专利名称：提高构件分支孔强度的方法、构件的分支孔、有分支孔的构件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于提高高压流体所用构件，如形成柴油机燃机喷射系统的燃油喷射系统部件，例如一燃油喷射泵、一燃油喷射喷嘴、一燃油喷射管、和一公共管路，燃油压力储压系统所用的一喷射泵、一喷嘴、一喷管和回油管，压力容器等类似物，的受重复压力作用的一分支孔部分的疲劳强度的方法，本发明还涉及按此方法形成的高压流体所用构件上的分支孔部分及带有内置滑块的高压流体所用构件，从而提高高压流体所用构件，如形成一柴油机燃油喷射系统所用的燃油喷射系统部件，如一燃油喷射泵和一燃油喷射喷嘴，和一燃油压力储压系统所用的一喷射泵、一喷射喷嘴等等，的分支孔部分处的抗重复压力作用的疲劳强度。
通常，由形成于一高压流体所用构件的较厚部分上以便连通这种形式的高压流体所用构件的中空部分的分支孔所形成的一分支孔部分，或一高压流体所用的，并带有一个具有一分支孔构件的通道的内置滑块的构件的流体通道是如此构造成的，即在一中空部件或具有一圆形部分的内表面所形成的一流体通道(此后称作一中空部件)上钻出一分支孔以便与分支孔构件的一通道连通。
但是，在此种结构中，分支孔仅简单地在中空部件上钻出，该中空部件具有一高压流体所用构件的完整的圆形部分，该构件具有一完整的圆形部分与一分支孔构件的通道相通，当重复内部高压作用在高压流体所用构件的中空部件上时，在高压流体所用构件的中空部件上的分支孔的出口的开口部分处产生了最大拉应力，因此，由于重复压力的作用很容易以开口端部件作为起点发生金属疲劳所导致的开裂，这进一步会增加漏油可能性。
作为一种改善因重复压力的作用而产生的疲劳强度的方法，经试验在包括分支孔出口部位的中空部件的内周表面上形成一环形槽，或在分支孔的出口上形成一凹坑，对于前一种情况，有必要采用机械加工来精确形成包括分支孔出口的环形槽，而这种工作需要大量时间，因此极不适应现有的大批量生产，而且不但有可能损坏所需加工的部分，也有可能损坏其它内周表面。另一方面，对于后一情况，鉴于上述凹坑通过电化学加工的方法形成，所以其适于上述大量生产，但是，实际应力集中在高压流体所用构件的中空部件上的分支孔的出口的开口端部，因此即使按这种方法加工，但也不见得对提高疲劳强度有多少效果。
为了解决高压流体所用构件上的常用分支孔部分所存在的问题提出了本发明，而且本发明的一个目的是提供一种方法来提高高压流体所用构件上的分支孔部分处抵抗重复压力作用的疲劳强度，按照该方法，高压流体所用构件的中空部件一侧上的分支孔的出口的开口端部处产生的最大应力值被降低，从而进一步提高了内压疲劳强度；并提供一种由该方法在一高压流体所用构件上形成一分支孔，一高压流体所用构件带有一个具有一分支孔的内置滑块。
为了达到上述目的，根据本发明的第一实施例，提供了一种用于提高一高压流体所用构件中的受重复压力作用的一分支孔部分处的疲劳强度的方法，其特征在于在一带有一中空部分的高压流体所用构件上形成一与该中空部分相通的分支孔的同时，从外向里冲压该高压流体所用构件以形成一个有残余压应力驻留在中空部分一侧的内周表面上的部分，接下来在该部分上钻一通向中空部分的分支孔以使残余压应力至少存在于分支孔的周向边缘。
根据本发明的第二实施例，提供了一种用于提高一高压流体所用构件上的受重复压力作用的一分支孔部分处的疲劳强度的方法，其特征是在具有一中空部分的高压流体所用构件上形成一与该中空部分相通的分支孔时，在高压流体所用构件上钻一通向该构件内周表面的分支孔的同时，从外向里冲压该高压流体所用构件的分支孔部分以使残余压应力驻留在中空部分一侧的内周表面的周向边缘的至少一部分上。
再有，根据本发明的第三实施例，提供了一种用于提高一高压流体所用构件上的受重复压力作用的一分支孔部分处的疲劳强度的方法，其特征是在具有一中空部分的高压流体所用构件上形成一与该中空部分相通的分支孔时，高压流体所用构件被由外里冲压形成一有残余压应力存留于中空部分一侧的内周表面上的部分，与此同时，冲出一通向中空部分的分支孔，从而使残余压应力驻留在分支孔的周向边缘。
根据本发明的第四实施例，提供了一种用于提高一高压流体所用构件上的受重复压力作用的一分支孔部分处的疲劳强度的方法，其特征是在具有一中空部分的高压流体所用构件上形成一与该中空部分相通的分支孔时，高压流体所用构件被从外向里略微偏离要设置分支孔的一部分冲压使残余压应力存在于分支孔的周向边缘上。
再有，根据本发明的第五实施例，提供了一种用于提高一高压流体所用构件上的受重复压力作用的一分支孔部分处的疲劳强度的方法，其特征是在具有一中空部分的高压流体所用构件上形成一与该中空部分相通的分支孔时，至少在直径方向上的两个部分上将该高压流体所用构件从外向里挤压得略微偏离要设置分支孔的一部分。
再有，根据本发明的第六实施例，提供了一种用于提高一高压流体所用构件上的受重复压力作用的一分支孔部分处的疲劳强度的方法，其特征是在具有一中空部分的高压流体所用构件上形成一与该中空部分相通的分支孔时，高压流体所用构件被从外向里冲压以形成一部分，在该部分残余压应力保持在一比用于在中空部分一侧的内周表面上设置分支孔所占区域大的范围内，而后在该部分的中心钻一分支孔。
再有，根据本发明的第七实施例，提供了一高压流体所用构件的分支孔部分，其特征是在具有一中空部分的高压流体所用构件上钻有一与该中空部分相通的分支孔，该分支孔的内周边缘部分具有残余压应力。
再有，根据本发明的第八实施例，提供了一种带有一内置滑块并具有一分支孔的高压流体所用构件，在一高压流体所用构件中，包括一位于轴向内部的中空部分和一与设置在轴向周壁部上的至少一个凸出部分内的中空部分相通的分支孔，在中空部分中设置有一个滑块，其特征是冲压力由一外加力系统施加在凸出部分的轴向上，使分支孔的一流体通道的开口端部的至少一部分凸出，而后再去掉该凸出的部分以形成一完整的圆形内周表面。
再有，根据本发明的第九实施例，提供了一种带有一内置滑块并具有一分支孔的高压流体所用构件，在一高压流体所用构件中包括一位于轴向内部的中空部分和一与通过焊接或钎焊固定在轴向周边部的至少一个套管接头内的中空部分相通的分支孔，在中空部分内有一滑块，其特征是冲压力由一种外加力系统施加在套管接头的轴向上，使分支孔的一流体通道的开口端部的至少一部分凸出，而后再去掉该凸出的部分以形成一完整的圆形内表面。
也即，本发明采用了上述方法，其中一至六实施例作为一种在一高压流体所用构件的中空部分内的一分支孔的出口的开口端部的周边上产生残余压应力的方法，在该方法中所得残余压应力驻留在一与高压流体所用构件的一中空部分上的一分支孔构件的一通道相通的分支孔的出口的开口端部的周边上。因此在将分支孔构件置于连接状态时高压流体所用构件的中空部分内的高内压力，(如果条件允许)也即由施加于高压流体所用构件的壁厚部分的径向力而在分支孔下端的内周边缘部分上产生的应力，被残余压应力抵销，从而降低了分支孔下端内周边缘部上产生的最大拉应力值。
再有，为了不会防碍置于中空部分内的一滑块的滑动，当冲压力从外面施加在高压流体所用构件上以使中空部分一侧的内周表面变形并凸出后，通过切削或磨削去掉该凸出的部分以形成一完整的圆内表面。
在此情况下，作为一种将冲压力从外向里施加于高压流体所用构件的方法，例如，所用方法为一种如下的方法，在该方法中，高压流体所用构件固定在一下模上，通过一冲头或杆从高压流体所用构件的外侧向内沿径向施加压力。
如上所述，根据本发明，残余压应力被生成并存在于高压流体所用构件的中空部分一侧的分支孔部分上的一分支孔的开口端部的周边上，因此在该分支孔下端的内周边缘上产生的拉应力被残余压应力抵销从而使其得到有效的抑制，这样就可以提高高压流体所用构件的分支孔部分处的内压力疲劳强度。
图1是具有一分支孔的高压流体所用构件的本发明第一实施例的局部放大剖面图。
图2是用来解释用于提高疲劳强度的本发明的方法的一个实施例的剖面图，(a)是压力作用之后钻一分支孔之前的图，(b)是钻一分支孔之后的图。
图3是用来解释用于提高疲劳强度的本发明的方法的另一实施例的剖面图，(a)是钻一分支孔之后的图，(b)是表示钻一分支孔后施加压力时的情形的图。
图4是图1的纵向剖面图。
图5是用来解释用于提高疲劳强度的本发明的方法的另一实施例的图，该图是一幅示意性的平面图，该平面图示出了一种所施加压力略微偏离设置有一分支孔部分的方法。
图6是用来解释用于提高疲劳强度的本发明的方法的另一实施例的图，该图也是一幅平面图，该平面图示出了一种用于提高疲劳强度的本发明的方法，该图同时示出了一种用于将压力施加于略微偏离设置有一分支孔的部分的两个径向部分上的方法。
图7是一幅用于描述一用于提高疲劳强度的本发明的方法的另一实施例的图，该图示意性地示出了一种用于以如此方式施加压力的方法，按照该方法压缩力在一比设置有一分支孔的区域大的范围内产生。
图8是一幅用于描述一用于提高疲劳强度的本发明的方法的另一实施例的图，该图示意性地示出了一用于按如此方式施加压力的方法的另一实施例，按照该方法压缩力在一比设置有一分支孔的区域大的范围内产生。
图9是本发明高压流体所用构件的另一实施例的纵剖视图。
图10是一实施例的横剖视图，在该实施例中具有一分支孔的高压流体所用构件应用于一本发明的内置滑块型构件上。
图11示出了图10所示实施例中的由外加力系统施加冲压力的方式，(A)是一凸出部分的横剖视图，其中一些部分被切去，其示出了一种由一冲头进行冲压的方法，该冲头的冲压表面形成为一倒凹面形，(B)是一凸出部分的横剖视图，其示出了一种在凸出部分的内底平面上设置一环状凸块并由一冲头冲压的方法，该冲头的冲压表面是平的，(C)是一凸出部分的横剖视图，其示出了一种将凸出部分的内底部制成一凹形并由一冲头冲压的方法，冲头的冲压表面是一曲面，如一球面，一椭圆面，或类似形状，(D)是一凸出部分的横剖视图，其示出了一种使凸出部分的内底部凸出呈圆锥形并用一冲头冲压的方法，冲头的冲压表面是平的，(E)是一横剖视图，其示出了一种在凸出部分的内底部分的中央提供一直径与一分支孔直径相同的底孔并由一冲头冲压的方法，冲头的冲压表面上带有一个凸块，该凸块具有合适的直径以便能配合装入底孔中。
图12是一横剖视图，该图示出了按照图10所示实施例的制造方法施加冲压力的同时冲出一分支孔的方法。
图13是示出图10所示实施例的一修改形式的横剖视图。
图14是示出图10所示实施例的另一修改形式的横剖视图。
图15是带有一内置滑块的本发明高压流体所用构件的另一实施例的横剖视图。
图16是图15所示实施例的一修改形式的横剖视图。
图17是带有一内置滑块的本发明高压流体所用构件的又一实施例的横剖视图。
图18是图17所示实施例的一修改形式的横剖视图。
图19是带有一内置滑块的本发明高压流体所用构件的又一实施例的横剖视图。
图20是图19所示实施例的一修改形式的横剖视图。
下面将参照附图描述本发明。
首先，在图1至9中，附图标记1代表一个用于高压流体的构件，该构件是柴油机燃油喷射系统中所用的燃油喷射部件的一个构件，这些燃油喷射部件，例如包括一燃油喷射泵、一燃油喷射喷嘴、及一燃油喷射管、一个共用管路、燃油压力储压系统的一喷射泵、一喷嘴、一喷射管、一回油管、和一压力容器。
由基本呈圆形的内周表面所形成的中空部件1-1设置在高压流体所用的上述构件1的内部，一用于将一分支孔构件(图中未示)与中空部件1-1相连通的分支孔1-2被以如此方式钻出，以穿过高压流体所用构件的壁厚部分，产生残余压应力的一分支孔2形成于中空部件1-1一侧的基本绕分支孔1-2出口的开口端部的周边上，尤其是当产生残余压应力的分支孔2通过以如此方式凸出而形成，其在中空部件1-1上基本呈圆形并至少大体是平的时，其效果是很显著的。
下面将参照附图描述一种用于提高一高压流体所用构件1上的受重复压力作用的分支孔部分2处的疲劳强度的本发明的方法。
按照图2所示方法，本发明用于高压流体的构件1具有一通过机械加工例如通过钻或类似工艺在该构件1上形成的中空部件1-1及一相对较厚的壁厚部分。该壁厚部分通过一种冲压方法由一冲头或杆从外面沿径向向内冲压以形成分支孔部分2，此时残余压应力在中空部件1-1一侧产生，较理想的是如此形成该分支孔部分2，即此时残余压应力通过使中空部件1-1一侧凸出形成大体为圆形并至少是平的形状(见图2(a)所示)而产生。
此时，尽管并未对压力进行特别限制，但是最好其有一定限度，在该限度内至少高压流体所用构件1的中空部件1-1的内周表面是一略平的面。由一采用冲头或类似物的冲压方法所产生的压力，可在分支孔部分2的周边产生残余压应力，并且特别地中空部件1-1的内周表面变得略平，并且当压力被施加时，会产生一塑性变形部分和弹性变形部分，当压力消除后恢复量上存在差别，因此产生变形，从而在分支孔部分2的周边上产生了较高的残余压应力。
接下来，通过一钻头或类似物(见图2(B))大体在所形成分支孔部分2的中央部分钻一分支孔1-2，该分支孔1-2具有一出口。
在上述实施例中，首先，高压流体所用构件的壁厚部件通过一冲压方法由一冲头或类似物从外面径向向内冲压以便在高压流体所用构件与后面所形成分支孔1-2相对应的中空部分1-1一侧上产生残余压应力，尤其是，如果分支孔部分2由中空部分1-1一侧凸出形成，并且大体为圆形而且至少基本是平的，那么就可以显著地产生残余压应力。而后，按这样的方式对该分支孔部分进行钻孔，即使大体在分支孔部分2的中央部分的出口穿过高压流体所用构件1的壁厚部分，因此高压流体所用构件的中空部分1-1的高内压力，及(如果条件要求)当分支孔构件处于连接状态时由施加于高压流体所用构件的壁厚部分上的径向力而在分支孔1-2的下端的内周边部产生的应力，可被残余压应力抵消到大大低于在分支孔1-2的下端的内周边部产生的最大拉应力值。
一种用于提高抗重复压力作用的疲劳强度的本发明的方法，不仅可由图2所示的方法实现，而且可由图3所示方法实现。
按照图3，如前所述，首先，由一钻头或类似工具以这样的方法，即钻穿具有一中空部分1-1的高压流体所用构件1的壁厚部分(见图3(a))而钻出一分支孔1-2。
而后，按照一与上述相同的冲压方法从外面沿径向向内以这样的方法冲压该壁厚部分，以形成一个残余压应力形成于该中空部分1-1的一侧上的分支孔部分2，并使分支孔1-2的出口基本处于中央；而且特别地，如果中空部分1-1一侧凸出以形成大体为圆形且至少是平的的部分，就可能形成一产生了显著的残余压应力(见图3(b)及图4)的分支孔部分2。
通过与上述相同的图3所示方法，高压流体所用构件的中空部分1-1的内压力，及(如果条件要求)当分支孔构件处于连接状态时由施加于高压流体所用构件1的壁厚部分上的径向力而在分支孔1-2下端的内周边部产生的应力，可被残余压应力抵消到大大低于在分支孔1-2下端的内周边部产生的最大拉应力值。
尽管图2所示实施例采用了一种方法，该方法包括如下两步骤先用一冲头或类似工具从外面径向向内冲压高压流体所用构件的壁厚部分以形成一分支孔部分2，然后钻一分支孔1-2，但图3所示实施例采用了另一种方法，该方法包括如下两步骤先用一钻头或类似工具钻一分支孔，而后再由一种冲压方式冲压该部分，可用一冲头或类似工具对该分支孔同时进行冲压或冲孔。该方法可通过采用一具有一与分支孔1-2相同直径的冲头部件或杆件和一直径较大的并用于产生残余压应力的部分，具体说是一变形部分，的冲头部件或杆件来实施。
由一采用冲头或类似工具的冲压系统沿径向从外面向内冲压高压流体所用构件的壁厚部分以形成一产生残余压应力的分支孔部分2，按照这种方式，就有可能采用上述实施例之外的图5-8所示的方法。
也就是说，图5示出了一种在形成与具有一中空部分1-1的高压流体所用构件1的中空部分相连通的分支孔1-2时，通过一种采用一冲头或杆的冲压方法对高压流体所用构件1进行冲压使其略微偏离设置有一分支孔1-2的部分，以便在分支孔3-1周边部分的局部(尤其是易于成为开裂发生起始点的那一部分)产生残余压应力的方法。在图5中，附图标记3-1示出了一冲头或杆冲压的范围，附图标记3-2示出了残余压应力产生的范围。
图6示出了一种在直径方向上至少两个从设置有分支孔1-2的部分略微偏离一点的部分处从外向内冲压高压流体所用构件1的方法，此时借助于用冲头或杆从外面冲压该高压流体用构件1的方法而从外面形成与具有一中空部分的高压流体所用构件1上的中空部分相通的分支孔，从而在上述分支孔周边部分径向上的至少两个部分中产生压应力。在这里，与前述一样，径向的这两部分是易于成为开裂发生起始点的部分。
图7示出了一种方法，按照该方法在用冲头或杆从外面冲压高压流体所用构件1形成与具有中空部分1-1的高压流体所用构件上的中空部分相通的分支孔1-2时，由一直径比分支孔1-2的直径小的冲头或杆形成压应力存在的部分，具体地说是形成一变形部分，以便在该部分的中央钻一分支孔，在该部分上压应力存在区域比设置一分支孔所需区域大。
图8示出了一种方法，按照该方法在用冲头或杆从外面冲压高压流体所用构件1形成与具有中空部分1-1的高压流体所用构件上的中空部分相通的分支孔1-2时，由一直径比分支孔1-2的直径大的冲头或杆形成一个压应力保持于比设置一分支孔的区域更宽的范围内的部分，具体地说是形成一变形部分，以便在该部分的中央钻一分支孔。
尽管上述实施例是用来解决沿基本垂直相交中空部分1-1中心轴的方向钻分支孔1-2这样一个例子的，但是，本发明并不限于以上方式，如图9所示，还可将分支孔1-2与中空部分1-1的中心轴线成一定角度设置。这时，由一冲头或类似工具按一理想角冲压高压流体所用构件1的壁厚部分就足够了，更具体地说，如果形成了一变形部分，那么残余压应力的存在就会变得很显著，从而使分支孔部分2的表面与中心轴也有一角度。
在通过从外面用一冲头或杆冲压高压流体所用构件1的方法形成一压应力存在于高压流体所用构件1的中空部分的内周表面上的部分时，如果该压应力存在部分未变形，那么可在高压流体所用构件的该中空部分中装一个整体的滑块。相反，下面将参照图10-20描述一如果在中空部分的内周表面一侧形成一变形的凸出部分时怎样将滑块装入高压流体所用构件的例子。
在图10-20中，附图标记1、11、21、31、41代表一带有一个内置滑块的高压流体所用构件(以下简称为“一高压流体所用构件”)，该构件是用来形成一柴油机燃油喷射系统的燃油喷射系统部件例如一燃油喷射泵、一燃油喷射喷嘴等等的一个构件，3代表一冲头，4代表一下模。
所述带有一内置滑块的高压流体所用构件1被做成中心柱的内部具有一个由作为一流体通道1-1’的圆形内周表面所形成的中空部分和一个或多个间隔设置于轴向外壁上的整体凸出部分1-4。如果带有整体凸出部分1-4的高压流体所用构件1，首先在粗加工工序(切削工序)中，用一端铣刀切削高压流体所用构件1的凸出部分1-4在其上形成一具有指定直径和指定深度的底孔1-5。按照图10所示的方法，完成粗加工后，在一冲压工序中，高压流体所用构件1上的凸出部分1-4的邻近部分被一下模4固定。如图所示，该下模由一局部下凹的金属模形成，该下模具有一弯曲表面4-1，该弯曲表面4-1的半径与高压流体所用构件1的外周表面的曲率半径大体一致，高压流体所用构件1固定在下模4上时，其下半圆基本与下模4接合。这样做是为了获得足够的冲压效果。当高压流体所用构件1固定在下模4上后，用一装在冲压装置上的直径比凸出部分1-4上的底孔1-5的直径小的冲头3对凸出部分的内底部1-6施加冲压力。这时，不对冲压力作特别的限定，但是其大小可以使凸出部分内底部正下方的高压流体所用构件的流体通道1-1的内周表面略微凸出形成一扁平部分1-9。通过冲头3的冲压，高压流体所用构件的流体通道1-1的内周表面变得有些平了，在施加冲压力时，产生了一塑性变形部分和一弹性变形部分，因此当撤走冲压力后，由于恢复量与变形量间存在差别而导致的变形产生了残余应力。
接下来，在一精加工工序中，采用机械加工或类似工艺去掉由于冲头3施加冲压力而变平的向内凸出部分2以形成一完整的圆内表面，而后成形一与高压流体所用构件1的流体通道1-1相通的分支孔1-2，作为一承压表面1-3的该分支孔1-2与流体通道相通的圆周表面是圆形的并通向外面，然后再在凸出部分的底孔1-5的内周表面上加工出一内螺纹1-7。在前面的粗加工工序中预先形成该内螺纹1-7也是允许的。
图11示出了一些通过冲压方法在高压流体所用构件流体通道的开口端部的分支孔1-2的周面上形成残余压应力的冲压力施加方式，(A)是一种方法，按照该方法先在冲头3的前端部上形成具有一三角形剖面的凹部3a，而后再由冲头3对凸出部分1-4的底孔1-5的底部1-6施加冲压力。如果使用这种方法，不仅可对底部的中央部分施加较大的冲压力而且可对内周壁侧施加较大的冲压力，因此可以有效地获得能在凸出部分的分支孔1-2的圆周上保持一相对较大范围的残余压应力。(B)是一种方法，按照该方法在凸出部分1-4的内底部1-6上设置一个环形凸块1-6a，冲头3冲压该环形凸块1-6a的上表面，冲压后该环形凸块1-6a的上表面变平以便与上述(A)方法一样使残余压应力在后来加工的分支孔1-2的周边保持一相对较宽的范围。(C)是一种方法，按照该方法凸出部分1-4的内底部制成一具有一倒三角形剖面的凹陷部1-6b，冲头3冲压该凹陷部1-6b形成的底部，冲头3的冲压表面是球形表面。在此方法中，由于冲头3最先冲压的是上述底部的斜面，因此使后来提供的分支孔1-2的周边存在较大的残余应力。(D)是一种方法，按照该方法在凸出部1-4的内底部上设置有一具有一扇形剖面的凸块1-6c，冲头3冲压该凸块11-6c形成的底部，冲头3的冲压平面是平的。在此方法中，凸块1-6c的扇形剖面的最顶端最先被冲头3冲压，因此底部的中央受较大冲压力的作用。相应地，在这种情况下，在后来提供的分支孔1-2的周边会保持有较大的残余压应力。(E)是一种方法，按照该方法先在凸出部分1-4的内底部加工出一个具有一与后来要提供的分支孔1-2相同的直径和一适当的深度的底孔1-6d，而后由冲头3冲压底部，该冲头3的冲压表面上带有一个凸块3b，该凸块3b具有合适直径以便可配合插入底孔1-6d并且其长度要比底孔的深度长。采用这种方法后，由于底孔1-6d被凸块3b冲压，因此冲压力集中施加在后来设置分支孔1-2的地方，所以不可避免地残余压应力会保持在分支孔1-2的周边。在这样的布置中，冲头的形状与凸出部分的内底部的形状并不限于以上这些结合。
图12示出一种冲出一分支孔的同时应用图10所示实施例的制造方法中的冲压力的方法的一个实施例，在该实施例中冲出分支孔1-2的同时用冲头3冲压底孔1-5的底部，该冲头3具有一合适的直径以便可以配合插入凸出部分1-4上设置的底孔1-5内，该冲头3还带有一个凸出部3C，该凸出部3C前端的直径与分支孔1-2的直径相同。按照该方法，底孔1-5的底部受到凸出部3C的冲压，冲压力集中施加在同时被冲出的分支孔1-2部分上，从而形成了一扁平部分1-9，因此在分支孔1-2的周围不可避免地会存在有残余压应力。
之后，在一精加工工序中，通过机加工除去冲头3施加冲压作用所形成的向内凸出的扁平部分1-9以形成一完整的圆内周表面，而后再在凸出部分1-4上形成一个与高压流体所用构件1的流体通道1-1’相通的分支孔1-2，该分支孔1-2将其与流体通道相通的且为圆形并朝外面敞开的内周表面作为一个承压表面1-3，接着再在凸出部分的底孔1-5的内周表面上机加工出一个内螺纹1-7。
作为一种通过冲压方式施加冲压力来产生残余压应力的本发明方法，除可采用以上方式外还可采用图13至14所示的方式。
在图13中，首先将具有一凸出部分1-4的高压流体所用构件1通过可拆卸模固定在下模4上，之后用配装在冲压装置上的冲头3对凸出部分的自由端部施加冲压力。在冲头3冲压力的作用下高压流体所用构件1的流体通道1-1’的内周表面略微凸出，形成一扁平部分1-9，并产生残余压应力。然后，通过机加工除掉由于冲头3实施冲压力而向内凸出的高压流体所用构件1的扁平部分，从而形成一完整的圆形内周面，并在凸出部分1-4上切削形成一具有设计直径和设计深度的底孔1-5之后，再在凸出部分1-4上形成一与高压流体所用构件1的流体通道1-1’相通的分支孔1-2，该分支孔1-2将其与流体通道相通的且为圆形并朝外面敞开的圆周表面作为一承压面1-3，而后再在凸出部分的底孔1-5的内表面上机加工出一个内螺纹1-7，最后形成高压流体所用构件1。
在图14中，首先提供一个从凸出部分1-4的自由端部沿轴向延伸的并且直径与在后提供的分支孔1-2的直径相同且具有合适深度的分支孔1-2a，而后用冲头3冲压该底孔1-2a的内底部，该冲头3要具有一合适的直径以便能配合插入底孔1-2a内并具有一比所述底孔深度长的长度，因此，当冲头3冲压内底部1-2b时，冲压力集中施加在后来提供的分支孔1-2的扁平部分1-9上，因此不可避免地也会使残余压应力存留在分支孔1-2的周围。之后，在图14所示实施例中，用一钻头或类似工具切削底孔1-2a使其延伸到流体通道1-1’以此来形成分支孔1-2。而后，通过机加工除去高压流体所用构件上的由于冲头3施加冲压力而形成的向内凸出的扁平部分1-9以形成一个完整的圆形内周表面。在通过切削而在凸出部分1-4上形成一具有设计直径和设计深度的底孔1-5(见图3)后，再在底孔1-5上形成一承压表面1-3，接着在凸出部分的内周表面上机加工出一个内螺纹1-7，或者在凸出部分1-4的外端面上形成一承压表面1-3以连接分支孔1-2，而在外周表面上机加工出一个外螺纹1-8。
图10-14所示实施例涉及高压流体所用构件具有一整体凸出部分的情况，另一方面，下面将参照图15和16描述一种用于制造具有一分体式凸出部分的高压流体所用构件1的方法。
根据图15所示的方法，首先在一粗加工工序中，先将一个或多个分体式凸出部分1-4’间隔地焊接或钎焊接在高压流体所用构件11上。在分体式凸出部分1-4’的内周表面上机加工出一个内螺纹1-7’，接下来，在一冲压工序中，靠近分体式凸出部分1-4’的高压流体所用构件1被一下模4固定。高压流体所作构件1固定在下模4上，且冲头3对高压流体所用构件的外周表面施加冲压力，配装在冲压装置上的该冲头3的直径比凸出部分1-4’的内径小。这时的冲压力大小可与上述设置一分支孔11-2处的内周表面略微凸出以形成一扁平部分1-9所需的冲压力一致。通过冲头3的冲压力的作用，高压流体所用构件的流体通道11-1的内周表面略微凸出形成一扁平部分1-9，这样就在分支孔11-2的开口端部的周边上产生了残余压应力。之后，在一精加工工序中，除去高压流体所用构件上的由于冲头3施加冲压力而形成的向内凸出的扁平部分1-9以形成一个完整的圆形内周表面，然后形成一与高压流体所用构件11的流体通道11-1相通的分支孔11-2，该分支孔11-2将其与流体通道相通的且为圆形并朝外面敞开的圆周面作为一个承压表面11-3。
按照图16所示的方法，在一粗加工工序中，先在高压流体所用构件11上形成一承压表面，在将分体式凸出部分1-4’按这样的方式焊接或钎焊在构件11上，即使其包围承压表面11-3后，再由冲头3冲压承压表面11-3的底部的同时冲出一分支孔11-2，该冲头3具有合适的直径以便配合插入凸出部分1-4’并带有一个凸出部3C，该凸出部3C前端的直径与分支孔11-2的直径相同。此时，与前述相同，承压表面11-3的底部受到凸出部3C的冲压，从而使冲压力集中施加于同时被冲的分支孔11-2部分上，因此不可避免地也会有残余压应力存留在分支孔11-2的周围。而后通过机加工除去由于冲头3施加冲压力而形成的略微向内凸出的扁平部分1-9以形成一个完整的圆内周表面。
上述实施例示出了一用于高压流体的构件的实施例，该构件的凸出部分上切削有一个内部螺纹(内螺纹)，另一方面，图17和18所示实施例涉及高压流体所用构件的凸出部分上加工出一外部螺纹(外螺纹)的情况。
也就是说，按照图17所示实施例，该实施例中的高压流体所用构件具有一整体凸出部分，首先在一粗加工工序(切削工序)中，通过切削如端铣在整体凸出部分21-3上形成一分支孔21-2a，而后在一冲压工序中，整体凸出部分21-3的附近部分被一下模固定，冲头3对分支孔21-2a的底部施加冲压力。这时的冲压力大小仍可与前述冲压力大小相同，也即其大小可使高压流体所用构件21的流体通道21-1在分支孔21-2a底部正下方的的内周表面略微凸出形成一扁平部分1-9。由于冲头3的冲压力作用，高压流体所用构件21的流体通道21-1的内周表面轻微地凸出形成一扁平部分1-9，当施加冲压时，产生了一塑性变形部分和一弹性变形部分，而当冲压力消除后恢复量与原来的变形量之间存在差别，由此导致的变形产生了残余压应力。此后，通过机加工除去扁平部分1-9以形成一完整的圆内周表面，并在分支孔21-2a的顶部形成一开向外面的承压表面21-4，而后在分支孔21-1a的底部钻出一个具有一设计孔径的分支孔21-2与分支孔21-2a相通。
所有以上具有一整体凸出部分的高压流体所用构件是如此制成的，即使得该高压流体所用构件的流体通道的中心与整体凸出部分的分支孔的中心对齐，如图10至17所示实施例所示，在这些整体凸出部分上切制有一外部螺纹(外螺纹)或一内部螺纹(内螺纹)，但是，不言自明，如日本申请第9-13141中所示，本发明可以应用到那些整体凸出部分的分支孔的中心在径向偏离高压流体所用构件的流体通道的高压流体所用构件上。
图18所示的实施例涉及高压流体所用构件具有一分体式凸出部分的情况，在该实施例中，首先在一粗加工工序中，先将一个或多个分体式凸出部分31-3间隔地焊接或钎焊在一高压流体所用构件31上。在该分体式凸出部分31-3上形成一分支孔31-2a，该分支孔以其呈圆形且向外敞开的周面作为一承压表面31-4，而后在该凸出部分的外周面上机加工出一个外螺纹31-5。接下来，在一冲压工序中，高压流体所用构件31在分体式凸出部分31-3附近的部分被一下模4固定。
当高压流体所用构件31被固定在下模4上后，由安装在冲压装置上的其直径比分体式凸出部分31-3内径小的冲头3对构件31的外周表面施加冲压力。此时的冲压力仍可与前述冲压力相同，即其大小可使设置分支孔31-2处的内周表面轻微地凸出形成一扁平部分1-9。由于冲头3冲压力作用，高压流体所用构件31的流体通道31-1的内周表面略微凸出形成一扁平部分1-9，从而在分支孔31-2的开口端部的周边产生了残余压应力。该扁平部分1-9与前述一样，通过机加工去掉以形成一完整的圆内周表面。
下面将参照图19和20描述用于一其内的凸出部分由一套管接头形成的高压流体所用构件的实施例。
在图19所示的实施例中，首先在一粗加工工序中，用一圆柱形套管接头42作为一连接配合装置，并且该连接配合装置的底端部直接焊接或钎焊在高压流体所用构件41的外周壁上。之后，在一冲压工序中，用一下模4将高压流体所用构件41固定在套管接头42安装部分的附近。该下模4与前述相同由一剖面为具有一曲面4-1的凹形金属模形成，该曲面4-1的半径与高压流体所用构件41的外周表面的曲率半径基本上一致，高压流体所用构件41如此地固定在下模4上，即其下半圆基本与下模接合。42-1是一螺纹表面。
高压流体所用构件41固定在下模4上后，安装在冲压装置(图中略去)上的冲头3沿套管42的中心轴线径向向内对高压流体所用构件41的外周表面施压。此时的冲压力大小仍可与前述冲压力相同，即其大小可使高压流体所用构件41的流体通道41-1的内周表面轻微地凸出形成一扁平部分1-9。由于冲头的冲压力，高压流体所用构件41的流体通道41-1的内周表面略微凸出形成一扁平部分1-9，这样就产生了残余压应力。
而后，在一精加工工序中，通过机加工去掉该扁平部分1-9以形成一完整的圆形内周表面，之后在高压流体所用构件由套管接头42包围的部分上形成一与该高压流体所用构件41的流体通道41-1相通的分支孔41-2，该分支孔41-2以其与流体通道相通的呈圆形且向外面敞开的周面作为一承压表面。
而后，图20所示实施例用于采用一套管接头42的情况，该套管接头42的下端由高压流体所用构件41伸出，及制造方法与图19所示实施例的制造方法相同，在将带有螺纹表面42’-1的套管接头焊接或钎焊在高压流体所用构件41的外周壁上后，在一冲压工序中，由冲头3沿所述套管接头42’的中心轴线径向向内冲压高压流体所用构件41的外周表面，从而使高压流体所用构件41的流体通道41-1的内周表面轻微地凸出形成一扁平部分1-9并产生残余压应力，此后，去掉该凸出的扁平部分1-9以使高压流体所用构件41的流体通道41-1具有一完整的圆内表面，之后，再在构件被套管接头42’包围的部分上形成一该与高压流体所用构件41的流体通道41-1相通的分支孔41-2，该分支孔41-2以其与该流体通道相通的呈圆形且向外面敞开的周面作为一承压表面。
再有，在图17至20所示的实施例中，图11(A)-(E)所示的使用了一外压力系统的冲压力施加装置也可以采用，不言自明，可以采用如图12和16所示的冲出分支孔的同时施加冲压力的方法。再有，作为一种用一冲头或类似工具的方式来施加外压力以产生残余压应力的方法，很可能在冲压会产生一点相对设置一分支孔的部分的偏离，因此至少应在分支孔的一部分内产生残余压应力，也即，至少应在易成为一开裂起始点的分支孔下端内周边部P处产生残余压应力。
如上所述，本发明具有如下优点在分支孔下端内周边部分上产生的拉应力可被残余压应力抵销掉从而使其得到有效的抑制，而且可以提高内压力疲劳强度，因此耐用性能极佳，由于开裂导致的流体泄漏可被防止，从而呈现出一种可靠且稳定的性能。
再有，本发明带有一内置滑块的高压流体所用构件具有如下优点在分支孔下端内周边部分上产生的拉应力可被残余压应力抵销掉从而使其得到有效的抑制，而且可以提高内压力疲劳强度，因此耐用性能极佳，由于开裂导致的流体泄漏可被防止，从而呈现出一种可靠且稳定的性能。
再有，根据本发明，极具好处的是只要在通常的制造工序中另加一道冲压力施加工序就足够了，不需要复杂的设备，也就几乎不会由于增加工序而造成设备费用增加生产效率降低的问题，从而能以一较低的成本生产较高质量的高压流体所用构件。
权利要求
1.一种用于提高一高压流体所用构件上的一分支孔部分处的抗重复压力作用的疲劳强度的方法，其中在形成一与具有一中空部分的高压流体所用构件上的该中空部分相通的分支孔时，从外面向内冲压该高压流体所用构件以形成一部分，在该部分上有残余压应力残留在所述中空部分一侧的内周面上，而后，在该部分上钻出一通向该中空部分的分支孔以使所述残余压应力存留在所述分支孔的周部边缘。
2.如权利要求1所述的用于提高一高压流体所用构件上的一分支孔部分处的抗重复压力作用的疲劳强度的方法，其特征在于所述高压流体所用构件被从外向里冲压以使所述中空部分的内周表面变形，进而形成一遗留有残余压应力的变形部分，而后再在该变形部分上钻出一分支孔。
3.如权利要求2所述的用于提高一高压流体所用构件上的一分支孔部分处的抗重复压力作用的疲劳强度的方法，其特征在于为了设置一内置滑块，所述中空部分一侧的内周表面略微变形以凸出形成一凸出部分，而后再除掉该凸出部分以形成一完整的圆形内周表面。
4.一种用于提高一高压流体所用构件上的一分支孔部分处的抗重复压力作用的疲劳强度的方法，其中在形成一与具有一中空部分的高压流体所用构件上的该中空部分相通的分支孔时，在所述高压流体所用构件上钻出一通向所述构件的内周表面的分支孔的同时，从外向里冲压所述高压流体所用构件的所述分支孔部分以使残余压应力至少残留在所述中空部分一侧的所述内周表面上的所述分支孔的周向边缘的一部分上。
5.如权利要求4所述的用于提高一高压流体所用构件上的一分支孔部分处的抗重复压力作用的疲劳强度的方法，其特征在于所述高压流体所用构件的分支孔部分被从外向里冲压从而使所述中空部分一侧的内周表面变形。
6.如权利要求5所述的用于提高一高压流体所用构件上的一分支孔部分处的抗重复压力作用的疲劳强度的方法，其特征在于所述为了设置一内置滑块，所述中空部分一侧的内周表面略微凸出形成一变形成的凸出部分，而后再除去该凸出部分以形成一完整的圆形内周表面。
7.一种用于提高一高压流体所用构件上的一分支孔部分处的抗重复压力作用的疲劳强度的方法，其中在形成一与具有一中空部分的高压流体所用构件上的该中空部分相通的分支孔时，从外面向内冲压该高压流体所用构件以形成一部分，在该部分上有残余压应力残留于所述中空部分一侧的内周面上，与此同时，在该部分上冲出一通向所述中空部分的分支孔以便使残余压应力保留在该分支孔的周向边缘。
8.如权利要求7所述的用于提高一高压流体所用构件上的一分支孔部分处的抗重复压力作用的疲劳强度的方法，其特征在于在从外向里冲压所述高压流体所用构件以使所述中空部分一侧的内周表面变形并形成一残留有残余压应力的变形部分的同时，在所述变形部分上冲出一通向所述中空部分的分支孔。
9.如权利要求8所述的用于提高一高压流体所用构件上的一分支孔部分处的抗重复压力作用的疲劳强度的方法，其特征在于为了设置一内置滑块，在冲出所述分支孔时所述中空部分一侧的内周表面略微凸出以形成一变形部分，之后，再除去该凸出部分以形成一完整的圆形内周表面。
10.一种用于提高一高压流体所用构件上的一分支孔部分处的抗重复压力作用的疲劳强度的方法，其中在形成一与具有一中空部分的高压流体所用构件上的该中空部分相通的分支孔时，从外向里略微偏离用于设置所述分支孔的一部分冲压高压流体所用构件以使残余压应力残留在所述分支孔的周向边缘的一部分上。
11.一种用于提高一高压流体所用构件上的一分支孔部分处的抗重复压力作用的疲劳强度的方法，其中在形成一与具有一中空部分的高压流体所用构件上的该中空部分相通的分支孔时，从外向里略微偏离用于设置所述分支孔的一部分在直径方向的至少两个部分上冲压高压流体所用构件以使残余压应力保留在所述分支孔的周向边缘的直径方向的两个部分上。
12.一种用于提高一高压流体所用构件上的一分支孔部分处的抗重复压力作用的疲劳强度的方法，其中在形成一与具有一中空部分的高压流体所用构件上的该中空部分相通的分支孔时，从外向里冲压高压流体所用构件以便在所述中空部分一侧的内周表面上形成一部分，在该部分上残余压应力维持在一比设置所述分支孔所占的区域大的范围内，而后再在该部分的中心部分钻出一分支孔。
13.如权利要求12所述的用于提高一高压流体所用构件上的一分支孔部分处的抗重复压力作用的疲劳强度的方法，其特征在于所述高压流体所用构件被从外向里冲压以使所述中空部分一侧的内周表面变形并形成一变形部分，在该变形部分残余压应力保持在一比设置所述分支孔所用区域大的范围内，而后再在该变形部分的中心部分钻出一分支孔。
14.如权利要求13所述的用于提高一高压流体所用构件上的一分支孔部分处的抗重复压力作用的疲劳强度的方法，其特征在于为了设置一内置滑块，所述中空部分一侧的内周表面在一比所述分支孔区域大的范围内凸出形成一变形凸出部分，接着去掉该凸出部分以形成一完整的圆形内周表面。
15.一高压流体所用构件的分支孔部分，其特征在于在一具有一中空部分的高压流体所用构件上钻有一与该中空部分相通的分支孔，残余压应力存在于所述分支孔的内周边缘中。
16.一种带有一具有一分支孔的内置滑块的高压流体所用构件，包括一位于轴向内部的流体通道和一与该流体通道相通的分支孔，在轴向周壁部分上至少设置有一个凸出部分，在该流体通道内有一个内置滑块，其特征在于通过一外加力的方法沿所述凸出部分的轴向施加冲压力使所述分支孔的一流体通道的开口端部的至少一部分凸出，之后，再去掉该凸出的部分以形成一完整的圆形内周表面。
17.一种带有一具有一分支孔的内置滑块的高压流体所用构件，包括一位于轴向内部的流体通道和一与该流体通道相通的分支孔，至少一个套管接头通过焊接或钎焊固定在轴向周壁部上，并在所述流体通道内有一个内置滑块，其特征在于通过一种外加力的方法将冲压力施加在所述套管接头的轴向使所述分支孔的一流体通道的开口端部的至少一部分凸出，而后再除去该凸出的部分以形成一完整的圆形内周表面。
全文摘要
一种具有较高质量并可用较低成本生产的高压流体所用构件或带有一内置滑块的高压流体所用构件,通过它在一分支孔的下端内周边缘处产生的拉应力可被残余压应力抵销从而可有效抑制该拉应力,分支孔处的内压力疲劳强度可望被提高,从而具有极好的耐久性,防止了开裂导致的流体泄漏,从而呈现出一种可靠且稳定的工作,达到此效果仅需在普通的工序中另外添加一道冲压力施加工序就足够了,不需要复杂的设备,因此几乎不会产生由于工序数量增加而带来的设置费用增加及生产率降低的问题。
文档编号B21C37/15GK1195080SQ9810619
公开日1998年10月7日 申请日期1998年3月3日 优先权日1997年3月3日
发明者浅田菊雄, 臼井正佳, 渡边荣司, 泷川一仪, 草剃隆一 申请人:臼井国际产业株式会社