CN1392344A

CN1392344A - 制造压缩机的支承垫块的方法

Info

Publication number: CN1392344A
Application number: CN02123362A
Authority: CN
Inventors: 富田正伸; 向井孝光; 三浦康弘
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2001-06-15
Filing date: 2002-06-17
Publication date: 2003-01-22
Also published as: BR0202259A; US20030014148A1; KR20020096858A; EP1267074A3; EP1267074A2; JP2003001363A; US6748654B2

Abstract

通过切割工艺S1将线材1切割成分割件，各分割件的体积近似等于所要的支承垫块11的体积。锻压工艺S2接下来通过三个分别具有内腔13c，23d，33e的锻压模13，23，33对切割件进行锻压，得到钢球8。通过精整工艺S3从钢球8得到未热处理的支承垫块状的材料10。然后对得到的材料10进行热处理，因而得到压缩机的支承垫块11。根据上面的工艺，可以缩短压缩机支承垫块的制造时间，还可以减少制造支承垫块的成本。

Description

制造压缩机的支承垫块的方法

技术领域

本发明涉及一种制造压缩机的支承垫块的方法。

背景技术

压缩机，如压缩制冷剂气体的压缩机，固定在车辆空调机或类似设备中的制冷回路中。例如，已知的可变排量型旋转斜盘压缩机具有多个在汽缸体91上形成的汽缸孔91a，如图10所示。活塞92设置在各个汽缸孔91a中并能够进行往复运动。另外，旋转斜盘93支撑于图中未显示的驱动轴，可使旋转斜盘93与驱动轴同步转动并相对驱动轴倾斜。在旋转斜盘93的两侧，旋转斜盘93和各活塞92之间设置了一对支承垫块94。如图11所示，各支承垫块94的上表面形成了球形表面部分，表示为球形表面部分94a。支承垫块94的下表面形成近似的平面表面，表示为平面表面部分94b。圆柱形部分94c在上部和下部之间的中部形成并带有圆整部分R。

在具有上述结构的压缩机，旋转斜盘93与驱动轴同步转动并相对驱动轴倾斜运动，斜盘93的旋转运动经支承垫块94转变为活塞92在汽缸孔91a内的直线往复运动，如图10所示。根据这些运动，在活塞92的首端进行制冷剂的吸入、压缩和排出。在工作期间，各个支承垫块94的球形表面部分94a在活塞92的球形表面承座92a的表面上滑动，支承垫块94的平面表面部分94b在旋转斜盘93的表面上滑动。因此，要求支承垫块94具有高尺寸精度和小表面粗糙度，以便可以有平滑的滑动。

传统上，支承垫块94经过下面的切割工艺、锻压工艺和精整工艺进行制造。切割工艺

如图12所示，首先提供根据钢号为SUJ2(日本工业标准(JIS)G4805)的高碳铬合金轴承钢制成的线材70。通过切割工艺S90线材70切割成小段得到分割件71。锻压工艺

接下来，在锻压工艺S91，各分割件71用下模95a和上模95b进行锻压，通过带有一个内腔95c的锻压模95，形成如图13所示的钢球。结果是，得到带有轻微飞边的近似球形的钢球72，如图14所示。精整工艺

然后，进行下面的精整工艺S92，如图12所示。首先，在飞边清除(清理毛刺)工艺S92a，通过将钢球72夹在两个转动的铸造板(未显示)之间清除飞边(毛刺)，并通过转动铸造板得到清除了飞边的的钢球73。

其后，在热处理工艺S92b，进行淬火和回火得到经热处理的球74。

在模削工艺S92c，经热处理的球74用类似于上面解释的铸造板进行研磨，研磨是周旋转磨石进行的，因而得到磨光的球75。通过这种方式得到的磨光的硬球75也可以用作滚动轴承的球。

然后，磨光的球75通过退火工艺进行退火，因而得到退过火的球76，其硬度稍低于磨光球75的硬度，并可清除内部的变形。

然后，在旋转磨削工艺S92e，将退过火的球76和泥浆放入旋转研磨机(未示出)一起转动。结果是，退火的球76互相接触并互相研磨使这些钢球的表面出现光泽，黏附在这些球表面上的污迹被清除。

接下来，在清洁工艺S92f，进行超声波清洗，清除沾在表面上的轻度污渍，然后进行目视检察工艺S92g。在耐腐蚀处理工艺S92h对球涂复耐腐蚀层。结果是，得到了具有真球形的原球。

在压制工艺S92i，对原球77进行压制得到支承垫块形状的材料78。

接下来，在热处理工艺S92j进行淬火和回火。然后，在精磨工艺S92k，对支承垫块形状的材料进行研磨得到形状和表面粗糙度满足标准的支承垫块。该支承垫块形状材料在清洗工艺S921进行进一步清洗，并在干燥工艺S92m进行干燥，最后得到压缩机的支承垫块94。

传统的制造方法，采用了飞边去除工艺S92e，因此，磨削工艺S92c和旋转磨削工艺S92e是必要的。在锻压工艺S91中是通过由下模95a和上模95b组成的锻压模S91得到钢球72，故得到希望的形状很困难。

因此，分割件71具有比所要的支承垫块的体积稍大的体积。分割件71带有飞边(毛刺)72a。由于在锻压模95的上模95b和下模95a之间形成很小的缝隙，飞边就发生在这个缝隙。所得到的带有飞边72a的钢球是设置飞边去除工艺S92e，磨削工艺S92c和旋转磨削工艺S92e的原因。由于这些工艺，原球77体积的偏差得到减小。具有与所要的支承垫块94体积相同的原球77在压制工艺S92i进行压制。结果是，支承垫块形状的材料78具有恒定的体积，最终得到的压缩机的支承垫块94具有很高的尺寸精度。经过热处理工艺S92j和精磨工艺S92k后，所得到的支承垫块94具有很小的表面粗糙度。

然而，根据上述传统的制造方法，支承垫块94是通过先制造原球77，从原球77制成的。

换句话，根据传统的制造方法，钢球72在锻压工艺S91之后，还要经过许多工艺，包括飞边去除工艺S92a，热处理工艺S92b，磨削工艺S92c，退火工艺S92d，和旋转磨削工艺S92e。原球77通过上述工艺得到。此后，原球77还要经过压制工艺S92i，使原球77变形得到材料78。材料78然后经过热处理工艺S92j和最后磨削工艺S92k。因此，对线材70要进行非常大量的工艺过程。这些工艺过程所需的时间又长，因此成本很高。

发明内容

考虑到上述问题开发了本发明。因此，本发明的目的是提供一种制造压缩机的支承垫块装置和方法，该方法可减少制造时间和能够减少制造成本。

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提出了制造压缩机的支承垫块制造方法，其包括：通过切割工艺切割钢线材得到分割件；通过锻压工艺对各分割件进行锻压得到钢球；和通过精整工艺从所述钢球得到压缩机的支承垫块状，其中，通过切割工艺将所述钢线材切割成体积近似等于所要的支承垫块体积的分割件，所述锻压工艺接下来通过分别具有三个或更多内腔的锻压模对所述切割件进行锻压，通过精整工艺从钢球得到未热处理的支承垫块状材料，然后对得到的材料进行至少一次热处理，因而得到压缩机的支承垫块。

根据本发明的上述方面，在制造压缩机的支承垫块的方法中，切割工艺将钢线材切割成分割件，其体积近似等于所要的支承垫块的体积。因此，通过锻压工艺得到的钢球没有带有飞边这样的多余部分。另外，根据这个制造方法，锻压工艺接下来通过带有三个或更多的内腔的锻压模对分割件进行锻压。因此，分割件在锻压工艺的各个步骤中发生很小的变形，很少出现飞边。因此不再需要传统的飞边去除工艺。

另外，根据该制造方法。精整工艺中从钢球得到支承垫块形状材料的步骤不包括热处理工艺。因此，传统上对钢球进行的热处理工艺就不需要了。如果传统上热处理是在氧气氛中进行，在该热处理工艺后面的模削工艺也不需要了。由于可以省略传统的热处理工艺和后面的模削工艺，传统的退火工艺也就不需要了。至少，对通过这种方式得到的材料要进行一次热处理，最后得到压缩机的支承垫块。因此，可以通过对线材进行数量不多的工艺过程来得到支承垫块。进行可以省略的这些工艺的设备以及消耗品也就不再需要了。

因此，根据该制造方法，可以缩短制造所需时间，还可以减少制造成本。由于工艺的数量减少了，还可能防止能源的浪费。

另外，根据本发明的第二方面，上述锻压工艺包括：第一工艺，其通过在各个分割件的两个端表面和一外周表面上形成连续的曲面从而提供第一材料；第二工艺，其通过将所述第一材料成形为圆桶状第二材料从而提供第二材料；和第三工艺，其使所述第二材料成形为近似球形的钢球。根据本发明的发明人进行的实验，钢球上完全没有飞边。

另外，根据本发明的第三方面，上述第一工艺包括：通过在各个分割件的一个端表面和一外周表面上形成连续的曲面从而提供所述第一材料的一端表面锻压过程，和通过在各个分割件的另一端表面和一外周表面上形成连续的曲面从而提供所述第一材料的另一端表面锻压过程，其中所述一端表面锻压过程和所述另一端表面锻压过程使用了同一锻压模内腔。在这种情况下，在对分割件进行完一端表面锻压过程后，将此分割件倒过来，对此分割件进行另一端表面锻压过程。通过这种方式完成了第一工艺。根据这种方式，利用同一锻压模的内腔，可以在各分割件的一端部表面，另一端部表面和外周面形成连续的曲面。因此，使锻压模容易制造。结果是，锻压模的制造成本很低，因此降低了支承垫块的制造成本。

附图说明

现在，通过参考附图并通过对下面的优选实施例的介绍，对本发明进可有更详细的了解。

图1是根据本发明实施例的工艺流程图；

图2是分割件的透视图；

图3是处于分割件插入此模具状态的锻压模的部分剖视图；

图4是第一材料的侧视图；

图5是锻压模的部分剖视图；

图6是第二材料的侧视图；

图7是锻压模的部分剖示图；

图8是钢球的侧视图；

图9是使钢球形成支承垫块状材料的锻压模的部分剖视图；

图10是设置了根据对比示例和实施例的支承垫块的压缩机的主要部分的剖视图；

图11是根据对比示例和实施例的支承垫块的侧视图；

图12是根据对比示例和传统示例的工艺流程图；

图13是根据对比示例和传统示例的锻压模的部分剖视图；

图14是根据对比示例和传统示例的钢球的侧视图。

具体实施方式

下面将参考附图对本发明的实施例和对比示例进行说明。《实施例》切割工艺

根据制造实施例的压缩机的支承垫块的方法，首先提供钢号为SUJ2(JIS G4805)的高碳铬合金轴承钢的线材1，如图1所示。进行切割工艺S1将线材1切割成体积与所要支承垫块11的体积近似相同的分割件2。通过这种方式，得到具有一端表面2a和另一端表面2b的圆柱形分割件2，如图2所示。锻压工艺

接下来，进行如图1所示的锻压工艺S2。为进行锻压准备了分别在图3、图5和图7显示的三个锻压模13、23、33。这些锻压模13、23、33具有下模13a、23a和33a和可分别相对下模12a、23a和33a移动的上模13b、23b、33b。下模13a、23a和33a和上模13b、23b，33b分别具有内腔13c、23d和33e。

首先，在图1所示的第一工艺S2a的一端表面锻压工艺S2aa中，图3所示的锻压模13形成内腔13c，下模13a构成另一端表面2b和外周表面，上模13b构成一端表面2a。当分割件2在此内腔13c中进行锻压时，切割件2的一端表面2a和外周表面形成连续的曲面，分割件2的一端表面2a圆整形成圆部分R。在这种情况下，上模13b的作用是在分割件2的一端表面23a形成曲面。因此，没有必要使上模13b非常接近要连接的下模13a。

其后，在图1所示的第一工艺S2a中的另一端表面锻压工艺S2ab，一端表面2a已经圆整成为圆部分R的分割件2倒过来。然后，另一端表面2b在同一锻压模13和同一内腔13c中进行锻压。在这种情况下，上模13b不是非常接近下模13a也可以形成曲面。另一端表面2b的外周以类似的方式圆整。工艺2a以这种方式完成。其结果是，得到具有第一端部表面2a和圆整成圆部分R的另一表面2b的第一材料4，如图1和图4所示。

在图1所示的第二工艺S2c中，第一材料4在具有圆桶状内腔32d的锻压模23中进行锻压，圆桶状为中部有膨鼓状外周表面，如图5所示。结果是，得到如图6所示圆桶状的第二材料6。在这种情况下，内腔23d的体积最好与所要的支承垫块11的体积完全相同或稍大。构成锻压模23的上模23b和下模23a之间不能形成的精确平滑的连接，在其间形成小缝隙，因此，最好要防止由于膨胀在缝隙中可能产生飞边(毛刺)的因素。具有接近球形形状的圆桶状第二材料的外周表面上不出现飞边。

在图1所示的第三工艺S2d中，圆桶状第二材料6在具有球形内腔33e的锻压模33中进行锻压，如图7所示。结果，得到具有近似球形的钢球8，如图8所示。以这种方式完成锻压工艺S2。在这种情况下，内腔33e的体积最好与所要的支承垫块11的体积完全相同或稍大。当具有圆桶状的第二材料变成具有近似球形形状的材料时，变形的量很小。因此，可产生飞边的因素变的更小。在钢球8上不发生飞边，除了在中部有非常小的带状凹槽。精整工艺

在精整工艺S3，进行下面的工艺，如图1所示。

首先，在旋转磨削工艺S3a，钢球8和泥浆放入旋转研磨机(未显示)，一起进行旋转。其结果是钢球8互相接触，并互相圆整。使这些球增加了光泽，黏附在这些球表面上的污迹被清除。

另外，在超声波清洗工艺S3b中，进行超声波清洗，以清除黏附在球表面上的轻微的污迹，之后进行目视检查工艺S3c。在耐腐蚀处理工艺S3d，对球形表面设置耐腐蚀涂层。结果是得到球形材料9。

在压制工艺S3e，对球形材料9进行压制得到具有支承垫块形状的材料10。换句话，球形材料9是通过构成压模12的下模12a和上模12b进行压制，如图9所示。在这种情况下，构成对应于支承垫块11的球形表面部分11a的部分的上模12b和构成对应于平面表面部分11b的部分的下模12a是分开的。即使在钢球8上出现非常小的带状凹槽，这种凹槽也是在球形表面部分11a和平面表面部分11b之间的圆柱形部分11c上形成。因而，在钢球8制成压缩机的支承垫块后，不会成为在活塞92的球形表面承座92a上或在倾斜面板93上滑动的滑动部分，如上所解释的。因此，该部分不会影响滑动。

另外，支承垫块形状的材料10经过热处理工艺S3f进行淬火和回火。然后，进行精磨工艺S3g，清洁工艺S3h，和干燥工艺S3i。结果得到压缩机的支承垫块11。《比较示例》

在比较示例的制造方法中，压缩机的支承垫块94通过图12所示的压缩机的支承垫块的传统制造方法来制造。

实施例的制造方法可以与比较示例的制造方法进行比较。从这些制造方法得到的支承垫块11和94互相可以作如下比较。根据实施例的制造方法，线材1在切割工艺S1被切割成各自体积与所要支承垫块11的体积近似于相同的分割件2。因此，在锻压工艺S2得到的钢球8上不容易产生多余部分如飞边。特别是，根据实施例的方法，采用分别具有内腔13c、23d、和33e的锻压模13、23、33。钢球8在锻压工艺S2分为四步制造。在此钢球8上不会发生飞边72a，虽然在对比示例中通过只有一个内腔95c的锻压模95制成的钢球72上可辩认出飞边72a。因此，虽然在实施例中没有对球形材料9进行飞边去除(去除毛刺)工艺和磨削工艺，球形材料9能够具有比较示例中的支承垫块94所要求的体积。

另外，根据实施例的制造工艺与比较示例不同之处在于，由于没有进行热处理工艺和退火工艺。可以通过对线材1进行较少的工艺步骤得到支承垫块1。另外，对于一些可以省略的工艺的装备以及消耗品也不需要。因此可以缩短制造时间，和可以缩短制造成本。当工艺步骤的数量减少时，还可以节省能源。

根据本实施例，锻压工艺S2是通过使用分别设有内腔13c、23d和33e的锻压模13、23、33进行的。代替上述配置，还可以采用一种工艺，其在得到圆桶状第二材料6的第二工艺S2c和得到钢球8的第三工艺S3d之间利用具有分开内腔的分开锻压模进行锻压工艺。根据这种配置，可以将圆桶状材料变形成接近球状的形状。结果是，当压制钢球时可以进一步减小变形量。

尽管已经参考特定的用于说明的实施例对本发明进行了介绍，很清楚对于所属领域的技术人员来说，可以进行许多的改进，只要不脱离本发明的范围和基本概念。

Claims

1.一种制造压缩机的支承垫块的方法，包括：

通过切割工艺切割钢线材得到分割件；

通过锻压工艺对各分割件进行锻压，得到钢球；和

通过精整工艺从所述钢球得到压缩机的支承垫块状，其中，通过所述切割工艺将所述钢线材切割成体积近似等于所要的支承垫块体积的分割件，所述锻压工艺接下来通过分别具有三个或更多内腔的锻压模对所述切割件进行锻压，通过所述精整工艺从钢球得到未热处理的支承垫块状材料，然后对得到的材料进行至少一次热处理，因而得到所述压缩机的支承垫块。

2.根据权利要求1所述制造压缩机的支承垫块的方法，其特征在于，所述锻压工艺包括第一工艺，其通过在各个分割件的两个端表面和一外周表面上形成连续的曲面从而提供第一材料；第二工艺，其通过将所述第一材料成形为圆桶状第二材料从而提供第二材料；和第三工艺，其使所述第二材料成形为近似球形的钢球。

3.根据权利要求2所述制造压缩机的支承垫块的方法，其特征在于，所述第一工艺包括通过在各个分割件的一个端表面和一外周表面上形成连续的曲面从而提供所述第一材料的一端表面锻压过程，和通过在各个分割件的另一端表面和一外周表面上形成连续的曲面从而提供所述第一材料的另一端表面锻压过程，其中所述一端表面锻压过程和所述另一端表面锻压过程使用了同一锻压模内腔。