[发明专利]向球施予残余压缩应力的方法

说明书

本发明涉及一种向第一组多个球施予残余压缩应力的方法，包括：a)将球放置在具有第一表面的第一主体与具有第二表面的第二主体之间，第一表面包括光滑接触部分，光滑接触部分是基本平坦或外凸，且表面硬度大于或等于球的初始表面硬度，b)通过用力使第一主体向第二主体挤压、或者用力使第二主体向第一主体挤压、或者用力使第一主体和第二主体向彼此挤压来沿着球的第一直径施予压缩应力，以及c)在将所述力维持在最小水平或最小水平以上，使第一表面与第二表面之间产生相对运动，以沿着球的与第一直径不同的其它直径施予压缩应力。

技术领域

本公开涉及在球中产生残余压缩应力的方法，更具体地，涉及通过在引发两个相对的主体之间的相对运动的同时在主体之间挤压多个球来在球中产生残余压缩应力的方法。

背景技术

常期望在球面物体(诸如球面轴承构件，在下文有时称为“球”)中产生压缩应力。由于已知的施予应力的方法可能会以需要重新加工的方式损坏表面光洁度(surfacefinish)，因此在球处于接近光洁的条件下，这可能是有挑战性的。当前的用于施予压缩应力的方法包括翻滚跌落(tumbling)和喷丸(peening)处理。

在翻滚跌落处理中，将多个球放置在水平的或倾斜的滚筒内，并使滚筒转动使得球反复地朝向滚筒的顶部上升和朝向滚筒的底部下落。球冲击滚筒(或滚筒中其它的球)的力使球的冲击滚筒或其它球的部分的特性改变。随着球反复上升和下落，球的不同表面吸收冲击力，直到各球的全体表面已被施予压缩应力的稍微均匀的分布为止。

翻滚跌落处理的缺点之一是产生的噪音量。就工业范围而言，噪音过大以致于必须要在特定房间或隔音建筑内执行这些操作，作业人员不能在没有听力保护的情况下进入这些建筑或房间。还难以实现应力/硬度在整个球面表面上的均匀分布。

在喷丸处理中，球被重复地加速和释放使得球冲击固定表面或介质，诸如使冷硬铸铁丸加速以冲击球的表面。这种处理也是噪音非常大的并对球的表面硬度和应力曲线仅提供有限的控制。

因此将期望提供一种用于以基本上避免前述问题的方式向球的球形表面部分施予压缩应力的方法和设备。

发明内容

这些问题和其它问题由本公开的实施方式解决，本公开的一方面包括用于向第一组多个球的至少表面部分施予残余压缩应力的方法，球具有初始表面硬度。该方法包括：a)将第一组多个球放置在具有第一表面的第一主体与具有第二表面的第二主体之间，第一表面包括光滑接触部分，光滑接触部分基本平坦或外凸，且表面硬度大于或等于球的初始表面硬度，b)通过用力使第一主体向第二主体挤压、或者用力使第二主体向第一主体挤压、或者用力使第一主体和第二主体向彼此挤压来沿着第一组多个球的第一直径施予压缩应力，以及c)将所述力维持在最小水平或最小水平以上，使第一表面与第二表面之间产生相对运动，以沿着第一组多个球的与第一直径不同的其它直径施予压缩应力。

本公开的另一方面包括使用机器向第一组多个球的至少表面部分施予残余压缩应力的方法，球具有初始表面硬度。该机器具有第一支撑件和第二支撑件，第一支撑件、或第二支撑件、或第一支撑件和第二支撑件两者能够围绕着转动轴线转动。该方法包括将第一组多个球放置在安装于第一支撑件的第一板中的环形槽(其中第一板以如下方式安装于第一支撑件：环形槽的圆心位于转动轴线上)内。该方法还包括将具有硬度大于或等于初始硬度的光滑接触表面的第二板放置成靠抵环形槽中的第一组多个球，其中第二板被安装于第二支撑件，接触表面基本平坦或外凸。该方法还包括通过用力使第一支撑件向第二支撑件挤压、或者用力使第二支撑件向第一支撑件挤压、或者用力使第一支撑件和第二支撑件向彼此挤压来将压缩应力施予第一组多个球，并将所述力维持在最小水平或最小水平以上，使第一板与第二板之间产生相对转动，以使第一组多个球围绕环形槽产生移动。

附图说明

在阅读了以下具体实施方式连同附图之后，本公开的这些和其它方面将被更好地理解。