专利名称：用于压缩机的支承垫块的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种制造用于压缩机的支承垫块的方法。
在具有上述结构的压缩机中，旋转斜盘93与驱动轴同步旋转，并且相对于驱动轴作倾斜运动，在驱动轴的旋转下，旋转斜盘93的旋转运动通过支承垫块94转换成气缸91a内活塞92的直线往复运动，如图9所示。根据这些运动，可以在活塞92的头部处进行致冷气体的吸入、压缩和排出。在这个过程中，各支承垫块94的球面部分94a在活塞92的球面座92a的表面上滑动，支承垫块的平面部分94b在旋转斜盘93的表面上滑动。因此，为保证平滑的滑动动作，要求支承垫块94具有较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度。
一般来说，支承垫块94按照下面的工艺来制造，其包括切削工序和支承垫块成形工序。
切削工序如
图11所示，提供了含有SUJ2(日本工业标准JIS G4805)即高碳含铬钢的金属丝70。此金属丝70在切削工序S90中被切断，得到切削件71。
支承垫块成形工序然后进行支承垫块成形工序S91。在锻造工序S91a中，采用具有由下模95a和上模95b组成的球形型腔95c的锻模95来锻造各切削件71，从而形成如图12所示的球。结果，可得到具有轻微飞边72a的近似球形的钢球72，如图13所示。
然后，在图11中的去除飞边(去毛刺)工序S91b中，通过将钢球72夹在两块未示出的可旋转铸板之间并转动铸板，可以去除飞边(毛刺)，从而得到无飞边的钢球73。
接下来，在热处理工序S91c中进行淬火和回火，以获得经热处理后的球74。
在研磨工序S91d中，用与上述相似的铸板和磨石来研磨经热处理后的球74，从而得到经研磨后的球75。通过这种方式得到的坚硬的经研磨后的球75也可用作滚动轴承的滚珠。
此外，经研磨后的球75在退火工序S91e中进行退火，从而获得硬度比经研磨后的球75略低但没有内部变形的经退火后的球76。
随后，在旋转研磨工序S91f中，将经退火后的球76和浆状物放入未示出的旋转研磨机中，使它们一起转动。结果，经退火后的球76相互接触并相互研磨。这些球会变得更有光泽，而且粘附在这些球表面的斑点也会被除去。
此外，在清洗工序S91g中，利用超声波清洗来去除粘附在球表面上的细微斑点。进行目视检查工序S91h，然后在防腐处理工序S91i中在球上涂敷防腐蚀剂。这样，获得了具有真正球形的原球(rawball)77。
原球77在压制工序S91j中进行压制，以获得具有支承垫块形状的材料体78。
此外，在热处理工序S91k中进行淬火和回火处理。然后，在精磨工序S91l中，对具有支承垫块形状的材料体进行研磨，以获得符合标准的支承垫块的形状和表面粗糙度。在清洗工序S91m中对具有支承垫块形状的材料体进行进一步清洗，并且在干燥工序S91n中进行干燥，从而最终得到用于压缩机的支承垫块94。
传统的制造方法采用去除飞边工序S91b，因此，研磨工序S91d和旋转研磨工序S91f是必要的。也就是说，由于在锻造工序S91a中采用包括有下模95a和上模95b的锻模95来获得钢球72，因此很难获得所需的形状，这样，得到了体积比所需支承垫块的体积略大的切削件71，从而产生了飞边(毛刺)72a。由于在锻模95的上模95b和下模95a之间形成有微小的间隙，因此在此间隙中产生了飞边72a。
然而，根据上述传统的制造方法，支承垫块94是在制造出原球77之后由原球77制出。因此，许多工序是必须的，例如锻造工序S91a、去除飞边工序S91b、热处理工序S91c、研磨工序S91d、退火工序S91e和旋转研磨工序S91f。此外，由于通过上述工序来制造出原球77，其后，原球77又经过会使原球77发生变形的压制工序S91j来获得材料体78，材料体78又进行热处理工序S91k和精磨工序S91l。因此，对金属丝70的加工要经过非常多的工序。因此，这种加工耗时长且成本高。
为了达到以上目的，根据本发明，提供了一种制造用于压缩机的支承垫块的方法，其包括切削钢丝以得到切削件的工序和从切削件中形成压缩机支承垫块的工序，其中，在切削工序中，钢丝被切成使切削件具有与所需支承垫块的体积大约相等的体积，成形工序包括利用具有三个或多个型腔的锻模来顺序地锻造切削件，从而获得具有支承垫块形状的材料体；和至少通过热处理对所述材料体进行精加工，得到支承垫块。
在此方法中，在切削工序中将金属丝切成体积与所需支承垫块的体积大约相等的切削件，这样便得到了切削件。在此之后，在包括锻造工序和精加工工序的成形工序中加工支承垫块。因此，可以省去在传统制造方法中为获得原球而进行的热处理工序、研磨工序和回火工序。
另外，根据此方法，在切削工序中对切削件进行切削加工，使其体积与所需支承垫块的体积大约相等，而且在锻造工序中，切削件被具有三个或多个型腔的锻模依次地锻造，从而获得支承垫块。因此，在各锻造工序中切削件内产生的变形较小，所得的材料体具有高精度的尺寸，且产生飞边的机会也更小。因此不再需要传统的去除飞边工序。然后在精加工工序中对材料体进行热处理，得到支承垫块。
因此，根据此制造方法，与传统的制造方法相比，可以省去许多工序，而且还可以缩短加工时间，降低设备和物料的成本。因此，可以降低加工成本。由于减少了工艺数目，还可以因工序减少而防止了能源的浪费。
图4是第一材料体的侧视图；图5是第二锻模的局部侧剖视图；图6是第二材料体的侧视图；图7是第三锻模的局部侧剖视图；图8是材料体的侧视图；图9是具有此实施例和比较示例的支承垫块的压缩机的主要部分的剖视图；图10是根据此实施例和比较示例的支承垫块的侧视图；图11是传统示例的工艺图；图12是传统示例的锻模的局部剖视图；和图13是传统示例的钢球的侧视图。
切削工序如图1所示，在本发明实施例的制造用于压缩机的支承垫块的方法中，提供了包括有SUJ2(JIS G4805)即高碳含铬钢的金属丝1。进行切削工序S1，将金属丝1切成切削件，各切削件的体积与所需支承垫块8(图10)的体积大致相等。这样就获得了具有端面2a和另一端面2b的圆柱形切削件2，如图2所示。
支承垫块成形工序然后进行包括有下列工序的支承垫块成形工序S2，如图1所示。
(1)锻造工序进行锻造工序S21。为此，制备了分别如图3、图5和图7所示的三个锻模13，23和33。这些锻模13，23和33分别具有下模13a，23a和33a，以及可相对于下模13a，23a和33a移动的上模13b，23b和33b。下模13a，23a和33a与上模13b，23b和33b分别具有型腔13c，23d和33e。
首先，在图1所示的第一锻造工序S21a中使用的如图3所示的锻模13形成了型腔13c，其下模13a形成了平端面和周边表面，同时其上模13b形成了平端面、周边表面以及位于两者之间的倒圆部分。上模13b的平端面、倒圆部分和周边表面通过位于横截面内的曲线而与下模13a的周边表面平滑地连接。当切削件2在此型腔13c内进行锻造时，此切削件2的一个端面2a和周边面在一个曲面内延伸，此切削件2的一个端面2a形成如倒圆部分R的圆形。在这种情况下，上模13b的作用是在切削件2的一个端面2a上形成曲面。因此，上模13b不必与要连接的下模13a非常地接近。
接下来，将一个端面2a已倒成如倒圆部分R的切削件2翻转，它的另一端面2b也在同一锻模13的同一型腔13c中锻造。在这种情况下，上模13b不必与下模13a非常地接近就可以形成曲面。这样，另一端面2b的周边也被倒圆。这样就完成了第一工序21a，得到了如图1和图4所示的第一材料体4，其具有分别带有倒圆部分R的第一端面2a和另一端面2b。
在如图1所示的第二工序S21b中，第一材料体4在具有型腔23d的锻模23中锻造，型腔23d具有类似橄榄球的形状，即界于第一材料体4和支承垫块8之间的过渡形状，如图5所示。与第一锻模13的型腔13c相比，型腔23d完全被倒圆。下型腔部分比上型腔部分更弯曲。结果，可以得到如图6所示的橄榄球形的第二材料体6。在这种情况下，型腔23d的体积最好严格等于或略大于所需支承垫块8的体积。组成锻模23的上模23b和下模23a不可能精确地且严格地相互连接，在它们之间存在微小的间隙。因此，最好能避免因膨胀而在此间隙内产生飞边(毛刺)的因素。在形状稍稍接近球形的橄榄球形的第二材料体6的周边表面上没有飞边产生。
在如图1所示的第三工序S21c中，在具有与支承垫块8的形状一致的型腔33e的锻模33中锻造此橄榄球形的第二材料体6，如图7所示。结果，得到具有支承垫块形状的材料体7，如图8所示。这样就完成了锻造工序S2。在这种情况下，型腔33e的体积最好严格等于或略大于所需支承垫块8的体积。在具有接近于支承垫块8的形状的橄榄球形的第二材料体6转变成材料体7时，所产生的变形量较小。因此，可能产生飞边的因素也减少了。除了在中央区域可能会产生非常小的带状凹陷外，在支承垫块形状的材料体7上不会产生飞边。然而，如果会产生带状凹陷的话，此凹陷将位于支承垫块8的球面部分8a和平面部分8b之间的圆柱形部分8c上，而且，当支承垫块8安装在压缩机内时，此凹陷不会位于相对活塞92的球面座92a和旋转斜盘93滑动的滑动部分上，因此此凹陷不会产生负面影响。
精加工工序随后进行精加工工序S22，其包括下列工序。
具有支承垫块形状的材料体7在热处理工序S22a中进行淬火和回火。然后再进行精磨工序S22b、清洗工序S22c和干燥工序S22d。结果，可以得到用于压缩机的支承垫块8。
比较示例在比较示例的制造方法中，采用如图11所示的制造压缩机支承垫块的传统方法来得到用于压缩机的支承垫块94。
将此实施例的制造方法与比较示例的制造方法进行比较，并对从这些制造方法中得到的支承垫块8和94进行如下的相互比较。
在此实施例的制造方法中，通过在锻造工序S21中锻造切削件2，可以从切削件2中直接得到具有支承垫块形状的材料体7。结果，可以省去在比较制造方法中用于得到原球77的热处理工序S91c、研磨工序S91d、退火工序S91e、旋转研磨工序S91f、清洗工序S91g和检查工序S91h。
在本发明的制造方法中，金属丝1在切削工序S1中被切成切削件，各切削件的体积与所需支承垫块8的体积大致相等。同样，在本发明的制造方法中，在锻造工序S21的三个锻造阶段中使用了分别具有三个型腔13c，23d和33e的锻模13，23和33，以形成具有支承垫块形状的材料体7，各锻造阶段中的变形较小。结果，在锻造工序中形成的材料体7具有更高精度的尺寸，而且很少产生飞边。因此，还可以省略传统上要进行的去除飞边(去毛刺)工序S91b。
因此，根据此实施例的制造方法，可以缩短加工时间，降低设备和物料的成本，从而降低制造成本。同样，由于减少了工序的数量，还可以防止能源的浪费。
在此实施例中，分三个阶段进行锻造工序S21，即使用分别具有三个型腔13c，23d和33e的锻模13，23和33。然而，也可以在得到橄榄球形的第二材料体6的第二工序S21b和得到支承垫块形状的材料体7的第三工序S21c之间再加上另一个具有单独型腔的锻模。这样，可以将橄榄球形的材料体6成形为具有接近支承垫块形状的材料体，从而可以在锻造橄榄球形的材料体时进一步减少变形量。
虽然在上文中通过参考用于说明的特定实施例对本发明进行了介绍，但对于本领域的技术人员来说很明显，在不脱离本发明的基本概念和范围的前提下可以对其进行许多其它的修改。
权利要求
1.一种制造用于压缩机的支承垫块的方法，包括工序切削钢丝以得到切削件；和从所述切削件中形成所述用于压缩机的支承垫块；其中，在切削工序中切削所述金属丝，使得其体积与所需支承垫块的体积大致相等；其中，所述支承垫块成形工序包括工序采用具有三个或更多型腔的锻模依次地锻造所述切削件，从而得到具有所述支承垫块形状的材料体；和通过至少热处理来对所述材料体进行精加工，得到所述支承垫块。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三个或更多型腔至少包括第一型腔，其具有带倒圆端部的基本圆柱形的形状；第二型腔，其具有在所述第一型腔形状和所述支承垫块形状之间的过渡形状；第三型腔，其具有与所述支承垫块形状一致的基本平面部分和基本球面部分。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述精加工工序包括热处理工序、精磨工序、清洗工序和干燥工序。
全文摘要
通过将金属丝切成各具有与所需支承垫块大致相同的体积的切削件来制造压缩机的支承垫块。采用具有三个型腔的锻模依次对切削件进行锻造。切削件首先被锻造成带有小倒圆部分的圆柱形形状，然后是橄榄球形状，最后是与支承垫块形状相一致的形状。随后进行包括热处理在内的精加工工序，从而得到压缩机的支承垫块。
文档编号F04B27/08GK1392343SQ0212335
公开日2003年1月22日 申请日期2002年6月14日 优先权日2001年6月15日
发明者富田正伸, 三浦康弘, 长尾和彦, 古川忠 申请人:株式会社丰田自动织机