间小，有利于实现小型化交叉簧片柔性轴承100的制造，而且装配环境要求低，在常温环境下即可完成装配。

而且，所述端部轴承内环21、所述中间轴承内环22、所述第一轴承外环11 以及所述第二轴承外环12可以分别为一体加工成型件，避免焊接等复杂工艺。

另外，本发明通过对所述轴承内环20和所述轴承外环10的直径、形状以及簧片23厚度的调整和控制，来实现对所述交叉簧片柔性轴承100的轴承刚度和中心漂移的控制，而且所述簧片23的结构可多样化设计，所述交叉簧片柔性轴承100的性能参数易于调整。

总的来讲，本发明提供了一种交叉簧片柔性轴承及其制造方法，本发明提供的所述交叉簧片柔性轴承的制造方法既可适用于大转角的弹片型柔性轴承的制造，也适用于微型柔性轴承制作，可靠性高。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种交叉簧片柔性轴承的制造方法，其特征在于，包括步骤:

S1、分别加工形成轴承外环和轴承内环，所述轴承外环包括第一轴承外环和第二轴承外环，所述轴承内环包括端部轴承内环和中间轴承内环，所述端部轴承内环和所述中间轴承内环均为内部连接有簧片的圆柱状结构，且所述圆柱状结构的相对两侧设置有切口，所述切口具有第一切口表面和第二切口表面，所述第一轴承外环和所述第二轴承外环均包括端部圆环部和延伸自所述端部圆环部内壁的圆弧延伸部，所述圆弧延伸部两侧设置有与所述切口的切口表面角度相一致的切面；

S2、采用装配工装固定所述轴承外环的第一轴承外环，并在所述第一轴承外环内表面涂结构金属胶；

S3、依次将所述轴承内环的端部轴承内环、中间轴承内环以及端部轴承内环放入所述第一轴承外环内表面，并将所述第一轴承外环的切面和所述端部轴承内环、所述中间轴承内环的第一切口表面对齐，和将所述第一轴承外环的两端端面分别与对应的所述端部轴承内环的端面对齐；

S4、将所述轴承外环的第二轴承外环送入所述装配工装，并在所述第二轴承外环内表面涂结构金属胶，通过所述装配工装来使得所述第一轴承外环和所述第二轴承外环的外表面同轴，并将所述第二轴承外环的切面和所述端部轴承内环、所述中间轴承内环的第二切口表面对齐，和将所述第二轴承外环的两端端面分别与对应的所述端部轴承内环的端面对齐；

S5、待所述结构金属胶干胶后，得到所述交叉簧片柔性轴承。

2.根据权利要求1所述的交叉簧片柔性轴承的制造方法，其特征在于，所述步骤S1包括步骤：

S11、基于车、铣方法初步加工形成所述轴承外环和所述轴承内环；

S12、基于慢走丝线切割技术最终加工形成所述轴承外环以及所述轴承内环。

3.根据权利要求2所述的交叉簧片柔性轴承的制造方法，其特征在于，在所述步骤S12中，最终加工形成的所述轴承内环的端部轴承内环和中间轴承内环的外表面直径误差小于0.003mm，所述轴承内环的外表面直径比所述轴承外环的内表面直径小0.015～0.02mm。

4.根据权利要求1所述的交叉簧片柔性轴承的制造方法，其特征在于，在所述步骤S3中的结构金属胶的干胶过程中，压紧所述第一轴承外环和所述端部轴承内环与所述中间轴承内环，保证所述第一轴承外环和所述端部轴承内环与所述中间轴承内环之间的胶层厚度均匀且不超过0.01mm；在所述步骤S4中的结构金属胶的干胶过程中，压紧所述第二轴承外环和所述端部轴承内环与所述中间轴承内环，保证所述第二轴承外环和所述端部轴承内环与所述中间轴承内环之间的胶层厚度均匀且不超过0.01mm。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的交叉簧片柔性轴承的制造方法，其特征在于，依靠所述第一轴承外环、所述第二轴承外环的内表面和所述端部轴承内环、所述中间轴承内环的外表面形成配合，来保证所述轴承外环和所述轴承内环的同轴性；依靠所述第一轴承外环、所述第二轴承外环的切面分别和所述端部轴承内环、所述中间轴承内环的第一切口表面、第二切口表面平齐，来保证所述轴承外环和所述轴承内环之间的相对转角关系；依靠所述第一轴承外环、所述第二轴承外环分别和对应的所述端部轴承内环的端面对齐以及所述端部轴承内环和所述中间轴承内环的端面紧靠，来保证轴向定位；依靠所述第一轴承外环、所述第二轴承外环的内表面与所述端部轴承内环、所述中间轴承内环的外表面胶层厚度，来适应所述轴承外环和所述轴承内环的微小偏心和倾斜。

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