用于液壓缸體的活塞的制作方法
關(guān)鍵詞：液壓缸體 發(fā)布時(shí)間：2017-03-08 點(diǎn)擊數(shù)：1722
本發(fā)明還有一個(gè)目的在于提供一種活塞，該活塞內(nèi)裝有橫穿本體和插入件的管道，該管道用作為將來(lái)自缸體孔的加壓流體傳送至滑塊一旋轉(zhuǎn)斜盤的操作連接的路徑。
此外，本發(fā)明另有一個(gè)目的在于將活塞組裝在滑塊上，以便在缸體孔內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)的往復(fù)操作，并與液壓動(dòng)力裝置中的旋轉(zhuǎn)斜盤相連接。
本技術(shù)領(lǐng)域中的那些熟練技術(shù)人員將對(duì)這些和其它目的一目了然。
用于液壓動(dòng)力裝置的缸體的活塞具有筒形本體和終止于球形表面的一端部。該筒形本體可呈實(shí)心柱形或中空筒形管狀。該球形表面可呈內(nèi)凹空腔或外凸球體的形狀，并與一插入件連接，而該插入件是與筒形本體相分離的零件。筒形本體和插入件連接在一起構(gòu)成一完整的活塞。
實(shí)心或中空的本體是用中碳鋼或高碳鋼材料制造而成的。該材料適用于硬化，以便提供高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和高表面磨損特性。該筒形本體形成后包括位于一端處的內(nèi)凹座，以便插入件的定位和固定。
呈內(nèi)凹或外凸球形的插入件是用低碳鋼材料制造而成的。該材料可經(jīng)受熱處理而仍保持延展性。該插入件呈簡(jiǎn)單的帽狀，可與本體的一端相連接。或者，該插入件還可呈細(xì)長(zhǎng)狀，它包括一自球形表面端部延伸的圓盤，該球形表面端部在一相鄰的管狀頸部結(jié)構(gòu)旁。該細(xì)長(zhǎng)插入件被用來(lái)與中空本體相連接，以形成一具有封閉的內(nèi)部空腔的活塞。
在所有的情況下，*終形成的活塞內(nèi)裝有一管道，該管道通過(guò)本體和插入件。該管道用于提供一路徑，以使來(lái)自缸體的壓力缸體孔的壓力流體通過(guò)活塞和滑塊，與旋轉(zhuǎn)斜盤可操作地連接。
本體和插入件較佳地通過(guò)采用模制時(shí)由金屬微粒和粘結(jié)材料混合而成的模制材料金屬注模加工而成。該本體和插入件經(jīng)受除粘結(jié)(De-Binding)工藝，于是從模制材料中去除粘結(jié)材料，然后燒結(jié)這兩個(gè)零件，從而發(fā)生受控收縮。
該插入件適于終止于球體，以便與滑塊相連接；或者，由球窩所形成，以便容納一固接于滑塊的球形件。
圖1是活塞的縱剖圖，示出了中空本體、具有內(nèi)凹球窩端的細(xì)長(zhǎng)插入件以及外凸球形滑塊；圖2是另一種活塞的縱剖圖，示出了中空本體、具有外凸球形端的細(xì)長(zhǎng)插入件以及內(nèi)凹球窩滑塊；圖3是第三種活塞的縱剖圖，示出了中空本體、具有內(nèi)凹球窩端的插入件以及外凸球形滑塊；圖4是第四種活塞的縱剖圖，示出了中空本體、具有外凸球形端的插入件以及內(nèi)凹球窩滑塊；圖5是第五種活塞的縱剖圖，示出了實(shí)心本體、具有內(nèi)凹球窩端的插入件以及外凸球形滑塊；以及圖6是第六種活塞的縱剖圖，示出了實(shí)心本體、具有外凸球形端的插入件以及內(nèi)凹球窩滑塊。
請(qǐng)參閱圖1-6，相同的零件用相同的標(biāo)號(hào)和/或連續(xù)的字母來(lái)表示，以便于了解已提出的本發(fā)明各實(shí)施例。標(biāo)號(hào)10表示一活塞，它具有一筒形本體或套筒12和一中心孔14。該套筒12具有一底端16和一頭端18。(圖1。)插入件20安裝在中心孔14中，它具有一底端22和一頭端24。一環(huán)形突起部26形成于插入件底端22附近。類似地，頭部28位于頭端24處。一環(huán)形凹槽30形成于頭部靠近垂直環(huán)形臺(tái)肩32處。具有縮小的直徑的中心部或桿部34在底端22和頭端24之間延伸。直徑縮小的中心部34相對(duì)中心孔14的內(nèi)徑形成一環(huán)繞其本身的空腔36。一細(xì)長(zhǎng)的管道38沿著插入件的中心軸線延伸，并終止于位于頭部28中的球窩40處。
仍如圖1所示，滑塊42具有一球體44，它可轉(zhuǎn)動(dòng)地容納在球窩40之中。薄邊緣46存在于插入件20的頭端24與球體44之間，它適于朝著球體的外表面向內(nèi)卷曲，以便防止滑塊縱向移離球窩40。球體44仍然可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在球窩40之中。任何所需形狀的中心細(xì)長(zhǎng)管道48從管道38的內(nèi)端縱向延伸通過(guò)滑塊42，并終止于支承平表面50，該表面能與傳統(tǒng)的液壓泵或馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)斜盤相連接。
本體12較佳地由中至高碳金屬材料(例如，AISI4140)所制成。插入件20則由低碳金屬材料(例如，AISI1010)所制成。
插入件20在突起部26處與本體12相接觸。插入件還在頭端18附近的臺(tái)肩32處固定于本體12。使用釬焊加工將本體12與插入件20連接和密封在一起。可對(duì)活塞10進(jìn)行進(jìn)一步的熱處理，以使本體12變硬，并使插入件20保持延展性。釬焊和硬化可在一單個(gè)熱循環(huán)操作中進(jìn)行，以便進(jìn)行簡(jiǎn)化且經(jīng)濟(jì)的制造。
然后，將活塞10組裝于滑塊42，這樣，如上所述，外凸球體44將位于內(nèi)凹球窩40之中。接著，如上所述，使邊緣46卷曲在球體44上。由此形成的活塞10與滑塊42之間的連接將允許兩個(gè)零件之間轉(zhuǎn)動(dòng)和樞轉(zhuǎn)的自由度，同時(shí)又防止兩者分離。
此外，還打算將本體和插入件制造成略微不同的形狀，它們將繼續(xù)具有前面所述的獨(dú)有的優(yōu)良特征。
圖2示出了另一種活塞10A，其中，在活塞和滑塊上的球形表面形狀被調(diào)換。在這種替換設(shè)計(jì)中，插入件20A終止于球體52，該球體52容納在滑塊42A的球窩54之中。此外，組裝時(shí)必須使球體52位于球窩54之中，并使邊緣46A卷曲，如按照?qǐng)D1中的結(jié)構(gòu)所述的那樣。圖2中所示的諸零件的其余部分基本上與上述圖1中所示的零件相同。管道38A延伸通過(guò)插入件20A和球體52，以便與滑塊42A中的管道48A相連通。
圖3和4分別示出了另一對(duì)活塞結(jié)構(gòu)10D和10E。在這些結(jié)構(gòu)中，本體12D和12E呈具有內(nèi)部空腔的中空筒形?？擅髁说氖?，上述所有的特點(diǎn)和特征在這些變化形式里均有。雖然本體12和插入件20用不同的金屬是較佳的，但本發(fā)明并不限于此。圖3和4中的敞開空腔的中空活塞10E和10D具有減輕重量的優(yōu)點(diǎn)，從而適用于某些液壓動(dòng)力裝置。
圖5示出了在實(shí)心活塞10B的情況下的一種縮短的插入件20B。圖5還示出了在插入件20B的端部處的內(nèi)凹球窩40B，而對(duì)應(yīng)的外凸球體44B則在滑塊42B的端部處。另外，圖6示出了一種等同的實(shí)心活塞10C，其中插入件和滑塊的球形表面被調(diào)換，從而使插入件20C的端部為外凸球體52C，而內(nèi)凹球窩54C則處于滑塊42C的端部。
根據(jù)本發(fā)明，本體12-12E和插入件20-20E是由稱之為金屬注模(“MIM”)的工藝進(jìn)行制造的。該工藝在冶金技術(shù)領(lǐng)域中是已知的，但尚未運(yùn)用到液壓活塞的制造中去。插入件和本體可經(jīng)由某些溫度上的分批釬焊操作相連接，在這些溫度上，活塞本體可由淬火而硬化，從而產(chǎn)生磨損特性，而插入件則相對(duì)保持延展性，以便進(jìn)行上述的卷曲操作。該MIM工藝打算將金屬微粒與一種適當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)劑相混合。本體和帽狀件將被模制成圖中所示的形狀。一種典型的系統(tǒng)將包括利用一種用于粘性材料的釬焊媒體來(lái)組裝這兩個(gè)零件。該組裝的零件將在受控大氣或真空中以接近2050F°的溫度進(jìn)行釬焊；冷卻至1550F°，以使釬焊媒體凝固；加熱并穩(wěn)定在1550F°的溫度上；這些零件可在氣體、水、聚合物或油類中進(jìn)行淬火；清洗這些零件(倘若是真空釬焊和氣體淬火的話，則無(wú)須清洗)；然后在350-400F°的溫度上進(jìn)行回火。
這種工藝和設(shè)計(jì)形成了一種活塞，它包括下列成品特點(diǎn)球窩的尺寸和光潔度；平衡溝槽；以及貫穿活塞的孔。這種工藝去除了所有高成本的精修操作。