[发明专利]铣削滚珠座圈的方法和用于滚珠座圈的边铣刀具

说明书

技术领域

本发明涉及一种铣削滚珠座圈(ball race)的方法，该滚珠座圈具 有近似椭圆轮廓，该椭圆轮廓具有在垂直于滚珠座圈的基线的方向上 延伸的第一半轴a和垂直于第一半轴a并垂直于滚轴座圈的纵向方向c延 伸的第二半轴b，其中为了制造滚珠座圈，利用了边铣刀具(side milling cutter)，该边铣刀具的外周切削刃切削或形成滚珠座圈的上述椭圆轮 廓，其中边铣刀具在包含铣刀轴线的截面中的切削刃又具有椭圆轮廓， 通过该椭圆轮廓来制造滚珠座圈的椭圆轮廓。

背景技术

边铣刀具形式的这种滚珠座圈铣刀已知很久了，且同样，通过旋 转的边铣刀具制造滚珠座圈轮廓的相应的方法也是已知的，该方法通 过这样的程序来执行，其中以这样的方式相对于相应的工件定向边铣 刀具，即：使得滚珠座圈的纵向方向落在边铣刀具的旋转平面中或者 与该旋转平面平行并垂直于边铣刀具的轴线，并且使边铣刀具与相应 的工件(例如滚珠座圈毂)接合，并且实现铣刀相对于工件的前进运 动垂直于铣刀轴线。于是，滚珠座圈轮廓精确地对应于边铣刀具的切 削刃在包含铣刀轴线的截面中的轮廓。另外，其他种类的滚珠座圈铣 刀是已知，例如呈立铣刀或端面铣刀或者成形铣刀的形式，其中滚珠 座圈的轮廓也与包含铣刀轴线的截面或铣刀的横向平面视图相一致。

最后，滚珠座圈铣刀也是已知的，这追溯到本申请的发明者且为 直柄立铣刀的形式，然而，该铣刀的前进运动部分地在轴向上实现， 使得铣刀部分地类似于钻头操作。对于这种铣刀，通过穿过切削刃的 包络线的截面来制造滚珠座圈的轮廓，且截面平面相对于铣刀轴线倾 斜大于0°和小于90°之间的角度，而铣刀在侧视图中的轮廓明显不同于 待制造滚珠座圈的轮廓。

当今的机动车辆中的万向节轴通常具有所谓的VL接头或Loebro突 进(plunging)接头。这些VL接头具有毂和环，该环以一定的间距围绕 毂延伸，并且毂和环通过设置在滚珠座圈中的滚珠形成接头，滚珠座 圈设置在毂的外表面上并设置在围绕毂的相应环的内表面上。因此， 毂和环也被分别称为“滚珠毂”和“滚珠环”。在此情形，这些滚珠 座圈以分别相对于滚珠毂和滚珠环的轴线的装置角(setting angle)在 滚珠毂的外侧壁中延伸并且也在滚珠环的内侧壁中延伸，例如，该角 度约为15°，且一般不低于5°且不高于40°，但是原则上也可以实现更大 或更小的角度。在此情形，相邻的滚珠座圈分别相对于毂和环的轴线 分别在相反的方向上倾斜延伸。分别在径向方向上以相互重叠关系成 对设置在滚珠环和滚珠毂中的滚珠座圈也在相反方向上倾斜(相对于 毂和环的轴线倾斜)，使得滚珠毂和滚珠环的滚珠座圈相互交叉，更 具体地以与滚珠毂和滚珠环的滚珠座圈的安装角上的差异相一致的角 度(关于相反的倾斜具有不同的标记)相互交叉，其中滚珠分别设置 在关于以相互相对的成对关系设置的滚珠座圈那样形成的交叉点上。 在此情形，边铣刀具的轮廓(更准确地说通过旋转的切削刃而形成的 包络面，其围绕铣刀轴线)和滚珠毂的轴线之间的最小间距保持不变。 可选地，滚珠毂能围绕其轴线转动，且在此情形关于其轴线运动，该 轴线相对于与铣刀轴线垂直的铣刀旋转平面关于装置角倾斜。在任何 情况下，关于铣刀和滚珠毂之间的相对运动都是相对较复杂的运动设 置。

如果如此前描述的用常规的盘形成型铣刀和常规方法将滚珠座圈 引入相应的VL滚珠毂内，那么另外，滚珠毂的轴线以相应于滚珠座圈 的变化倾斜的方式相对于边铣刀具的旋转平面倾斜，且滚珠毂的外表 面和边铣刀具的轴线之间存在相对运动，该运动垂直于该轴线且以相 对于毂轴线的新的装置角倾斜。为了更生动地表示这点，滚轴座圈的 基线(中心基线)近似沿想象的柱状表面上的螺旋线围绕毂轴线延伸。

当这样的VL滚珠毂的相邻滚珠座圈相对于滚珠毂的轴线在相反 方向上交替倾斜时，也就是说，它们交替地包括正装置角和负装置角， 则滚珠毂的轴线必须相对于边铣刀具的旋转平面分别在不同的方向上 交替倾斜，或者在第一夹紧构造中，首先用相同的装置角，随后用具 有相反标记的装置角的那些装置角来制造滚珠座圈，其中相反标记的 装置角不必需具有相同的值。

因而，这种VL毂的制造需要允许相应地复杂的调节和前进运动的 相对较复杂的多轴机床。

而且，利用常规方法和常规铣刀，原则上只可能制造精确地对应 于滚珠座圈铣刀的切削刃轮廓的滚珠座圈轮廓，更准确地说是通过滚 珠座圈铣刀的切削刃产生的穿过包络线的包含铣刀轴线的截面，也就 是说“铣刀轮廓”。