CN1950164A - 车辆用轴承装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

[问题]为了在车辆用轴承装置中，即使在外圈的装配容差部分的轴向长度较短时，仍能安全地对外圈的圆柱形主体部分进行车削加工。[解决问题的方法]圆柱形主体部分(18)的外周表面和内周表面在把持装置(56)把持外圈(2)的凸缘(20)的状态下被车削加工之后，圆柱形主体部分(18)的车削表面被把持。凸缘(20)在车辆内侧的侧面(20a)和装配容差部分(22)的外周表面(22a)基于被把持的圆柱形主体部分(18)的车削表面，通过车削而被精加工。

Description

车辆用轴承装置的制造方法
技术领域
本发明涉及在车辆用轴承装置的制造方法中，对于外圈的制造过程的改进，其中，所述外圈包括：在车辆内侧的圆柱形主体的外周表面处的凸缘；以及圆柱形装配容差部分(fitting tolerance part)，所述圆柱形装配容差部分相比所述凸缘位于车辆内侧更远处。
背景技术
用在车辆用轴承装置(毂单元)中的外圈一般包括：在其内周表面处、包括双排滚道的圆柱形主体；设置在圆柱形主体的外周表面处的凸缘；以及相比凸缘位于车辆内侧的圆柱形装配容差部分(见专利文件1)。
转向节被装配到在车辆内侧的外圈的凸缘的侧面处以及圆柱形装配容差部分的外周表面处，并且因此，外圈在非转动的状态下被装配到车辆侧。在这样构成的车辆用轴承装置中，对于在车辆内侧的凸缘的侧面和圆柱形装配容差部分的外周表面以要求的高精度进行精加工是必要的。
传统的车辆用轴承装置的制造方法包括：通过利用把持装置把持外圈的圆柱形装配容差部分，来磨削圆柱形主体的外周表面和内周表面的步骤；通过把持圆柱形主体的外周表面，来磨削圆柱形装配容差部分的步骤；对圆柱形主体的内周表面以及滚道进行热处理的步骤；以及作为精加工过程，通过把持圆柱形主体来对圆柱形装配容差部分进行车削加工的步骤。
专利文件1：日本公开专利申请No.2001-315503
发明内容
本发明要解决的问题
在设计中，外圈的圆柱形装配容差部分的轴向长度可被设为多种取值。因此，所选定的圆柱形装配容差部分的轴向长度可能不够长，不足以令把持装置以足够的把持力来把持圆柱形装配容差部分。在这种情况下，把持装置难以可靠地把持圆柱形装配容差部分，这给对圆柱形主体的外周表面及其内部的外周表面进行车削加工的过程造成了问题。
解决该问题的方法
根据本发明的车辆用轴承装置的制造方法是一种制造车辆用轴承的方法，其中，所述车辆用轴承的外圈包括：圆柱形主体，所述圆柱形主体在其内周表面包括有滚道；凸缘，所述凸缘设置在所述圆柱形主体的外周表面并位于车辆内侧；以及圆柱形装配容差部分，所述圆柱形装配容差部分相比所述凸缘而言被设置在车辆内侧更远处；其中，包括了在所述凸缘被把持装置把持的状态下对所述圆柱形主体进行车削加工的步骤。
根据本发明，所述圆柱形主体在用把持装置把持所述凸缘时被车削加工。因此，即使所述圆柱形装配容差部分的轴向长度不够长，不足以令把持装置把持圆柱形装配容差部分，所述圆柱形主体的外周表面仍然能够被车削加工。对所述圆柱形主体的车削加工不仅限于其外周表面，也可应用到其他的部分，如所述圆柱形主体的内周表面。
在本发明中，最好包括对所述圆柱形主体的滚道进行热处理的步骤，以及，对其内滚道被热处理的所述凸缘在车辆内侧的侧面以及所述圆柱形装配容差部分的外周表面进行车削加工的步骤，作为在前述步骤之前的精加工过程。
在作为精加工过程的车削加工步骤中，在所述圆柱形主体的外周表面被把持后，所述在车辆内侧的侧面和所述圆柱形装配容差部分的外周表面最好通过车削加工来进行精加工，该车削加工基于已被车削加工过的所述圆柱形主体的外周表面。
发明的效果
根据本发明，圆柱形主体能够以这样的方式被车削加工，即便在车辆用轴承装置所包括的外圈中，圆柱形装配容差部分在轴向上较短的情况下，外圈的凸缘仍然能够被把持装置把持。
附图说明
图1是截面图，说明了根据本发明的一个优选实施例，滚柱轴承的整体结构。
图2是根据该优选实施例，外圈的凸缘的侧视图。
图3是透视图，说明了在外圈制造过程中，外圈的凸缘以及把持装置。
图4是前视图，说明了在外圈制造过程中，外圈的凸缘以及把持装置。
图5是侧视截面图，说明了在外圈制造过程中的外圈。
图6是侧视截面图，说明了在外圈制造过程中的外圈。
图7是前视图，说明了在另一个外圈制造过程中，外圈的凸缘以及把持装置。
附图标记说明
2            外圈
4            毂轴
6            内圈
8，9         滚动体
10，12       保持器(retainer)
14，16       密封件
18           圆柱形主体
20           凸缘
22           圆柱形装配容差部分
56           把持装置
具体实施方式
本发明的优选实施例
在下文中，参考附图来描述车辆用轴承装置的结构，该结构用于说明根据本发明的一个优选实施例的制造方法。所述轴承装置中的车辆内侧在图1的右侧示出，而车辆外侧在左侧示出。在该优选实施例中，本发明被应用在用于支承车辆，如汽车的驱动轮的车辆用轴承装置上，但是，本发明能够应用于其中外圈配备有圆柱形主体、装配容差部分和凸缘的任何车辆用轴承装置。
根据该优选实施例，所述车辆用轴承装置具有双排径向止推滚珠轴承结构。所述车辆用轴承装置包括：外圈2，毂轴4，内圈6，包括多个滚珠的滚动体8和9，保持器10和12，以及密封件14和16。
外圈2由钢构件形成，如用于机械结构的碳钢(S55C)。外圈2包括圆柱形主体18和凸缘20，其中，凸缘20在车辆内侧在圆柱形主体18的外周表面上沿径向向外延伸。圆柱形装配容差部分22被设置为比凸缘20在车辆内侧延伸出更多，以便在外圈2处安装转向节或类似物。在设计中，圆柱形装配容差部分22的轴向长度可被设置为多种取值。所设置的轴向长度在某些情况下可为这样的取值，该取值使得圆柱形装配容差部分22不能被把持装置56把持，或者，该取值使得把持凸缘具有相当的难度。
圆柱形主体18的外周表面18a被车削加工。在车辆外侧和内侧，外圈滚道24和26形成于圆柱形主体18的内周表面18b处。在凸缘20的多个位置处，沿周向形成有螺栓孔28。未示出的、作为车辆一部分的转向节与圆柱形装配容差部分22的外周表面配合。外圈2通过未示出的螺栓而被固定到转向节上，所述螺栓被插入并通过凸缘20的螺栓孔28。
毂轴4包括用于连接轮子和制动盘转子的凸缘34，凸缘34在车辆外侧于毂轴4的外周表面处沿径向向外延伸，其中，所述轮子和制动盘转子未在图中示出。毂轴4包括装配容差部分36，装配容差部分36相比凸缘34位于车辆外侧更远处。在毂轴4的外周表面处形成有滚道38，以便在径向上与滚道24相对，其中，滚道24为外圈2的滚道中的一个。毂轴4在车辆内侧制有小直径的圆柱形部分40，并且，还设置有轴孔42，轴孔42与轴体，如等速节，花键配合。
在毂轴4的凸缘34的多个周向位置处设置有轴向打通的螺栓孔44。用于固定轮子和制动盘转子的螺栓46被固定地压入每一个螺栓孔44。内圈6与毂轴4的小直径圆柱部分40配合。内圈6具有滚道48，滚道48与外圈2的滚道26在径向上相对。内圈6适于通过加压插入来安装到毂轴4的小直径圆柱部分40的外周处。在滚道24和26之间以及滚道38和48之间插入有多个滚动体8和9。滚动体8和9被保持在保持器10和12以内，使得滚动体8和9在其内自由滚动。密封件14和16被分别设置在外圈2和毂轴4之间以及外圈2和内圈6之间，从而使外圈2和毂轴4之间以及外圈2和内圈6之间的环形空间相对于外界被密封。环形空间内填充有润滑剂，如润滑脂。
参考图2对结构进行描述，外圈2的凸缘20包括多个周向的大直径凸缘501-504以及多个周向的小直径凸缘521-524。大直径凸缘501-504从外圈2沿径向向外突出。大直径凸缘501-504在外圈2的周向上彼此设置有间距。轴向打通的螺栓孔28形成于各个大直径凸缘501-504处。小直径521-524在各个大直径凸缘501-504之间沿其周向连续地设置。
如图4所示，各个大直径凸缘501-504之间的周向间距(从轴中心引出的角θ1-θ4)基于大直径凸缘501如下设置。大直径凸缘501-504的中心位置在周向上彼此相距角θ1(大直径凸缘501和502之间)、角θ2(大直径凸缘502和503之间)、角θ3(大直径凸缘503和504之间)、以及角θ4(大直径凸缘504和501之间)。在该附图所示的例子中，设θ1＝θ3，θ2＝θ4，且θ1，θ3≠θ2，θ4。说明书中所涉及的周向间距(角θ1-θ4)意味着，每一个大直径凸缘501-504的中心位置之间在周向宽度上的周向间距(角θ1-θ4)是用角度来表示的。
参考图3到6，描述了根据该优选实施例，车辆用轴承装置的制造方法。在该优选实施例中，使用了图3和4中所示的把持装置56。图3是透视图，示出了外圈2和把持装置56。图3示出了把持装置56没有把持外圈2的凸缘20的状态。图4是部分截面图，示出了外圈2和把持装置56。图4示出了把持装置56把持外圈2的凸缘20的状态。把持装置56用来从外面沿径向在周向上等间距的三个位置处支持凸缘20从而把持住凸缘20，并且，把持装置56包括两个第一把持部分561和562以及第二把持部分563。在图3和4所示的处于制造阶段的外圈2的凸缘20内，在大直径凸缘501-504的任何一个内都没有形成螺栓孔54。
第一把持部分561和562中的每一个包括扇形外周部分58和侧面部分60，其中，侧面部分60从扇形外周部分58其周向两端部分沿径向向内延伸。因为设置了扇形外周部分58和侧面部分60，所以在第一把持部分561和562中的每一个内形成了凹入部分62，凹入部分62朝向外径侧凹入，且凹入部分62的尺寸能够容纳大直径凸缘501-504。侧面部分60所具有的内周表面形状能够紧靠小直径凸缘521-523的外周表面。
第二把持部分563的内周表面所具有的内周表面形状能够紧靠小直径凸缘524的外周表面，但其并不具有凹入部分62。
第一和第二把持部分561-563的周向宽度(周向长度)彼此相等。此外，第一和第二把持部分561-563关于凸缘20的周向间距(角θ5)被均等地设置为120度。本说明书中所涉及的周向间距(角θ5)意味着，各个第一和第二把持部分561-563其中心位置之间在周向宽度上的周向间距，是用角度来表示的。
第一和第二把持部分561-563中的每一个之间的周向间距(角θ5)彼此相等，从而使凸缘20能够被第一和第二把持部分561-563在三点以相等的把持力支持，以便在外圈2的圆柱形主体18和圆柱形装配容差部分22被车削加工时进行对中。
用于驱动第一和第二把持部分561-563的驱动机构并没有被示出。第一和第二把持部分561-563位于凸缘20沿径向向外的位置，且然后朝着凸缘20的外周表面沿径向向内移动，从而把持住凸缘20的外周表面。
在图3所示的例子中，第一和第二把持部分561-563把持凸缘20的位置被调整成使第一把持部分561的凹入部分62以及第一把持部分562的凹入部分62被分别设置为跨越第二和第三大直径凸缘502和503，且第三把持部分563被设置在小直径凸缘524上。小直径凸缘524被设置成位于大直径凸缘504与大直径凸缘504之间。
这样调整把持位置是因为，大直径凸缘501-504的位置并不是在周向上等间距隔开的，而是如前所述，彼此相距角θ1、θ2、θ3和θ4(θ1＝θ3，θ2＝θ4，θ1，θ3≠θ1，θ4)。更具体来说，这样调整把持位置是因为，有必要提供第一和第二把持部分561-563，从而使第二和第三大直径凸缘502和503被分别容纳于第一把持部分561和562的凹入部分62内，大直径凸缘501被设置在第一把持部分561和第二把持部分563之间，且大直径凸缘504被设置在第二把持部分563与第一把持部分562之间。
因为第一和第二把持部分561-563是这样设置的，所以凸缘20的外周表面由第一和第二把持部分561-563的内周表面在三点处把持支持。此时，能够通过调整机构(未示出)，手动或自动地调整第一和第二把持部分561-563的位置。
参考图5描述了对外圈2的车削加工，其中，外圈2由把持装置56把持。图5是外圈2从其侧面观察的截面图，其中，箭头D示出了把持装置56把持外圈2的状态。外圈2通过热锻压来制造。
外圈2其圆柱形主体18的外周表面18a如箭头E所示被车削加工，其中，外圈2如箭头D所示由把持装置56来把持。当车削加工完成时，对任何必要的区域，包括圆柱形主体18的内周表面18b以及滚道24和26，采用感应淬火进行热处理，以便外圈2的滚道24和26以及类似物被硬化。通过感应淬火进行热处理能够做到局部热处理，这种方法能够被控制，以任意地选择硬化层的深度，并防止对于除所述硬化层以外的任何区域有显著的热影响。
如图6所示，螺栓孔28在热处理之后形成于大直径凸缘501-504内。在形成了螺栓孔28之后，外圈2被轴向倒置，且如箭头G所示，利用另一个把持装置或把持装置56，凸缘20在车辆内侧的侧面20a和圆柱形装配容差部分22的外周表面22a被车削加工，并被精加工，从而消除热应变以及由螺栓孔54的形成而造成的任何变形。
包括前述过程在内，外圈2被这样制造，即使在圆柱形装配容差部分22其形状太短以致于不能被把持时，圆柱形主体18仍然能够被车削加工。圆柱形装配容差部分22其形状太短以致于不能被把持意味着，例如，这样的形状，该形状使得圆柱形装配容差部分22的轴向长度比把持装置56的轴向把持长度(更具体来说，第一和第二把持部分551-563的轴向长度)短。但是，不考虑圆柱形装配容差部分22其轴向长度跟把持装置56的轴向把持长度的比较，如果圆柱形装配容差部分22不能够被把持装置56把持，那么可认为圆柱形装配容差部分22的轴向长度因其形状长度太短以致于无法被把持。
此外，凸缘20在车辆内侧的侧面20a以及圆柱形装配容差部分22的外周表面22a在热处理之前的车削加工步骤可被省去。由于省去了磨削步骤，仅有对外圈2其圆柱形主体18的外周表面18a的车削加工步骤是在热处理之前完成的。以下给出详细的描述。
在车辆用轴承装置中，外圈2的形状和尺寸，依赖于其中使用了外圈2的车辆的类型而有所不同，并且，例如，构成外圈2的圆柱形装配容差部分22其轴向长度非常小。换句话说，外圈2的凸缘20可与外圈2的外周表面的车辆内侧非常接近。在这样的形状中，会导致不能把持圆柱形装配容差部分22的情况。
但是，由于凸缘20和圆柱形装配容差部分22被装配到转向节，因此，凸缘20在车辆内侧的侧面20a以及圆柱形装配容差部分22的外周表面22a需要有预定的表面精度。
根据该优选实施例，在车辆用轴承装置的制造方法中，为了能够对应于具有这种形状的车辆用轴承装置，车削加工步骤在凸缘20被把持之后完成。因此，即使圆柱形装配容差部分22的轴向长度非常小，外圈2其圆柱形主体18的外周表面也能够可靠地被车削加工。从而，凸缘20在车辆内侧的侧面20a以及圆柱形装配容差部分22的外周表面22a能够在如图6中箭头F所示、外圈2被把持的状态中，将车削加工后的圆柱形主体18其外周表面作为标准表面基准来参考，如箭头G所示、被车削加工以便被精加工。因此，即使在热处理之前省去了对凸缘20在车辆内侧的侧面20a以及圆柱形装配容差部分22的外周表面22a的车削加工步骤，仍然能够满意地获得要求的精度。按照上述原因，根据该优选实施例，在车辆用轴承装置的制造方法中，可省去在热处理之前的车削加工。
只要周向间距(角度θ5)在周向上彼此相距120度，则把持装置56的第一和第二把持部分561-563能够在三点处被可靠地支持。因此，在实施本发明时，没有必要限制第一和第二把持部分561-563的周向长度(宽度)。
图7示出了这样一种结构，其中，第一和第二把持部分561-563的周向长度(宽度)不同于前述的优选实施例中第一和第二把持部分561-563的周向长度(宽度)。在图7所示的例子中，第二把持部分563的周向长度与第一把持部分561和562的周向长度不同。外圈2其凸缘20的大直径凸缘501-504在周向上等间距形成。第二把持部分563紧靠小直径凸缘524(设置在大直径凸缘501和大直径凸缘504之间)的外周表面。第一把持部分561的凹入部分62和第一把持部分562的凹入部分62中的每一个都形成于在宽度方向(周向方向)上从第一把持部分561和562的中心位置偏离的位置处。大直径凸缘502和503被分别容纳于凹入部分62和62内。
从前面的描述中可以清楚地看到，根据本发明，把持装置56最好这样构成，使第一和第二把持部分561-563的周向宽度(周向长度)根据大直径凸缘501-504的位置和周向宽度(周向长度)来设置，且凹入部分62的位置按照大直径凸缘501-504的位置来设置。

Claims (5)

1.一种车辆用轴承装置的制造方法，其中，所述车辆用轴承装置的外圈包括：
圆柱形主体，所述圆柱形主体在其内周表面包括有滚道；
凸缘，所述凸缘设置在所述圆柱形主体在车辆内侧的外周表面处；以及
圆柱形装配容差部分，所述圆柱形装配容差部分相比所述凸缘而言，设置在车辆内侧更远处，其中
所述圆柱形主体在所述凸缘被把持装置把持的状态下被车削加工。
2.如权利要求1所述的车辆用轴承装置的制造方法，其中
所述圆柱形主体被车削加工，且然后被热处理，并且
所述凸缘在车辆内侧的侧面和所述圆柱形装配容差部分的外周表面在热处理之后，被车削加工从而被精加工。
3.如权利要求2所述的车辆用轴承装置的制造方法，其中
在用以被精加工的车削加工步骤中，在所述圆柱形主体的外周表面被把持之后，所述在车辆内侧的侧面和所述圆柱形装配容差部分的外周表面，参考作为标准磨削基准的、车削加工后的所述圆柱形主体的外周表面，被车削加工从而被精加工。
4.如权利要求1所述的车辆用轴承装置的制造方法，其中
在所述凸缘被把持时，所述凸缘在多个位置处被把持，其中，所述多个位置在所述凸缘的外周表面处，并在周向上彼此等间距隔开。
5.如权利要求4所述的车辆用轴承装置的制造方法，其中
所述凸缘包括：设置有螺栓孔的大直径凸缘和在周向上设置在所述大直径凸缘之间的小直径凸缘，
在所述凸缘被把持时，使用了多个把持部分，并且
包括凹入部分的把持部分被用作所述多个把持部分中的至少一个，其中，所述凹入部分朝向外径侧凹陷，且所述凹入部分其尺寸能够在内周侧容纳所述大直径凸缘。
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