[发明专利]使用旋转切削工具在旋转工件上形成表面凹坑

说明书

技术领域

本发明总体上涉及工件，其具有用于存留润滑剂的结构化表面。更具体地说，本发明涉及用于在机械加工过的工件上形成表面凹坑的方法。

背景技术

对于诸如轴和孔等具有圆形横截面的机械工件来说，形成表面纹理是很重要的，因为有纹理的表面可形成多个用于存留润滑剂的小存储池。表面纹理一般包括以预定方式或者随机方式隔开的凹坑或者凹痕。目前，对于诸如金属轴和孔等硬工件来说，形成表面纹理是通过机械加工或者激光烧蚀来实现的。这两种方法都需要在多个机器上进行多种操作，用时多而且费用高。

机械加工需要从基材上去除材料，以留下期望的几何形状。一个通过微机械加工形成表面纹理的例子是同微定位系统一起使用的回转操作。这种方法能够得到精确形状和公差，但是花费时间长而且开销大。微机械加工还可能导致工件中不期望的残余应力。

激光烧蚀、激光微铣以及其他激光纹理形成技术已经变得很流行，因为这些技术能够在具有极度可变的几何形状的硬化金属表面上形成亚微米尺寸的特征。最近，这些方法被用在了多种汽车工件、机械密封件和轴承上。然而，激光纹理形成不能对最终的凹坑几何形状进行精确控制。而且，如果希望快的过程，那么表面光洁度一般会很差；激光纹理形成也用时多而且费用高，因为它必须是在工件被机械加工完之后进行，由此需要在另外的机器上进行另外的工艺。

需要的是一种比现有可用工艺更有效地将纹理表面应用于工件的方法。

发明内容

一方面，本发明公开了一种对工件机械加工并将凹坑应用于工件的方法。所公开的方法可包括对工件的部分外表面进行机械加工。所述方法可进一步包括沿着旋转切削工具放置所述工件并使所述工件沿着第一方向旋转，所述切削工具能够沿着所述工件轴向运动。所述工具也可以随着刀架的转动而旋转，或者经过有效的工具架(live tool holder)而被旋转。所述方法可进一步包括用所述旋转切削装置接合所述工件的外表面或者内表面，并沿着所述工件轴向运动所述旋转切削装置。所述旋转切削装置可以沿着与所述第一方向相同或者不同的第二方向旋转。所述方法可进一步包括用所述旋转切削装置在所述工件的外表面或者内表面上切削出凹坑。

另一方面，本发明公开了一种用于对工件机械加工并在工件的外表面上切削出凹坑的工具组件。所述工具组件可包括车床，所述车床包括设置在其端部的卡盘。所述卡盘可具有用于当所述工件被旋转和机械加工时夹持所述工件的夹持位置。所述卡盘也可具有开口位置，所述开口位置允许所述工件被机械加工后所述工件的至少一部分沿着轴向通过所述卡盘并越过所述车床的刀架。所述卡盘也可以运动回到夹持位置，以当所述工件旋转时支撑越过所述车床的所述端部的所述工件。所述工具组件也可以包括联接到所述车床的所述端部的旋转切削工具。所述旋转切削工具可包括用于接合所述工件外表面的镶嵌件，所述旋转切削工具能够沿着所述工件轴向运动。

另一方面，本发明公开了另一种对工件机械加工并将凹坑应用于工件的方法。这种公开的方法可包括将所述工件夹持在车床上，并在所述车床上对所述工件机械加工。所述方法可进一步包括松开机械加工过的工件，并沿轴向运动所述机械加工过的工件，至少部分越过所述车床的所述端部并朝向可联接到所述车床的所述端部的旋转切削工具。所述方法可进一步包括将所述工件夹持在所述车床的所述端部并使所述工件以第一旋转速度沿着第一方向旋转，使得所述机械加工过的工件被所述旋转切削工具接合。所述旋转切削工具可以以第二旋转速度沿着与所述第一方向相反的第二方向旋转。可以选择的是，所述旋转切削工具和所述工件可以沿着相同方向旋转。进一步，所述方法可包括沿着所述工件轴向运动所述旋转切削工具，同时在所述工件的外表面上切削出凹坑。

附图说明

图1是根据本发明用于机械加工并将凹坑应用于工件外表面的切削工具和车床的端视图。

图2示意性地表示当镶嵌件接合工件的外表面时镶嵌件接合到旋转切削工具由此在工件外表面上形成凹坑。

图3是旋转工件和接合工件外表面以在其上面产生凹坑的旋转切削工具的示意性的端视图。

图4示意性地表示切削工具进入工件外表面以在其上面生成凹坑的路径。

图5是流程图，表示根据本发明的对工件机械加工并将凹坑应用于机械加工过的工件外表面的方法。

具体实施方式