专利名称：有底圆柱活塞和制造有底圆柱活塞的方法
技术领域：
本发明涉及一种形成用于有底(bottomed)圆柱活塞的防尘靴的凹槽的方法，该有底圆柱活塞在通过锻造(forging)形成的有底圆柱活塞的开口端部附近有防尘靴，本发明还涉及一种通过上述方法制造的活塞。
背景技术：
图8显示了背景技术的制动盘的有底圆柱活塞1的一个例子。所述制动盘构成为通过使有底圆柱活塞1的开口端部1a从液压缸2的端部延伸以邻接到摩擦垫组件3上，并且通过有底圆柱活塞1将摩擦垫组件3和制动盘4以摩擦方式接合，从而施加制动力。然而，在其从液压缸2延伸的一部分处，灰尘等的侵入是显著的。因此，防尘靴5连接到液压缸2和有底圆柱活塞1的开口端部1a附近。为了将防尘靴5连接到开口端部1a附近，有必要使开口端部1a一侧上的直径小于活塞主体一侧1b的直径。通常，通过刀具切削，开口端部1a附近形成为小直径部分。在以这种方式通过切削形成小直径部分之后，通过再次切削而形成用于防尘靴的凹槽6。因此，会产生为了形成防尘靴的凹槽6并考虑到小直径部分的强度时确保壁厚的问题。另外，存在的困难是，不但由于两次切削所以需要的成本增加了，而且还要耗费长的加工时间。另外，也会产生带来加工切屑的问题。
为了避免以这种方式通过切削形成用于防尘靴的凹槽的方法，已经产生了一种通过成形辊轧的方法(例如，参考JP-U-51-92540)。图9(a)是用于解释通过成形辊轧辊来形成凹槽的轮廓视图，图9(b)是在形成所述凹槽之后作为最终产品的有底圆柱活塞的剖视图。如图9(a)所示，在由钢锭通过锻造形成的有底圆柱活塞7的开口端部7a处，旋转有底圆柱活塞7的同时，通过成形辊轧辊8从其外周施加外部作用力到稍微离开端面的其一部分处，从而在有底圆柱活塞7的外周表面处形成类似环状的凹陷部分9。在这种情况下，通过从有底圆柱活塞7的内周表面的一侧挤压辊10，来抑制开口端部7a的直径的减小，而在考虑到其强度的情况下确保了壁厚。进一步，如图9(b)所示，在形成了类似环状的凹陷部分9之后，通过切削凹陷部分9，而形成用于连接防尘靴的凹陷凹槽9a。
根据在JP-U-51-92540里描述的背景技术的通过成形辊轧形成用于防尘靴的凹槽的方法，尽管由于在形成类似环状的凹陷部分9的过程中没有执行切削，所以获得了确保有底圆柱活塞的开口端部的壁厚的优点，但是由于通过旋转有底圆柱活塞7来制作所述凹槽，所以它花费了长的加工时间周期。另外，在形成了凹陷部分9之后，需要通过切削来形成凹陷凹槽9a，加工切屑不可避免。
发明内容
本发明的一个或多个实施例提供了一种形成用于有底圆柱活塞的用于防尘靴的凹槽的方法，其不需要切削过程，该切削过程由于延长加工时间周期而导致成本增加并带来加工切屑，同时确保了开口端部的壁厚。
根据本发明的一个或多个实施例，在第一方面，通过以下步骤来制造有底圆柱活塞，该有底圆柱活塞在开口端部处形成有用于防尘靴的凹陷凹槽通过锻造来加工金属材料使其成为有底圆柱部件；通过开口挤压(mouth-drawing)加工有底圆柱部件的开口端，从而开口端部的一侧的直径小于活塞主体一侧的直径，并且有底圆柱部件总体设置有基本均匀的壁厚；并且通过从活塞主体的开口端部的前端到所述活塞主体的侧面进行压平(ironing)，从而在开口端部处形成积聚(build-up)部分，从而形成了用于防尘靴的凹陷凹槽。
在第二方面，所述积聚部分的至少一个部分可以形成有开槽部分，该开槽部分和用于防尘靴的凹陷凹槽连接。
在第三方面，在压平之前，组合模(split die)可以设定到预先确定为形成用于防尘靴的凹陷凹槽的一部分处。
根据第一方面，在形成防尘靴的凹槽中，通过在开口端部的前端侧上移动额外的壁进行压平，可以形成用于防尘靴的凹陷凹槽的壁。因此，可以省略切削，该切削具有长的加工时间周期，且会引起成本增加，带来加工切屑，同时确保了开口端部的壁厚。
根据第二方面，在组装制动盘中，通过使在有底圆柱活塞从开槽推入缸中时产生的密封空气排出，可以抑制防尘靴浮动。
根据第三方面，可以精确形成用于防尘靴的凹槽。
进一步，根据本发明的一个或多个实施例，在第四方面，一种活塞，其设置有在有底圆柱活塞的开口端部处的用于防尘靴的凹陷凹槽，其中所述开口端部一侧的直径小于活塞主体一侧的直径；以及积聚部分，其设置在所述开口端部的前端上，并在所述积聚部分和所述活塞主体之间形成所述凹陷凹槽。
在第五方面，所述开口端部可以通过开口挤压被加工成为具有小直径。
在第六方面，通过压平所述开口端部的前端到所述活塞主体一侧，可以加工所述积聚部分。
在第七方面，所述开口端部的壁厚基本和所述活塞主体的壁厚的厚度相同。
本发明的其他方面和优点将从下面的说明和所附权利要求变得显而易见。
图1是包括了根据本发明的实施例1的有底圆柱活塞的制动盘的剖视图。
图2(a)和2(b)是显示通过锻造形成有底圆柱活塞的过程的剖视图。
图3是用于形成有底圆柱活塞的小直径的开口端部侧(经受开口挤压)的冲压机的轮廓视图。
图4是用于在开口端部附近形成用于防尘靴的凹槽的冲压机的轮廓视图。
图5是在制造之后的有底圆柱活塞的剖视图。
图6(a)和6(b)描绘了显示实施例1的有底圆柱活塞的改进例子的解释视图，图6(a)是有底圆柱活塞的前视图，图6(b)是沿着图6(a)的线A-A获得的剖视图。
图7(a)显示了实施例2，并且是用于执行压平的冲压机，图7(b)是分开为两部分的组合模的平面图，并且图7(c)是分开为三部分的组合模的平面图。
图8是包括了背景技术的有底圆柱活塞的制动盘的剖视图。
图9(a)和9(b)描绘了有底圆柱活塞的剖视图，显示了一种背景技术中的通过形成辊轧而形成用于防尘靴的凹槽的方法，图9(a)是用于解释通过成形辊轧辊形成凹槽的轮廓视图，图9(b)是在形成凹槽之后作为最终产品的有底圆柱活塞的剖视图。
参考数字和符号说明
20..有底圆柱活塞20a..活塞主体部分20b..开口端部20c..积聚部分22..卡钳24..液压缸26，27..摩擦垫28..压力板30..制动盘32..防尘靴34..用于防尘靴的凹陷凹槽36..凹陷凹槽38..材料40..凹陷模具42..冲压模具44..凹陷模具46..冲压模具48..冲压机50a，50b..上模具和下模具52..内部冲头54..弹出销56..外部冲头58..冲压机60a，60b..上模具和下模具62..内部冲头64..弹出销66..外部冲头70..有底圆柱活塞70b..开口端部70c..积聚部分
72..开槽部分74..用于防尘靴的凹陷凹槽78..冲压机80a，80b..上模具和下模具82..内部冲头84..弹出销86..外部冲头88a，88b..一对组合模具体实施方式
下面将解释本发明的示范性实施例。
实施例1将参考附图来解释本发明的实施例1。图1是包括了根据本发明的实施例1的有底圆柱活塞的制动盘的剖视图，图2(a)和2(b)是显示通过锻造形成有底圆柱部件的过程的剖视图，图3是用于形成有底圆柱活塞的小直径的开口端部侧(经受开口挤压)的冲压机的轮廓视图，图4是用于在开口端部附近形成用于防尘靴的凹槽的冲压机的轮廓视图，并且图5是在已经形成之后的有底圆柱活塞的剖视图。
如图1所示，应用到制动盘上的有底圆柱活塞20可滑动地装配，以插入到形成在卡钳22处的液压缸24中，并且有底圆柱活塞20由活塞主体部分20a和开口端部20b构成。当制动液压施加到液压缸24上时，通过操作有底圆柱活塞20，而使有底圆柱活塞20的开口端部20b的前端侧邻接到在一侧上支撑摩擦垫26的压力板28，并通过卡钳22在另一侧上通过摩擦垫27挤压制动盘30，而执行制动操作。
从液压缸24的端部延伸的有底圆柱活塞20的前端侧暴露在灰尘等中，因此，防尘靴32安装在液压缸24和有底圆柱活塞20的开口端部20b之间。其外形尺寸做得比活塞主体部分20a的外形尺寸小的开口端部20b形成有用于防尘靴的凹陷凹槽34，用于容纳防尘靴32的内端部分。液压缸24形成有凹陷凹槽36，用于容纳防尘靴的外端部分。防尘靴32装配到两个凹陷凹槽34、36。
将参考图2(a)和2(b)来解释通过锻造形成有底圆柱活塞20-1的方法。如图2(a)所示，切割为预定长度的碳钢杆部件插入凹陷模具40中，该凹陷模具40具有的内部直径的长度R1和有底圆柱活塞20的外部直径尺寸相同。在正常温度下通过冲压模具(冲头)42挤压碳钢杆部件，从而形成具有平滑的两端的材料38。如有必要，在材料38经受退火处理之后，如图2(b)所示，材料38插入具有和凹陷模具40的形状相同的形状的凹陷模具44中。接下来，通过具有和有底圆柱活塞20的内部直径尺寸相同的长度为R2的头部尺寸的冲压模具(冲头)46来挤压材料38，而获得有底圆柱活塞20-1，该有底圆柱活塞20-1在其整个部分上具有基本均匀的壁厚t，并具有外部直径尺寸R1和内部直径尺寸R2。
接下来，将解释一种在通过锻造形成的有底圆柱活塞20-1处形成具有均匀壁厚的小直径的开口端部20b的方法(开口挤压方法)。如图3所示，冲压机48由上和下模具50a、50b以及内部冲头52构成，弹出销54在固定在下面基底上的内部冲头52和固定到上面基底上的外部冲头56的内部沿着上下方向可以移动。
首先，如图3(附带提及，仅仅左半部)的处理之前所示，有底圆柱活塞20-1的开口端部侧指向下侧，并且有底圆柱活塞20-1的开口端部和上下模具50a、50b的内部形成接触。当通过外部冲头56施加指向下侧的力时，外部冲头56、有底圆柱活塞20-1向下移动，如图3(附带提及，仅仅左半部)的处理之后所示，通过上模具50a和内部冲头52挤压有底圆柱活塞20-1的前端部分，通过深度开口挤压形成开口端部20b，该开口端部20b具有的直径小于活塞主体部分20a的直径，提供了具有小直径的开口端部20b的有底圆柱活塞20-2。此后，通过向上推弹出销54，有底圆柱活塞20-2从模具50a、50b分离到上侧。
将参考图4解释形成用于防尘靴的凹陷凹槽34的方法，该凹陷凹槽34用于在以这种方式设置的有底圆柱活塞20-2的开口端部20b处连接防尘靴32的内端部分。如图4所示，用于使有底圆柱活塞20-2的开口端部20b经受压平处理的冲压机58由上和下模具60a、60b、内部冲头62、弹出销64和外部冲头66构成，该弹出销64可以在固定在下面基底上的内部冲头的内部沿着上下方向移动，外部冲头66固定在上面基底上。
首先，如图4(附带提及，仅仅左半部)的处理之前所示，当有底圆柱活塞20-2的开口端部20b的一侧指向下侧时，有底圆柱活塞插入上和下模具60a、60b中，以装配到内部冲头62，外部冲头66施加有指向下侧的力，外部冲头66、有底圆柱活塞20-2向下移动。另外，当向下移动到预定位置时，如图4(附带提及，仅仅左半部)的加工之后所示，通过内部直径小于开口端部的外部直径的下面模具60b和内部冲头62挤压有底圆柱活塞20-2的开口端部20b的前端部分，积聚部分20c形成在开口端部20b处。通过以这种方式压平而在开口端部20b的前端侧上移动额外的壁，而形成积聚部分20c，可以形成用于防尘靴的凹陷凹槽34的壁，并且可以连接防尘靴32的内端部分。此后，通过向上推左销64，有底圆柱活塞20从模具60a、60b分离到上侧。
根据通过冲压机58形成的有底圆柱活塞20，如图5所示，开口端部20b的前端部分A通过压平而移动到B，开口端部20b的壁厚t和活塞主体部分20a的壁厚t基本相同，开口端部20b在强度方面没有降低。
图6(a)和6(b)是了显示实施例1的有底圆柱活塞的改进例子的解释视图，图6(a)是有底圆柱活塞的前视图，图6(b)是沿着图6(a)的线A-A获得的剖视图。如图6(a)和6(b)所示，有底圆柱活塞70的积聚部分70c沿着圆周方向在三个部分处开槽，用于防尘靴的凹陷凹槽74和外部相连接。即，凹陷凹槽74通过开槽部分72和开口端部70b的开口侧相连接。
另外，在组装鼓形制动器或代替制动垫过程中，当在安装有防尘靴32的情况下有底圆柱活塞70插入液压缸24中的时候，在防尘靴32的内部进入正压状态并且防尘靴32膨胀到将要从用于防尘靴的凹陷凹槽74分离的情况下，用于防尘靴的凹陷凹槽74通过开槽部分72和外部连接，因此，在液压缸24内的正压空气可以从开槽部分72排到外面，并且可以防止防尘靴32的内端部分从用于防尘靴的凹陷凹槽74分离。
实施例2图7(a)显示了实施例2，并且是执行压平的冲压机的剖视图。图7(b)是分开为两部分的组合模的平面图。如图7(a)所示，用于执行压平的冲压机78由上和下模具80a、80b、内部冲头82、弹出销84和外部冲头86构成，该弹出销84可以在固定到下面基底上的内部冲头82的内部沿着上下方向移动，外部冲头86固定到上面基底上。
预先确定为形成用于防尘靴的凹槽的上模具80a的一部分安装有一对组合模88a、88b，这些组合模可以通过凸轮机构等沿着半径方向移动。通过安装这对组合模88a、88b，外部冲头86和有底圆柱活塞20-2向下移动，如图7(a) (附带提及，仅仅左半部)的处理之后所示，通过内部直径小于开口端部的外部直径的下模具80b和内部冲头52挤压有底圆柱活塞20-2的开口端部20b的前端部分，从而在开口端部20b处形成积聚部分20c。在这种情况下，通过调节形成积聚部分20c和移动组合模88a、88b到内部周边的时序，可以精确形成用于防尘靴的凹槽。此外，组合模可以由如图7(c)所示的三个或更多个部件构成。
以这种方式，根据本发明，通过锻造步骤、挤压步骤、压平步骤，用于防尘靴的凹槽形成在有底圆柱活塞处，因此，可以不需要切削，同时确保了开口端部的壁厚，可以缩短加工时间，并且，可以解决带来加工切屑的问题。
尽管已经如上所述参考附图对本发明的实施例1、2进行了解释，但是其特定构成并不限于所述实施例。例如，尽管根据示范性实施例，通过应用到制动盘上的例子进行了解释，但是本发明自然可以应用到具有防尘靴的通用的活塞操作设备中。此外，优选的是，根据防腐或提高耐用性等的使用目的，使设置为最终产品的具有用于防尘靴的凹槽的有底圆柱活塞经受化学镀等。
此外，尽管已经解释了作为变化的例子的、在三个部分处沿着圆周方向提供具有开槽部分的积聚部分的例子，但是优选的是，恰当地最佳选择设定开槽部分的数目和尺寸。
权利要求
1.一种制造有底圆柱活塞的方法，其中，该有底圆柱活塞在开口端部处形成有用于防尘靴的凹陷凹槽，所述方法包括锻造步骤，通过锻造来将金属材料加工成为有底圆柱部件；挤压步骤，通过开口挤压来加工有底圆柱部件的开口端，使得开口端部的一侧的直径小于活塞主体一侧的直径，并且有底圆柱部件总体设置有基本均匀的壁厚；并且压平步骤，通过从开口端部的前端到所述活塞主体的侧面进行压平，从而在开口端部处形成积聚部分，使得形成用于防尘靴的凹陷凹槽。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述积聚部分的至少一个部分形成有开槽部分，该开槽部分和用于防尘靴的凹陷凹槽连接。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，在压平步骤之前，组合模设定到预先确定为形成用于防尘靴的凹陷凹槽的一部分处。
4.一种活塞，其包括在有底圆柱活塞的开口端部处的用于防尘靴的凹陷凹槽，其中所述开口端部一侧的直径小于活塞主体一侧的直径；以及积聚部分，其设置在所述开口端部的前端上，并在所述积聚部分和所述活塞主体之间形成所述凹陷凹槽。
5.如权利要求4所述的活塞，其中，所述开口端部通过开口挤压被加工成为具有小的直径。
6.如权利要求4或5所述的活塞，其中，通过压平所述开口端部的前端到所述活塞主体一侧，加工所述积聚部分。
7.如权利要求4至6中任一项所述的活塞，其中，所述开口端部的壁厚基本和所述活塞主体的壁厚的厚度相同。
全文摘要
通过锻造金属材料，形成有防尘靴20，在防尘靴20中，形成有用于防尘靴的凹槽34的开口端部20b的一侧设置的直径小于活塞主体20a一侧的直径，其总体上设置有基本均匀的壁厚，此后，通过从开口端部20b的前端到活塞主体侧进行压平，通过在开口端部处提供积聚部分20c，而可以形成用于防尘靴的凹陷凹槽34。
文档编号F16D65/18GK101028682SQ20071008031
公开日2007年9月5日 申请日期2007年2月27日 优先权日2006年2月28日
发明者岩田幸雄, 松本茂德, 竹盛文雄 申请人:曙制动器工业株式会社