专利名称：陶瓷轴承结构的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种陶瓷轴承结构，特别是指一种耐磨耗、寿命长、运转效率高而且加工容易的陶瓷轴承结构。
背景技术：
机械领域中，轴承的应用几乎无所不在，轴承是整部机器运行的关键，其性能直接影响整台机器的运转性能和工作效率。传统的轴承结构通常有两种，即滚珠轴承和含油轴承，其应用各有所不同，也各有优缺点。
含油轴承是采用轴承(即轴套)与轴心直接接触并作相对滑动，为减小摩擦力和耗损从而提高寿命与效率，通常在轴套与轴心接触面间加入润滑油，此种轴承制造成本低、承载压力大，因而得到广泛的应用，但因轴套与轴心间大面积紧密接触，摩擦力大、运转效率低，磨损后轴套与轴心间隙增大而影响性能，而且由于轴心与轴套接触紧密，润滑油容易被挤出，而使其直接大面积进行干摩擦，轴承的磨损相当严重，因此，含油轴承寿命较短。
而滚珠轴承是采用轴心与轴承非直接接触，在轴心与轴承间设置一系列排布均匀的小滚珠，当轴心与轴承发生相对转动时，滚珠即在轴承内表面与轴心外表面间相对滚动，这种轴承结构由于各部件之间的相对运动都是滚动，摩擦阻力小，适用于运转平滑、转速高的场合，但滚珠轴承承载压力小，而且由于摩擦造成滚珠磨损变形后，运转精度及性能迅速降低，滚珠轴承部件多，制造成本高；尤其在小型机械中，如计算机散热用风扇等，采用滚珠轴承制造成本相比含油轴承高得多，故，小型机械中大多采用含油轴承，新型含油轴承结构的改良日新月异，也不断有新型材料应用于含油轴承的制造中。
传统含油轴承材料一般是采用铜基合金或不锈钢等，但随着现代化机械生产的不断发展，轴承的转速越来越高，由于摩擦耗损带来的负面影响越来越大，传统轴承材料由于硬度和耐磨性低在高速运转及长时间工作场合中已经不能满足应用的要求，因此新型轴承材料的推出渐渐成为必然，业内人士经过不断的研究与实践，发现将陶瓷等高硬度材料应用在轴承结构中，可以解决传统轴承材料耐磨性差、寿命低、运转精度低等问题。同时利用陶瓷高硬度的特性，可在保障运转正常前提下适当减小轴承与轴心接触面积从而减小摩擦力，以便提高运转效率，如公告于2002年7月11日的台湾专利公告495118号，为减小轴承与轴心接触面积，将轴承内表面加工成平滑的非圆柱面，因轴承与轴心接触面积大大减小，因而摩擦力减小，从而大大提高了运转性能。
但陶瓷材料硬度高、耐磨耗、耐蚀性、耐热性优秀而极难进行机械加工，使得陶瓷材料轴承的制造变得相当困难，其应用因而受到限制，这也成为目前陶瓷轴承仍无法广泛应用的最重要原因。内表面为圆柱形的陶瓷轴承及上述台湾专利公告495118号所揭露的轴承结构在实际工程制造上仍然存在诸多困难。
为提高轴承与轴心相接触的内表面光洁度，从而保证其运转平滑，通常需要对其内表面进行研磨精加工，如图1所示的轴承1内表面加工示意图，因陶瓷硬度极大，耐磨性相当好，当研磨轴承1内表面深处时，因研磨机2的心轴3伸入轴承1内较长，受轴承内表面几何误差的影响，心轴3极易发生弯曲和旋转震动，加工出来的轴承1内表面为非柱面体(中间内径小端部内径大或者内腔轴线弯曲以及存在偏心误差等)，且因加工长度大引起轴承内表面光洁度不均，其产品必然难以满足应用的要求。如图2所示，为减小精加工长度，可在轴承1两端分别加工，但仍同样存在上述问题，况且极易引起同轴度误差，轴承1内部深处仍无法获得与端部相同的精度。因此即便是采用优秀的轴承材料，仍需要有良好的结构设计才能解决生产上的诸多问题，进而满足应用的需要。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种耐磨耗，寿命长，运转效率高且易于加工之陶瓷轴承结构。
本实用新型的目的是通过下列技术方案实现的本实用新型陶瓷轴承结构呈一中空管状，轴承内表面为非圆柱面，且在靠向轴承的两端设有若干个沿径向向内凸伸的扣爪，这些扣爪与轴心外表面紧密接触。
本实用新型陶瓷轴承结构，与现有轴承比较具有如下优点通过在轴承内表面靠向两端设置交错间隔的三点支撑结构，能够有效防止轴承运转时震动的发生，对轴承运转的平稳性提高效果显著，更重要的是这种轴承结构可采用烧结及射注成型方式作出坯体后，对靠向两端之小长度小面积进行精加工，即减少了加工的投入，又使加工精度大大提高，解决了陶瓷轴承难以加工出合格产品的难题。
本实用陶瓷轴承结构不论从生产上还是在应用上，与传统轴承结构相比，都具有明显的进步性。
下面参照附图，结合实施例对本实用新型作进一步的描述。
图1是陶瓷材料的传统轴承结构一端加工示意图。
图2是陶瓷材料的传统轴承结构两端加工示意图。
图3是本实用新型陶瓷轴承结构之立体图。
图4是图3沿V-V方向之剖视图。
图5是图3沿IV-IV方向之剖视图图6是图3沿VI-VI方向之剖面图。
图7是本实用新型陶瓷轴承结构之端部视图。
图8是本实用新型陶瓷轴承的加工示意图。
具体实施方式本实用新型陶瓷轴承结构，是采用陶瓷材料烧结或射注成型后局部表面研磨加工而成的，主要是为解决传统轴承运转磨擦阻力大，耗损严重，寿命短及陶瓷材料机械加工困难等问题而提出的新型结构设计。
请同时参阅图3到图5以及图7，该陶瓷轴承10大致呈一中空管体，外表面为圆柱形，其内表面等间距地设有六个平行的轴向凹槽12，其中不相邻的三个凹槽12底部靠向轴承10一端的一段长度沿径向向内凸伸有扣爪141，该等扣爪141与凹槽12的连接处具有一定的弧度或斜度，以加强扣爪141与轴承10内表面的连接强度，也使轴承10坯体成型时易于拔模，这些扣爪141端部呈内凹之弧柱面，而且这些弧柱面位于同一柱面，均与轴心20外表面紧密接触，与上述三个凹槽12间隔的另三个凹槽12靠向轴承10另一端的一段长度也向内凸伸有结构相同的扣爪144，上述轴承10内表面靠向两端的扣爪141、144分别间隔交错接触轴心20外表面。
该轴承10先由陶瓷材料烧结成坯体，如图6所示，由于轴承10内表面的凹槽12一端为扣爪141(或144)，而其余长度则呈平直开放的形状，而且从凹槽12底部凸伸出的扣爪141、144分别在轴承10两端间隔交错排列，所以，可以通过设置具有交错排列的凸棱的塑模将陶瓷材料填入而烧结或射注成型，并采取两端拔模的方式取出陶瓷轴承坯体。坯体成型后，与轴心20相接触的扣爪141和144端部的光洁度尚不能满足轴承10的工作要求，如图8所示，为提高其光洁度，将成型后的轴承坯体固定在研磨机30上，两端分别插入研磨心轴32，对轴承10内表面凹槽12底部凸伸出的扣爪141、144端部的弧柱面进行研磨精加工，使其弧柱面光滑，并能保证其各扣爪141、144端部的弧柱面同轴(各圆弧面所在柱体重合)。由于精加工仅对扣爪141、144端部的小面积弧状柱面研磨，而扣爪141、144均设在轴承10两端，其长度较小，研磨精加工时不会造成心轴32伸出过长而又需承受较大径向力而弯曲或摆动，从而引起加工误差，同时因精加工长度及面积小，加工效率提高，表面粗糙度、弧面斜度以及两端弧柱面的同轴度等精度大大提高，因轴承10可采用烧结或射注成型方式作出坯体，非常适合批量生产，本实用新型陶瓷轴承结构解决了陶瓷轴承难以加工、合格率低而难以满足实际应用需要的诸多难题。
本实用新型充分利用陶瓷材料诸多优良的物理特性(硬度大、耐腐蚀、耐磨耗、耐高温，受热膨胀率小)，将轴承的工作面积大大减小，使轴承与轴心间由面接触变成线接触或近似点接触，摩擦力大大减小，轴承运转效率显著提高，使轴承长期保持良好的运转性能，而寿命又不会受到影响，更重要的是，由于结构上的设计使其加工容易，精度能够得到保证，从而加工出合格的陶瓷轴承产品。
权利要求1.一种陶瓷轴承结构，包括轴承和轴心，该轴承呈一中空管状，内表面为非圆柱面，其特征在于轴承内表面在靠向轴承的两端设有若干个沿径向向化内凸伸的扣爪，这些扣爪与轴心外表面紧密接触。
2.如权利要求1所述的陶瓷轴承结构，其特征在于该轴承内表面等间隔设有偶数个轴向凹槽。
3.如权利要求2所述的陶瓷轴承结构，其特征在于其中部分扣爪是由不相邻的凹槽底部靠向轴承一端的一段长度沿径向向内凸伸而成的。
4.如权利要求3所述的陶瓷轴承结构，其特征在于另一部分扣爪是由与该等凹槽间隔的凹槽在靠向轴承另一端的一段长度沿径向向内凸伸而成的。
5.如权利要求1、3或4所述的陶瓷轴承结构，其特征在于这些扣爪与凹槽的连接处设有适当的弧度或斜度。
6.如权利要求1、3或4所述的陶瓷轴承结构，其特征在于这些扣爪端部呈内凹的弧柱面。
7.如权利要求6所述的陶瓷轴承结构，其特征在于这些扣爪端部的弧柱面位于同一柱面，而且都是与轴心相接触。
专利摘要一种陶瓷轴承结构，是采用陶瓷材料烧结或射注成型后局部表面研磨加工而成的，该轴承大致呈一中空管体，其内表面等间距设有六个平行的轴向凹槽，其中不相邻的三个凹槽底部靠向轴承一端的一段长度设有向内凸伸的扣爪，这些扣爪端部呈内凹的弧柱面，这些弧柱面与轴心外表面位于同一柱面，而且都是与轴心紧密接触，与上述三个凹槽间隔的另三个凹槽靠向轴承另一端的一段长度也向内凸伸有相同结构的扣爪，该等扣爪端部的弧柱面分别间隔交错接触轴心外表面。
文档编号F16C33/02GK2594528SQ0225052
公开日2003年12月24日 申请日期2002年12月18日 优先权日2002年12月18日
发明者徐牧基 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司