[發明專利]使用旋轉切削工具在旋轉工件上形成表面凹坑

在審

• 申請號: 201310182414.6
• 申請日: 2013-05-03
• 公開（公告）號: CN103521781A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: R·A·比哈普卡;E·R·拉森
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: B23B1/00
• 分類號: B23B1/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 蘇娟;朱利曉

技術領域

本發明總體上涉及工件，其具有用于存留潤滑劑的結構化表面。更具體地說，本發明涉及用于在機械加工過的工件上形成表面凹坑的方法。

背景技術

對于諸如軸和孔等具有圓形橫截面的機械工件來說，形成表面紋理是很重要的，因為有紋理的表面可形成多個用于存留潤滑劑的小存儲池。表面紋理一般包括以預定方式或者隨機方式隔開的凹坑或者凹痕。目前，對于諸如金屬軸和孔等硬工件來說，形成表面紋理是通過機械加工或者激光燒蝕來實現的。這兩種方法都需要在多個機器上進行多種操作，用時多而且費用高。

機械加工需要從基材上去除材料，以留下期望的幾何形狀。一個通過微機械加工形成表面紋理的例子是同微定位系統一起使用的回轉操作。這種方法能夠得到精確形狀和公差，但是花費時間長而且開銷大。微機械加工還可能導致工件中不期望的殘余應力。

激光燒蝕、激光微銑以及其他激光紋理形成技術已經變得很流行，因為這些技術能夠在具有極度可變的幾何形狀的硬化金屬表面上形成亞微米尺寸的特征。最近，這些方法被用在了多種汽車工件、機械密封件和軸承上。然而，激光紋理形成不能對最終的凹坑幾何形狀進行精確控制。而且，如果希望快的過程，那么表面光潔度一般會很差；激光紋理形成也用時多而且費用高，因為它必須是在工件被機械加工完之后進行，由此需要在另外的機器上進行另外的工藝。

需要的是一種比現有可用工藝更有效地將紋理表面應用于工件的方法。

發明內容

一方面，本發明公開了一種對工件機械加工并將凹坑應用于工件的方法。所公開的方法可包括對工件的部分外表面進行機械加工。所述方法可進一步包括沿著旋轉切削工具放置所述工件并使所述工件沿著第一方向旋轉，所述切削工具能夠沿著所述工件軸向運動。所述工具也可以隨著刀架的轉動而旋轉，或者經過有效的工具架(live?tool?holder)而被旋轉。所述方法可進一步包括用所述旋轉切削裝置接合所述工件的外表面或者內表面，并沿著所述工件軸向運動所述旋轉切削裝置。所述旋轉切削裝置可以沿著與所述第一方向相同或者不同的第二方向旋轉。所述方法可進一步包括用所述旋轉切削裝置在所述工件的外表面或者內表面上切削出凹坑。

另一方面，本發明公開了一種用于對工件機械加工并在工件的外表面上切削出凹坑的工具組件。所述工具組件可包括車床，所述車床包括設置在其端部的卡盤。所述卡盤可具有用于當所述工件被旋轉和機械加工時夾持所述工件的夾持位置。所述卡盤也可具有開口位置，所述開口位置允許所述工件被機械加工后所述工件的至少一部分沿著軸向通過所述卡盤并越過所述車床的刀架。所述卡盤也可以運動回到夾持位置，以當所述工件旋轉時支撐越過所述車床的所述端部的所述工件。所述工具組件也可以包括聯接到所述車床的所述端部的旋轉切削工具。所述旋轉切削工具可包括用于接合所述工件外表面的鑲嵌件，所述旋轉切削工具能夠沿著所述工件軸向運動。

另一方面，本發明公開了另一種對工件機械加工并將凹坑應用于工件的方法。這種公開的方法可包括將所述工件夾持在車床上，并在所述車床上對所述工件機械加工。所述方法可進一步包括松開機械加工過的工件，并沿軸向運動所述機械加工過的工件，至少部分越過所述車床的所述端部并朝向可聯接到所述車床的所述端部的旋轉切削工具。所述方法可進一步包括將所述工件夾持在所述車床的所述端部并使所述工件以第一旋轉速度沿著第一方向旋轉，使得所述機械加工過的工件被所述旋轉切削工具接合。所述旋轉切削工具可以以第二旋轉速度沿著與所述第一方向相反的第二方向旋轉。可以選擇的是，所述旋轉切削工具和所述工件可以沿著相同方向旋轉。進一步，所述方法可包括沿著所述工件軸向運動所述旋轉切削工具，同時在所述工件的外表面上切削出凹坑。

附圖說明

圖1是根據本發明用于機械加工并將凹坑應用于工件外表面的切削工具和車床的端視圖。

圖2示意性地表示當鑲嵌件接合工件的外表面時鑲嵌件接合到旋轉切削工具由此在工件外表面上形成凹坑。

圖3是旋轉工件和接合工件外表面以在其上面產生凹坑的旋轉切削工具的示意性的端視圖。

圖4示意性地表示切削工具進入工件外表面以在其上面生成凹坑的路徑。

圖5是流程圖，表示根據本發明的對工件機械加工并將凹坑應用于機械加工過的工件外表面的方法。

具體實施方式