CN1154550C - 制造旋转斜盘式压缩机活塞的方法 - Google Patents

Abstract

斜盘式压缩机活塞的制造方法，该活塞包括滑动地装在压缩机缸孔(12)中头部(72)和与压缩机斜盘(60)接合的接合部(70)，其中，坯料包括对应于该头部的中空圆柱形头部(168)和对应于该接合部的接合部(165)，该坯料通过无孔压铸方法形成，头部和接合部在靠近头部封闭端处互相整体成形，其中，封闭件(164)固定到中空圆柱形头部以便封闭其敞开端，由此提供活塞的头部。

Description

制造旋转斜盘式压缩机活塞的方法

这一申请基于1999年9月21日提交的日本专利申请号11-267121和11-267131和1999年10月13日提交的日本专利申请号11-291188。它们的内容引用结合在本文中。

本发明一般涉及制造旋转斜盘式压缩机活塞的方法，特别是，制造具有中空圆柱形头部这样的活塞的方法。

用于斜盘式压缩机的活塞具有一头部和一接合部，该头部滑动地装在压缩机气缸体中形成的缸孔中，该接合部与斜盘接合。由于活塞在缸孔中往复运动，需要减小活塞的重量。单头活塞一般用于可变容量式的斜盘式压缩机，其中，斜盘倾斜角度可改变以改变压缩机的排出容量。当单头活塞用于可变容量式的斜盘式压缩机时，特别要求减小其重量以便实现压缩机的平稳运转和减小其运转时的压缩机噪音。为此，已提出各种方法以便形成具有中空头部的活塞。

作为形成具有中空头部的活塞的方法的一个实例，其形成是通过锻造在其对置端之一上开口的中空圆柱形头部件和接合构件完成，该接合构件与一盖整体形成以便封闭头部件的开口端。接合构件与压缩机斜盘接合。头部件和接合构件通过焊接连接在一起，头部件的开口端由该盖封闭。根据这一方法，活塞的重量可通过减小头部件圆柱形壁的厚度来减小。但是，在上述的活塞结构中，头部件和接合构件连接部位于活塞的轴向中间部分，在活塞往复运动时，这样活塞往往在连接部承受较大的力，从而恶化了活塞的耐用性。另外，这一方法增加了活塞制造的成本。

作为形成具有中空头部的活塞的另一方法，本体构件通过压铸形成。本体构件包括具有开口端和封闭端的中空圆柱形头部和与该头部整体成形的接合部。封闭件固定到头部以封闭开口端。但是，普通压铸方法形成的本体构件的头部没有充分地减小圆柱形壁的厚度，并需要对其内圆周表面进行机械加工，以减小圆柱形壁的厚度。

根据上述的技术背景，作出本发明。本发明的目的是提供制造斜盘式压缩机活塞的方法，活塞头部具有充分减小的壁厚并且可以较低成本制造。

根据本发明的下列的形式或模式之一，可实现本发明的目的。为便于理解本发明，如同所附权利要求那样，每一模式被编号并合理地从属于其它的一个模式或几个模式，以便表示和说明本发明技术特征的可能组合。可以理解本发明并不局限于下述的技术特征和其组合。可理解下述技术特征与其它技术特征组合可以是本发明的主题，这些其它的技术特征是独立的。

(1)一种制造旋转斜盘式压缩机活塞的方法，该活塞包括滑动地装在压缩机缸孔中的头部和与压缩机的斜盘接合的接合部，上述方法包括下面步骤：通过无孔压铸方法形成一坯料，上述坯料包括中空圆柱形头部和接合部，中空圆柱形头部对应于上述头部并具有一封闭端和一敞开端，接合部对应于上述接合部并在上述封闭端与上述中空圆柱形头部整体形成；和将封闭件固定到上述坯料的中空圆柱形头部，以便封闭上述敞开端，由此，提供上述活塞的头部。

通过将熔化金属如熔化铝合金引入铸模的型腔，而铸模充满反应气体如氧气，从而由于熔化金属和反应气体之间的反应型腔处于高真空的状态，无孔压铸方法可防止气体存于压铸物品中。由无孔压铸方法形成的压铸物品显示出高的机械强度并具有减小的壁厚。在本设计中，封闭件封闭在远离接合部一侧上的中空圆柱形头部的敞开端，与封闭构件封闭接合部一侧上的头部敞开端的设计相比较，这一设计保证活塞使用时的较高的耐用性。

虽然按本发明的方法适于制造用于可变容量式的斜盘式压缩机的单头活塞，但是，本方法同样适用于制造用于固定容量式的斜盘式压缩机的活塞和双头活塞。

(2)按根据上述模式1的方法，还包括准备铸模的步骤，该铸模包括两个限定一分型面的半模，该分型面包括上述中空圆柱形头部的中心线，至少在提供上述头部的上述半模的一部分中，上述铸模设置活动芯，该活动芯可沿平行于上述头部的中心线的方向移动并且提供上述头部的内圆周面。

根据上述模式(2)的设计容易允许压铸坯料，该坯料有提供活塞的中空头部的中空圆柱形头部。

(3)根据上述模式(1)或(2)的方法，中空圆柱形头部有不大于1.8毫米的圆柱形壁的厚度。

上述无孔压铸方法有利于制造薄壁压铸物品。通过适当地确定制造活塞坯料时的压铸条件，坯料头部的圆柱形壁的厚度可被减小至不大于1.8mm或1.2mm。

(4)根据上述模式(1)-(3)的任一方法，形成上述坯料的步骤包括形成两个本体件的步骤，每一本体件具有上述接合部和上述中空圆柱形头部，上述两个本体件在上述接合部一侧上的其端部处整体地相互连接，从而上述两个本体件的中空圆柱形头部互相同心，并且上述两个本体件的每一上述中空圆柱形头部在远离上述接合部的其中之一的对置端处是敞开的。

根据上述模式(4)的设计有效地降低了压铸每一活塞本体件的成本，同时有利于在其上进行机械加工，从而导致降低活塞的制造费用。

(5)根据上述模式(1)-(4)的任一方法，上述头部的内圆周表面的至少一部分不被机械加工。

无孔压铸方法可生产薄壁压铸物品，该薄壁压铸物品具有高的机械强度和尺寸精度。因此，除固定封闭件的轴向敞开端之外，由无孔压铸方法形成的本体件至少圆柱形头部的内圆周面上不进行机械加工。

(6)根据上述模式(1)-(5)的任一方法，其中上述形成坯料的步骤包括通过使用一铸模无孔压铸形成整体前身的步骤，整体前身包括提供上述坯料的第一部分和提供上述封闭件的第二部分，上述铸模具有一型腔，该型腔包括用于形成上述整体前身的第一部分的第一腔部和用于形成上述整体前身的第二部分的第二腔部，上述第一和第二腔部相互保持连通。

在本设计中，其中，提供封闭件的整体前身的第二部分是与整体前身的第一部分一起同时压铸的。通过切割在一个步骤中高效制成的整体前身获得坯料和封闭件。因此，压铸制造活塞的成本可明显地降低。

(7)根据上述模式(6)的方法，其中，上述第二腔部与上述第一腔部的一部分保持连通，而该部分对应于上述坯料的上述接合部。

提供活塞接合部的接合部具有在活塞中最大的壁厚，以满足活塞结构和功能的要求。用于提供封闭件的第二腔部与第一腔部的一部分保持连通；第一腔部的该部分具有对应于活塞厚壁的接合部的相对大的尺寸。因此，熔化金属容易从对应于接合部的第一腔部流入对应于封闭件的第二腔部，由此，整体前身的第二部分可高稳定性地形成。

结合附图，阅读本发明优先实施例的下面详细说明，可更好地认识和理解本发明的上述任何目的，特征，优点，以及技术和工业上的重要意义。其中：

图1是配置按本发明一实施例构成的活塞的旋转斜盘式压缩机前剖视图；

图2是图1活塞的局部剖开前视图；

图3是表示本体件的局部剖开的前视图，其用于封闭件固定到该本体件之后加工图2的活塞；

图4是表示由根据本发明无孔压铸方法形成的活塞的坯料的剖视图；

图5A-5C是说明根据无孔压铸方法压铸坯料的过程的视图；和

图6压铸坯料时使用的铸模的剖视图。

参考附图，将详细说明应用于本体件时本发明优选实施例，本体件用于制造单头活塞，其用于汽车空调糸统的斜盘式压缩机。

首先参考图1，斜盘式压缩机有多个单头活塞(下面简称活塞)；其分别按本发明一实施例构成。

在图1中，汽缸体10具有多个缸孔12，其沿轴向延伸，缸孔12沿其圆心位于汽缸体10的中心线上的一圆布置。活塞14可往复运动地容纳在每个缸孔12中。前壳体16固定到汽缸体10的轴向对置的端面(图1看左端面，其被称为前端面)。后壳体18通过阀板20固定到另一端面上(图1看右端端面，其被称为后端面)。前壳体16，后壳体18，汽缸体10相互配合构成斜盘式压缩机的外壳部件。后壳体18和阀板20配合形成吸入腔22和排出腔24，它们分别通过进口26和出口28连接冷却回路(未示出)。阀板20有吸入孔32，吸入阀34，排出孔36和排出阀38。

旋转驱动轴50设置在汽缸体10和前壳体16内，以便驱动轴50的转动轴线对正汽缸体10的中心线。驱动轴50通过各自的轴承支承在前壳体16和汽缸体10的对置端部分处。汽缸体10具有在其中心部形成的中心轴承孔56，轴承设置在该中心轴承孔56中，以便支承驱动轴50的后端部。通过离合机构如电磁离合器，驱动轴50的前端部连接到汽车发动机形式的外驱动源(未示出)。工作时，驱动轴50通过离合机构连接到工作的汽车发动机以便驱动轴50围绕其轴线转动。

旋转驱动轴50携带斜盘60，从而斜盘60轴向移动并相对驱动轴倾斜。斜盘60有中心孔61，通过该中心孔驱动轴50延伸。斜盘60的中心孔61的直径沿轴向对置的方向从轴向的中间部分到轴向对置端逐渐增大。作为转矩传递件的转动件62被固定到驱动轴50，其被保持通过推力轴承64与前壳体16配合。驱动轴50转动时通过铰接机构66斜盘60随驱动轴50转动。铰接机构66引导斜盘60以便其轴向和倾斜运动。铰接机构包括一对固定在转动件62上的支承臂67，导向销69，斜盘60的中心孔61和驱动轴50的外圆周面；导销69在斜盘60上形成并可滑动地与支承臂67上形成的导向孔68配合。应注意斜盘60构成驱动件，以便驱动活塞14，而旋转驱动轴50，汽车发动机形式的驱动源，铰接机构66形式的扭矩传递装置相互配合构成驱动装置的主要部分。

活塞14包括与斜盘60接合的接合部70和头部72，头部72与接合部70整体形成并装在相应的缸孔12中。接合部70有其中形成的槽74，斜盘60通过一对半球滑块76保持与槽74接合。半球滑块76被保持在槽74中，从而滑决76以其半球表面滑动地与接合部70接合而以其平表面可滑动地与钭盘60的对置面的径向外部接合。活塞14的构形将详细说明。

斜盘的转动通过滑块76转换成活塞14的线性往复运动。当活塞14从上死点移动到下死点，即活塞吸入冲程时，吸入腔22中的冷却气体通过吸入孔32和吸入阀34吸入加压腔79。当活塞14从下死点运动到上死点，即活塞14在压缩冲程时，加压腔79中的冷却气体由活塞14压缩。压缩冷却气体通过排出孔36和排出阀38排入排出腔24。反作用力沿轴向作用在活塞14上，结果在加压腔79的冷却体被压缩。前壳体16通过活塞14，斜盘60，转动件62和推力轴承64接受压缩反作用力。

如图2所示，活塞14的接合部70具有整体形成的防止转动部78，其被设置接触前壳体16的内圆周表面以便防止活塞14围绕其中心线转动。

气缸体10具有在其上形成的供应通道80，用于在排出腔24和曲轴腔86之间连通；曲轴腔86在前壳体16和气缸体10之间形成。供应通道80连接到螺线管操纵的控制阀90，以控制由轴腔86的压力。螺线管操纵的控制阀90包括螺管线圈92和截止发94，截止阀94由于螺管线圈的激励和非激励可选择地关闭和打开。因此，螺管线圈92被激励时截止阀94处在关闭的状态，而螺管线圈92非激励时，截止阀94处在打开的位置。

旋转驱动轴50具有贯穿其上的排放通道100。排放通道100在中心轴承孔56的对置端之一敞开，而在另一端相对曲轴腔86敞开。中心轴承孔56在其底部通过连通孔104与吸入腔22连通。

本斜盘式压缩机是可变容量型的。通过利用作为高压源的排出腔24和作为低压源的吸入腔22的压力差控制曲轴腔86的压力，作用在活塞14前侧的曲轴腔86和加压腔79的压力差可调节，从而可改变斜盘60相对于垂直于驱动轴50的转动轴线的平面的倾斜角，由此，改变活塞的往复冲程(吸入和压缩冲程)，因此压缩机的排出容量可以调节。

如上述，通过控制螺线管操纵的控制阀90以选择地将曲轴腔86连接到排出腔24和使曲轴腔86与排出腔24脱离连接，控制曲轴腔的压力。更具体地说明，当螺线管操纵的控制阀90的螺管线圈92激励时，供应通道80关闭，从而排出腔24中的压缩冷却气体不被送到曲轴腔86。这样，曲轴腔86中的冷却气体通过排放通道100和连通孔104流入吸入腔22，从而曲轴腔86中的压力降低，以便由此增加斜盘60的倾斜角度。由于斜盘60的转动而往复运动的活塞14的往复冲程随着斜盘60倾斜角度的增加而增加，以增加加压腔79容积的变化量，由此，压缩机的排出容量增加。当螺管线圈92非激励时，供应通道80打开，允许压缩冷却气体从排出腔24送到曲轴腔86，从而导致曲轴腔86压力增加；而斜盘60的斜盘角度减小，压缩机的排出容量因此减小。

通过在斜盘60上形成的挡块106与转动件62贴靠接触限制斜盘60的最大倾斜角度，而通过斜盘60与在驱动轴50上固定安装的环式止动件107贴靠接触限制斜盘60的最小倾斜角度。根据包括本压缩机的空调系统上作用的负载，控制装置(未示出)控制螺线管操纵的控制阀90的螺管线圈92。控制装置主要由计算机构成。在本实施例中，供应通道80，曲轴腔86，螺线管操纵的控制阀90，排放通道100，连通孔104和控制控制阀90的控制装置相互配合构成曲轴腔压力控制装置或斜盘角度调节装置的主要部分，曲轴腔压力控制装置用于控制曲轴腔86中的压力，斜盘角度调节装置用于控制斜盘60的倾斜角度(用于调节压缩机的排出容量)。

气缸体10和每一活塞14由铝合金构成活塞14的外圆周表面有氟树脂膜涂层，其防两者之间咬住，并且能够使活塞14和缸孔12间的间隙量尽可能地减小。气缸体10和每一活塞14还可由铝硅合金构成。其它的材料也可用于气缸体10，每一活塞14和涂层膜。

下面说明活塞14的构形。

远离头部72的活塞14的接合部70具有U形截面，如图2所示。接合部70有形成U形底部的基部108和一对大体平行的臂部110，112，臂部110，112沿垂直于活塞14轴线的方向自基部108伸出。接合部70端部U形的两个对置侧壁有各自凹槽114，凹槽114相互对置。由部分球形内表面形成每一凹槽114。一对滑块76与斜盘60径向外部的对置表面保持接触并且容纳在相应的部分球形的凹槽114中。因此，接合部70通过滑块76与斜盘60滑动接合。

活塞14的头部72在臂部112的侧面与接合部70整体形成，它包括圆柱形本体部116和封闭件118，本体部116在对置端之一并在远离接合部70的臂部112的一侧敞开，封闭件118固定到本体部116上以便封闭本体部116的敞开端。本体部116有内圆周表面120，它被分为两部分，即，在敞开端一侧的大直径部分122和远离敞开端的小直径部分124，两个部分相互配合形成肩部126。邻近敞开端本体部116外圆周表面的轴向部分处形成有圆周槽128，润滑油可流入该槽中以保证活塞14在缸孔12内平滑地往复运动。

封闭件118为大体盘形构件，它有圆形板部130和环形固定凸起132，凸起132从板部130的对置端面(内端面)之一突出并且具有小于板部130的直径。圆形板部130可被称为大直径部分而环形固定凸起132可被称为小直径部分。肩部134在圆形板部130和环形固定凸起132之间形成。封闭件118有限定环形固定凸起132的圆形凹槽138并且在固定凸起132的端面136上敞开，减小封闭件118的重量。封闭件118装在本体部116的内圆周表面120上，从而封闭件118的肩部134与本体部116的端面140保持接触，而封闭件118的环形固定凸起132的端面136与肩部126保持接触，肩部126在本体部116内圆周表面120的大直径部分122和小直径部分124之间形成。在这样的状态下，封闭件118的固定凸起132的外圆周表面与本体部116内圆周表面120的大直径部分122配合。封闭件118经焊接固定到本体部116上。活塞14端面部分地限定加压腔79，结果活塞14压缩冲程时加压腔79中的冷却气体被压缩；作用在活塞14端面上的压缩反作用力由封闭件118的肩部134与本体部116的端面140贴靠接触部分和封闭件118的固定凸起132的端面136与本体部116的肩部126贴靠接触部分以及本体部116和封闭件118的被焊接固定的接触圆周表面承受。在图2中，本体部116的圆柱形壁的厚度被夸大以便于理解。

上述结构的两件活塞14由图3所示的单个坯料160制造。用于制造两个活塞14的坯料160有本体件162，两个封闭件164固定到本体件162的相应的对置开口端。本体件162有成对接合部166和两个圆柱形中空头部168，头部168与成对接合部166整体构成形以便两个圆柱形中空头部168从成对接合部166的对置端沿相反的方向伸出。成对接合部166有两个接合部165，它们串联形成并相互整体构成，而且提供两个单头活塞14的相应的两个接合部70。两个中空头部168的每一个在其中之一的对置端被封闭，该端是在成对接合部166的一侧上，而其在另一端敞开。两个头部168互相同心。可认为本体件162包括两个本体件，每一本体件有单个接合部165和单个头部168，两个本体件在接合部165一侧以其端部互相连接，从而两个头部168互相同心，而且每一头部168在远离接合部165的对置端的其中之一敞开。

本体件162的每一头部168有内圆周表面170，其分为两个部分，即，敞开端一侧上的大直径部分172和远离敞开端的小直径部分174，两个部分相互配合形成其间的肩部176。肩部176提供活塞14的肩部126。头部168的端面178提供活塞14的本体部116的端面140。除对应于大直径部分172的轴向端部之外，头部168具有1.5mm的圆柱形壁的厚度。两个接合部165的每一个包括起活塞14的基部108作用的基部182和起活塞14的臂部110、112作用的一对对置的平行臂部184、186。每一过桥部180连接臂部184、186的内表面以便加强接合部165并由此增加本体件162的刚性。每一过桥部180起增强部的作用，其保护本体件162防止由于热产生的变形。

两个封闭件164在结构上与图4所示的封闭件相同。与封闭件118一样，每一封闭件164包括圆形板部190和环形固定凸起192，凸起192从圆形板部190的对置端面(内端面)之一突出。肩部194在圆形板部190和环形固定凸起192之间形成。封闭件164有圆形凹槽196，其限定环形固定凸起192并在固定凸起192的端面195上敞开。肩部194和封闭件164的凹槽196分别提供封闭件116的肩部134和凹槽138。每一封闭件164的圆形板部190有夹持部200，它形成在其外端面的中心部，该外端面与形成有环形固定凸起192的内表面对置。夹持部200具有圆形截面，并有顶尖孔202。圆形板部190和封闭件164的固定凸起192有与圆形板部130和封闭件116的固定凸起132相同的尺寸关系；将给予详细的说明。

在本实施例中，通过无孔压铸最初制造图4所示的整体前身204，如参考图4-6更详细的描述，从而获得活塞14的本体件162的坯料160和活塞14的两个封闭件164。整体前身204由铝合金金属材料构成。整体前身204的无孔压铸为形成活塞14的坯料160的步骤的初始部分。如图4所示，整体前身204包括提供坯料160本体件162的第一部分205A和提供相应的两个封闭件164的一对第二部分205B。为便于理解，本体件162的每一头部168的圆柱形壁的厚度在图4中被夸大。在整体前身204中，两个第二部分205B与第一部分整体形成。两个第二部分205B的每一个包括封闭件164和连接部206，连接部206将第二部分205B连接到第一部分205A的一部分，该部分提供本体件162的相应接合部165的臂部184。连接部206在臂部184的远端和封闭件164的圆形板部190的外圆周表面之间延伸。因此，第一部分205A和一对第二部分205B互相整体形成。

下面将说明使用无孔压铸方法，同时使用图5示意表示的压铸装置210，制造单头活塞的坯料160和两个封闭件164的方法。

在本发明中使用的压铸装置210包括一对半模218、220和一对活动芯222、223，半模218、220由该装置的主体(未示出)携带，活动芯222、223设置在两个半模218、220中，从而图4双点划线所示的活动芯222、223可相对半模218、220滑动地移动。两个半模218、220有各自的型面224、226，它们与活动芯222、223的外圆周面配合形成型腔212。熔化的铝合金被引入型腔212以形成坯料160。半模218是固定的，而半模120相对于固定的半模218是活动的。两个半模218、220的接触面214、216限定分型面219，两个半模218、219在分型面处靠紧在一起，并通过适当的移动装置(未示出)使其相互分离，以便活动半模220从固定半模218分离开。

如图6所示，分型面219包括坯料160的中心线，其通过大体圆柱形头部168的中心并且平行于臂部184。186自接合部165的基部182延伸的方向。如图4双点划线所示，型腔212包括第一型腔部227和两个第二型腔部228，第一型腔部227用于形成提供本体件162的第一部分205A，第二型腔部228用于形成提供两个各自的封闭件164的一对第二部分205B。第一型腔部227和每一第二型腔部228通过连接通道206相互连通，连接通道229对应于上述连接部206，连接部206在第一型腔部227和对应的第二型腔部228之间延伸。

活动芯222、223设置在有两个半模218、220的铸模210内，以便使用适当的驱动装置(未示出)使其前进进入和退出铸模210。驱动活动芯222、223的驱动装置包括，例如，液压操纵缸。图4双点划线所示的活动芯222、223沿平行于本体件162的中心线方向以及垂直于上述分型方向的方向滑动移动。每一活动芯222、223可在前进位置和退出位置之间移动；在前进位置，每一活动芯222、223的外圆周面与两个半模218、220的型面224、226相互配合形成型腔227；在退出位置，每一活动芯222、223的前端部位于铸模的外侧。每一活动芯222、223的前端部具有提供头部168内圆周面的构形。每一活动芯222、223的外圆周面分为两个部分，即，大直径部分234和小直径部分236；大直径部分234的直径对应于头部168的大直径部分的直径，小直径部分236的直径对应于头部168的小直径部分的直径。为容易理解，头部168的圆柱形壁的厚度在图6中被夸大。

如图5所示，型腔212的下端经横浇道240保持与套筒246连通。套筒246设有氧气进口242和熔化金属进口244。横浇道240具有在型腔212一侧上对置的敞开端之一处设置的门(未示出)。这一门有小于横浇道240其它部分的直径。横浇道240在另一敞开端与套筒246保持连通。氧气进口242设在套筒246中，这样它比熔化金属进口244更接近铸模210定位。氧气进口242通过氧气供应通道243选择地连接和不连接到氧气供应装置或氧气供应源(未示出)。熔化金属(在本实施例中为熔化铝合金)通过熔化金属进口注入套筒246。套筒246是延伸通过固定半模218的圆柱形构件，从而远离型腔212的对置端部之一位于铸模210的外侧。氧气进口242和熔化金属进口244设置在位于铸模外侧的套筒246的上述一端部的一侧。冲头252滑动地装在套筒246中，冲头252在冲杆250一端形成并具有大于冲杆250的直径。冲杆250固定到液压操纵缸(未示出)形式的冲杆驱动装置的活塞上，以便冲杆250与活塞一起移动。上述氧气供应装置，冲杆驱动装置，铸模移动装置和包括活动芯驱动装置的压铸装置由未示出的控制装置控制。当冲头252处在图5A所示的退出位置时，熔化金属进口244打开以便允许熔化金属流入套筒246。

当冲头252处在图5A的退出位置时，两个半模在分型面219处贴靠在一起，从而两个半模218、220被禁止相对移动。在这种情况下，每一活动芯222、223前进进入两个半模218、220，顺序地，冲头252前进通过熔化金属进口244并在其达到氧气进口242之前停止在前进位置，如图5B所示，这样在铸模中形成的型腔212被禁止与大气连通。在这种状态下，作为反应气体的氧气通过氧气进口242提供填充型腔212。因此，型腔212中的空气被氧气代替。尔后，冲头252置于退出位置，氧气通过氧气进口242供入套筒246，如图5C所示。在这种状态下，熔化金属经熔化金属进口244引入套筒246。随后，冲头252以高速向铸模210前进，从而套筒246中的熔化金属水平面升高，由此，熔化金属被引入横浇道240，然后，通过在横浇道240端部提供的窄门注入型腔212。型腔214中的氧气与铝反应，由于缺少氧气，型腔214处于真空状态，因此可防止空气，特别是氮气，存于熔化金属中。

在本实施例中，熔化金属经横浇道240沿图4箭头A指示的方向流入型腔212。根据这一设计，提供整体前身204的每一第二部分205B的每一第二腔部228提供封闭件164，第二腔部228较接近铸模进口定位，熔化金属通过该进口注入型腔212。另外，每一第二腔部228与第一腔部227的一部分连通，该部分对应于具有比中空头部168大的多的壁厚的接合部165。因此，熔化金属可容易地从第一腔部227流入到第二腔部228中，形成提供每一封闭件164的第二部分205B，从而有助于形成前身204的每一第二部分205B。熔化金属还可有效地流过第一腔部227，第一腔部227由型面224、226和活动芯222、223的外圆周面并在其间限定，其具有对应于头部168的小圆柱形壁的厚度的较小径向尺寸。每一活动芯222、223的外圆周面提供头部168的内圆周面。

由于熔化金属经窄门薄雾状地注入型腔212，熔化金属与氧气反应后迅速冷却，固化的坯料160具有较大厚度的冷硬层。由传统压铸方法形成的冷硬层一般具有大约20μm厚度，而由本无孔压铸方法形成的冷硬层具有40-50μm范围的厚度。冷硬层的特点在于初晶或α相(先供晶)和供晶硅互相的结晶比不连续改变。由于冷硬层具有高数值的硬度和强度，作为坯料160表层部分的冷硬层的存在有效地增加了头部168的强度，同时减小其壁厚。

熔化金属注入型腔212后一段预定时间活动半模220与固定半模218分离，活动芯222、223从坯料160的形成的头部168退出。然后，坯料160的成形的整体前身204从固定半模218拆除。随后，通过切掉连接部206，两个封闭件164的两个第二部分205B从本体件162的第一部分205A切掉。因此，获得本体件162和两个封闭件164。

如图3所示，每一封闭件164被固定到中空头部168的敞开端以形成活塞14的头部72，而封闭件164的环形固定凸起192与头部168的大直径部分172接合。封闭件164插入中空头部168以便封闭件164的肩部194与头部168的环形端面178保持贴靠接触，而头部168的肩部176与封闭件164的固定凸起192的环形端面195保持贴靠接触。这样，本体件162(坯料160)和封闭件164都由无孔压铸方法成形，而成形的头部168具有减小的圆柱形壁的厚度，头部168重量减小而不需预先的机械加工操作，如对内圆周面170的切削和磨削加工，从而降低了单头活塞14坯料160的制造成本。在本实施例中，封闭件164可装在本体件162上而不需对每一头部168的内圆周面进行机械加工。如需要，每一头部168的内圆周面170可在接近固定封闭件164的敞开端的轴向端部进行机械加工。另外，除了上述轴向部分之外，内圆周面的其它部分可进行机械加工。在任何情况下，进行机械加工的内圆周面的面积较小，从而减小了活塞制造成本。

如上述，两个封闭件164固定地装在本体件162的各自敞开端部分之后，可分别对于提供两个活塞14的头部72的中空头部168的外圆周面和封闭件暴露的外圆周面进行机加工。这样的机加工可在车床上进行，坯料160在封闭件164的其夹持部200处由卡盘夹持，坯料160与两个与顶尖孔202接合的顶尖对中，而本体件162和两个装在本体件162的封闭件164的组件由适当的转动驱动装置通过卡盘转动。

然后，本体件162中空头部168的外圆周面和封闭件164的外圆周面涂覆适当的材料，如聚四氟乙烯薄膜。进行机加工从封闭件164的外端面切掉夹持部200，并对中空头部168和封闭件164的涂层外圆周面进行无心磨削加工，从而形成提供两个活塞14的头部72的两个部分。在下个步骤中，在成对接合部166的两个过桥部180附近进行切削加工以形成容纳活塞14的滑块76的凹槽114。因此，提供两个活塞14的接合部70的两个部分在成对接合部166处形成。最后，成对接合部166的轴向中心部被切削加工将坯料160切成两件，它们提供相应的两个单头活塞14。

根据本实施例，活塞具有高强度，同时由于减小头部168的圆柱形壁的厚度其重量减轻。每一封闭件164装在远离接合部165的头部168的敞开端。活塞14在往复运动时承受沿垂直于活塞14中心线的方向来自斜盘60的侧向力。装在缸孔12的活塞14的头部72相对其中心线趋于倾斜。在这种情况下，头部72在接合部70一侧上的头部一端处以较大的力与形成缸孔12的气缸体10的内表面接触。另外，作用在活塞14上的弯曲运动在上述接合部70一侧上的头部一端处特别大。根据本发明制造坯料160时，头部168的一端与接合部165整体形成，而头部168的另一端固定地与封闭件164接合；上述头部168的一端以较大的接触力与形成缸孔12的气缸体10内表面接触并且承受较大的弯曲运动；头部168的另一端受到减小的接触力和减小的弯曲运动。根据这一设计，活塞具有改进的耐用性。

还可以设置分型面，它由铸模的两个半模218、220限定，铸模用于压铸两个单头活塞的坯料。例如，分型面可平行于包括通过头部168的中心的坯料160的中心线的平面，并且垂直于自基部182的臂部184，186延伸方向。在这种情况下，分型面通过接合部165的一部分，其具有沿垂直于臂部184、186延伸方向的方向测量的最大尺寸。

在所示实施例中，其中，包括第一部分205A和两个第二部分205B的整体前身204最初形成，两个封闭件164的两个第二部分205与本体件162的坯料160的第一部分一起同时形成。尔后，整体前身204被切削以提供本体件162和两个封闭件164，两个封闭件164被固定到本体件162上。随后，通过在两个臂部184之间的位置切割本体件162，从坯料160生产出两件单头活塞14。由于本体件162和两个封闭件164的整体前身204在一个压铸步骤中形成，压铸活塞14的制造成本可明显地降低。然而，无孔压铸可分开形成本体件162和两个封闭件164。另外，通过将封闭件固定到有头部和接合部的单个本体件可制成单个活塞。这样，封闭件的前身可与本体件的前身整体压铸，或者，封闭件与本体件分开成形。替换地，仅封闭件可被锻造成形。如果封闭件具有简单的构形，通过对可商业获得的普通圆柱形构件进行机加工来生产封闭件。

在所示实施例中，头部168内圆周面分成大直径部分172和小直径部分174，两个部分相互配合形成其间的肩部176。然而，头部168的内圆周面可在头部168的整个轴向长度上具有恒定直径，而没有这样的肩部。这样，封闭件164固定到头部168以便封闭件164的肩部194与头部168的环形端面保持贴靠接触。

封闭件的构形没有特别限定。例如，每一封闭件为圆形板，它与头部168的内圆周表面170接合，从而对置端面之一与头部168的肩部176保持贴靠接触。

封闭件借助激光焊接到活塞坯料本体件上。另外，封闭件和本体件还可借助除激光焊接之外的任何适当手段结合在一起。例如，封闭件通过使用黏合剂或具有低于那些构件的低熔点合金，如软焊或硬焊材料连接，将封闭件固定到本体件。另外，通过敛缝或螺钉可将封闭件固定到本体件。替换地，在两个构件之间利用摩擦接触或者塑料流可将封闭件固定到本体件上。另外，封闭件还可压配合在本体件中。上述方法也可结合采用。

在所示实施例中，本体件和封闭件由铝合金制成。但是，这些构件也可由其它金属材料如镁合金制成。

使用活塞14的斜盘式压缩机的结构并不限于图1的结构。例如，螺线管操纵的控制阀90不是必须的。压缩机可采用截止阀，根据曲轴腔86和排出腔24之间的压差机械地打开和关闭该截止阀。除螺线管操纵的控制阀90之外，在排放通道100中可设置类似于控制阀90的螺线管操纵的控制阀，或者由其代替控制阀90。另外，可提供一截止阀，根据曲轴腔86和吸入腔22之间的压差机械地打开或关闭该截止阀。

仅为举例的目的，上面描述了本发明的优先实施例，可以理解对于本领域普通技术人员，本发明还可体现为各种变型和改型，如在本

发明概述中所述那样。

Claims (7)

1、一种制造旋转斜盘式压缩机活塞的方法，该活塞包括滑动地装在压缩机缸孔(12)中的头部(72)和与压缩机的斜盘(60)接合的接合部(70)，上述方法包括下面步骤：

通过无孔压铸方法形成一坯料(160)，上述坯料包括中空圆柱形头部(168)和接合部(165)，中空圆柱形头部(168)对应于上述头部并具有一封闭端和一敞开端，接合部(165)对应于上述接合部并在上述封闭端与上述中空圆柱形头部整体形成；和

将封闭件(164)固定到上述坯料的中空圆柱形头部，以便封闭上述敞开端，由此，提供上述活塞的头部。

2、按权利要求1的方法，其特征在于，还包括准备铸模(210)的步骤，该铸模(210)包括两个限定一分型面的半模(218、220)，该分型面包括上述中空圆柱形头部的中心线，至少在提供上述中空圆柱形头部的上述半模的一部分中，上述铸模设置活动芯(222、223)，该活动芯可沿平行于上述圆柱形头部的中心线的方向移动并且提供上述圆柱形头部的内圆周面(170)。

3、按权利要求1的方法，其特征在于，上述中空圆柱形头部有不大于1.8毫米的圆柱形壁的厚度。

4、按权利要求1的方法，其特征在于，上述形成上述坯料的步骤包括形成两个本体件的步骤，每一本体件具有上述接合部和上述中空头部，上述两个本体件在上述接合部一侧上的其端部处整体地相互连接，从而上述两个本体件的中空圆柱形头部互相同心，并且上述两个本体件的每一上述中空圆柱形头部在远离上述接合部的其中之一的对置端处是敞开的。

5、按权利要求1的方法，其特征在于，上述头部的内圆周表面的至少一部分不被机械加工。

6、按权利要求1的方法，其特征在于，上述形成坯料(160)的步骤包括通过使用一铸模(210)无孔压铸形成整体前身(204)的步骤，整体前身(204)包括提供上述坯料(160)的第一部分(205A)和提供上述封闭件(164)的第二部分(205B)，上述铸模(210)具有一型腔(228)，该型腔(228)包括用于形成上述整体前身的第一部分的第一腔部(227)和用于形成上述整体前身的第二部分的第二腔部(228)，上述第一和第二腔部相互保持连通。

7、按权利要求6的方法，其特征在于，上述第二腔部(228)与上述第一腔部(227)的一部分保持连通，而该部分对应于上述坯料(160)的上述接合部。

Images