專利名稱：制造發(fā)動機活塞活塞環(huán)槽空心鑲套的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及制造發(fā)動機活塞活塞環(huán)槽空心鑲套的一種方法和裝置。特別是涉及高效率、高精度地制造活塞環(huán)槽空心鑲套的一種方法和裝置，鑲套鑄入到小型柴油發(fā)動機的活塞上，形成第一活塞環(huán)槽和冷卻第一活塞環(huán)槽的環(huán)形冷卻通道。
組成柴油機燃燒室的氣缸和活塞工作在燃燒的沖擊壓力、熱等高負荷之下，并要求有長期使用壽命。為了滿足這種要求，近來開發(fā)出一種活塞，在靠近活塞第一環(huán)槽處具有環(huán)形的冷卻通道，冷卻液(發(fā)動機油)流經(jīng)環(huán)形冷卻通道，從而冷卻活塞。
為了有效地冷卻活塞，有必要使環(huán)形冷卻通道盡可能地靠近活塞環(huán)槽。如

圖15和圖16所示，推薦的方法是通過鑄入工藝將一個活塞環(huán)槽空心鑲套85裝到鋁合金活塞80頂部的外周表面。(例如，日本未審查專利申請JP-A-5-231539)。
在圖15和圖16中，活塞環(huán)槽空心鑲套85的結構包括，一個U形橫截面的成形金屬板環(huán)10和一個鑄造環(huán)82，通過焊接環(huán)10的外周部分和環(huán)82的內(nèi)周表面83，使它們成為一體。成形金屬板環(huán)10通過金屬板輥軋成形得到，金屬板金屬與構成活塞體的鋁合金具有相同的熱膨脹系數(shù)。鑄造環(huán)82由高耐磨性，并具有與活塞體相同熱膨脹系數(shù)的材料制成，例如，耐蝕高鎳鑄鐵材料。成形金屬板環(huán)10和鑄造環(huán)內(nèi)表面83一起構成冷卻通道86。鑄造環(huán)82具有活塞環(huán)槽81，用于容納第一活塞環(huán)。
成形金屬板環(huán)10，是U形橫斷面的金屬板，至今為止如下制造一塊長290mm，寬18mm，厚0.6mm的不銹鋼板，作為示例，用輥軋成形機械制成弓形形狀。然后，已制成弓形形狀的鋼板，裝到焊接裝置的圓形橫截面的夾具上，在兩端進行對接焊，使其成為一個環(huán)(鋼板環(huán))，環(huán)再通過輥軋成形為U形橫截面的零件。
鑄造環(huán)由耐磨高鎳鑄鐵(Cast Niresist)材料制成，其內(nèi)徑略小于U形橫截面鋼板環(huán)的外徑。加熱鑄造環(huán)使其內(nèi)徑增大，在這種狀態(tài)下，成形鋼板環(huán)預熱裝配到鑄造環(huán)上。然后，成形鋼板環(huán)和鑄造環(huán)的連接面用焊接裝置焊接到一起。
上面描述的U形橫截面的成形鋼板環(huán)，至今為止通過進行下面步驟來制造通過焊接對接端形成的鋼板環(huán)，用輥軋成形裝置在它的兩個邊緣形成圓環(huán)，例如在日本未審查專利申請JP-A-6-210383和JP-A-6-269882中已有描述。然后，成形鋼板環(huán)從輥軋成形裝置上拆下來，固定到車削裝置上，車削每個圓環(huán)的外周部分，將外徑加工到與鑄造環(huán)相適應的預定尺寸。下一步，成形鋼板環(huán)固定到去毛刺裝置上，除掉圓環(huán)邊緣部分在車削過程中形成的毛刺。
在傳統(tǒng)技術中，總體說，每道加工步驟中，成形鋼板環(huán)都要移動和固定到一個獨立的、特殊用途的加工裝置上。于是制造過程需要大量的工時。而且，每次成形鋼板環(huán)固定時，固定位置都可能稍有不同。這對于制造高精度的成形鋼板環(huán)是一個障礙。
另外，傳統(tǒng)技術要求三個特殊用途的裝置，例如輥軋成形裝置、車削裝置、和去毛刺裝置。這些制造裝置不是一體的，而是分散在各處。結果，系統(tǒng)的總體尺寸變大了。而且，因為需要大量的獨立裝置，安裝費用也很大。于是，傳統(tǒng)技術下不能高效率地制造活塞環(huán)槽空心鑲套。
JP-A-269882(Japanese Patent Application UnexaminedPublication，KOKAI)提出了一種技術，進行輥軋成形和車削時，不需要將加工零件移動到不同的加工機械上。在這種技術下，浮動環(huán)的對中和固定操作并不能流暢地進行。因此，仍然不能實現(xiàn)高效率的加工。
本發(fā)明的目的之一，是提供制造發(fā)動機活塞活塞環(huán)槽空心鑲套的一種方法和裝置，它克服了傳統(tǒng)技術的缺點，特別是它將輥軋成形裝置、車削裝置和去毛刺裝置合并成一個單一的加工裝置，于是在構成活塞環(huán)槽空心鑲套的成形鋼板環(huán)的每個制造步驟，不必將加工零件從一個加工裝置上拆下來，裝到下一個加工裝置上，從而使成形鋼板環(huán)可以連續(xù)、高效地制造。
本發(fā)明的另一個目的，是將輥軋成形裝置、車削裝置和去毛刺裝置合并成一個單一的加工裝置，實現(xiàn)緊湊的結構，使該裝置可以安裝在狹窄的空間，從而有效地利用工廠的空間，并降低安裝費用。
本發(fā)明的又一個目的，是通過對安裝在浮動環(huán)外周的鋼板環(huán)進行輥軋成形加工，使成形鋼板環(huán)的加工達到高精度，浮動環(huán)松動裝配在成形槽中，使浮動環(huán)可以在徑向自由移動。
本發(fā)明還有一個目的，是通過簡單地在對中零件上形成一個錐形部分，并通過相對簡化的操作，使對中零件在軸向移動，使錐形部分與浮動環(huán)的孔配合，從而使浮動環(huán)和成形鋼板環(huán)能夠高精度地相對成形模的軸向中心對中，由于浮動環(huán)和成形鋼板環(huán)相對成形模軸向中心高精度地對中，也使得成形鋼板環(huán)圓環(huán)部分可以車削到高精度，并使去毛刺加工可以連續(xù)地、容易地進行。
用根據(jù)本發(fā)明制造發(fā)動機活塞環(huán)槽空心鑲套的方法和裝置制造的發(fā)動機活塞活塞環(huán)槽空心鑲套包括，一個成形鋼板環(huán)，它具有一個圓柱形部分和從圓柱形部分兩個邊緣伸展出去的圓環(huán)，一個環(huán)體，它具有一個內(nèi)周表面和一個活塞環(huán)槽，成形鋼板環(huán)的每個圓環(huán)的外周部分與環(huán)體的內(nèi)周表面相連接?；钊h(huán)槽空心鑲套安裝在靠近發(fā)動機活塞頂部的位置，構成活塞環(huán)槽和與之相鄰的冷卻通道。
根據(jù)本發(fā)明的制造方法所包括的步驟有，制造成形鋼板環(huán)，它具有一個圓柱形部分和從圓柱形部分兩個邊緣伸展出去的圓環(huán)；制造環(huán)體，它具有一個內(nèi)周表面和一個活塞環(huán)槽；組合成形鋼板環(huán)和環(huán)體，使成形鋼板環(huán)每個圓環(huán)的外周部分與環(huán)體的內(nèi)周表面配合，將圓環(huán)的外周部分和環(huán)體的內(nèi)周表面連在一起。
制造成形鋼板環(huán)的步驟包括，制造鋼板環(huán)的步驟，以及準備制造裝置的步驟。制造成形鋼板環(huán)的制造裝置包括，一個具有圓周成形槽的成形模，一個浮動環(huán)，一個成形輥，一個切削刀具和一個去毛刺工具。
制造成形鋼板環(huán)的步驟還包括，將鋼板環(huán)裝配到成形模上，使鋼板環(huán)覆蓋在成形槽上，使浮動環(huán)處于可徑向移動狀態(tài)，轉動成形模，同時沿徑向向內(nèi)使成形輥壓在鋼板環(huán)上，形成鋼板上的圓環(huán)；使浮動環(huán)處于相對成形模軸向中心對中和固定的狀態(tài)，轉動成形模，同時使切削刀具壓在圓環(huán)的外周部分，對圓環(huán)的外周部分進行車削，使浮動環(huán)處于相對成形模軸向中心對中和固定的狀態(tài)，轉動成形模，同時使去毛刺工具壓在圓環(huán)的外周部分上，從圓環(huán)上除掉毛刺。
根據(jù)本發(fā)明制造成形鋼板環(huán)的過程的三個步驟，即形成鋼板環(huán)圓環(huán)的步驟，車削圓環(huán)外周部分的步驟和去毛刺的步驟，是作為連續(xù)的過程進行的。進行這三個步驟時，成形鋼板環(huán)不用從制造裝置上拆下。去毛刺步驟包括了將圓環(huán)的外周部分分別裝入去毛刺裝置的周向槽形切削刃中的步驟。
制造組成本發(fā)明中的發(fā)動機活塞活塞環(huán)槽空心鑲套的成形鋼板環(huán)的裝置包括，一個具有圓周成形槽的成形模；一個一端具有錐形部分的對中零件，對中零件可以軸向滑動；一個浮動環(huán)；一個將鋼板環(huán)裝在成形模上的鋼板環(huán)固定器，它使鋼板環(huán)覆蓋在成形槽上，和與成形模外周部分的工件夾具一起夾緊鋼板環(huán)；一個具有預定寬度的成形輥，其寬度小于成形槽寬度，成形輥可以將鋼板環(huán)沿徑向向內(nèi)壓向成形槽，由此在鋼板環(huán)上形成圓環(huán)；一個用于切削旋轉的成形鋼板環(huán)圓環(huán)的外周部分的切削刀具；一個去毛刺工具，用于與旋轉的成形鋼板環(huán)的圓環(huán)相接觸，去除切削過程中產(chǎn)生的毛刺。
浮動環(huán)裝在成形槽上，具有和成形鋼板環(huán)內(nèi)徑相等的外徑。浮動環(huán)內(nèi)周表面的一邊稍微倒角，可以有選擇地與對中零件的錐形部分相配合或相分離。當?shù)菇沁吪c錐形部分配合時，浮動環(huán)處于相對成形模軸向中心對中的固定位置，而當?shù)菇沁吪c錐形部分分離時，浮動環(huán)處于可在成形槽中沿徑向移動的可移動位置。當用成形輥在鋼板環(huán)上形成圓環(huán)時，浮動環(huán)處于可移動狀態(tài)，可以在成形槽中沿徑向移動。當用切削刀具切削成形鋼板環(huán)圓環(huán)的外周部分時，以及用去毛刺工具去除毛刺時，浮動環(huán)處于固定的對中狀態(tài)。
成形輥的寬度小于成形槽的寬度，它們之間的寬度差大約是成形鋼板環(huán)鋼板厚度的兩倍。去毛刺工具具有周向槽形的切削刃，寬度大約等于成形鋼板環(huán)的鋼板厚度，圓環(huán)的外周部分分別插入去毛刺工具的槽形切削刃中，從圓環(huán)上去掉毛刺。成形模具有一個與對中零件同軸的圓柱體，一個帶圓環(huán)部分的環(huán)軸，一個滑動裝配在圓柱體外周表面上的工件夾具。在圓柱體和圓環(huán)之間形成成形槽。
鋼板環(huán)固定器具有滑動裝配在一個支座上的軸，一個鋼板環(huán)支承零件固定在軸上，與成形模軸向相對，并且其外周表面有許多沿徑向的凸出部分，一個鋼板環(huán)夾持器滑動安裝在支座的外周表面上，夾持器具有凹入槽，可以分別與凸出部分配合。這些徑向凸出部分的外徑與鋼板環(huán)的內(nèi)徑相等。
在根據(jù)本發(fā)明的制造裝置中，在鋼板環(huán)支承零件和鋼板環(huán)夾持器與成形模分離的狀態(tài)下，鋼板環(huán)從一個送進裝置送進，裝到鋼板環(huán)支承零件的外周表面上，然后，鋼板環(huán)支承零件和成形模軸向移動，互相配合，使鋼板環(huán)可以放置到成形槽上，被夾緊在鋼板環(huán)夾持器和工件夾具之間。
圖1是透視圖和局部垂直截面圖，表明了制造成形鋼板環(huán)的順序。
圖2是透視圖，表明了制造成形鋼板環(huán)的裝置的基本零部件。
圖3是成形模的透視圖。
圖4是部分剖開透視圖，表明了成形模的結構。
圖5是成形模的分解透視圖。
圖6是垂直截面圖，示出了成形模，以及與鋼板環(huán)裝在一起的鋼板環(huán)固定器，它們處于互相分開的初始狀態(tài)。
圖7是垂直截面圖，表明了成形模和鋼板環(huán)固定器，它們組合在一起，鋼板環(huán)固定在成形模上。
圖8是垂直截面圖，示出了用成形輥使鋼板環(huán)成形的初步狀態(tài)。
圖9是垂直截面圖，表明了用成形輥使成形鋼板環(huán)成形后的狀態(tài)。
圖10是垂直截面圖，表明了用車削裝置車削成形鋼板環(huán)的圓環(huán)的方式。
圖11是垂直截面圖，表明了車削加工完成后的狀態(tài)。
圖12是垂直截面圖，表明了用去毛刺裝置從圓環(huán)上去除毛刺的方法。
圖13是垂直截面圖，表明了成形鋼板環(huán)加工完成后，成形模和鋼板環(huán)固定器互相分離的方法。
圖14是垂直截面圖，表明了加工完成后的成形鋼板環(huán)從成形模上頂出的方法。
圖15是部分截面圖，表明了具有鑄入的活塞環(huán)槽空心鑲套的活塞。
圖16是活塞環(huán)槽空心鑲套的截面圖。
下面將用附圖所示的實施例對本發(fā)明進行描述。在圖2到圖5中，根據(jù)本發(fā)明的成形鋼板環(huán)的制造裝置1包括，一個成形模2，一個對中零件3，一個浮動環(huán)4，一個成形輥5，一個鋼板環(huán)固定器6，一個車削裝置8，以及一個去毛刺裝置9。
首先，參考圖1對制造成形鋼板環(huán)10的加工順序進行簡要描述。一塊長290mm、寬18mm、厚0.6mm的不銹鋼板，作為示例方式，被加工成弓形，然后在制成弓形的不銹鋼板的兩端進行對接焊，形成鋼板環(huán)11(圖1(a))，然后將它固定到輥軋成形裝置(未示出)上，在兩邊形成圓環(huán)10a，制成成形鋼板環(huán)10(圖1(b))。
下一步，用車削裝置8車削兩個圓環(huán)10a的外周部分，使圓環(huán)10a的外徑達到預定的尺寸(圖1(c)和圖1(a))。車削過程中，在圓環(huán)10a的端部形成了毛刺10b(圖1(e)和圖1(f))。
將外徑車削加工到預定尺寸的成形鋼板環(huán)10的圓環(huán)10a插入去毛刺裝置9的槽形切削刃28a中，去除毛刺10b，完成成形鋼板環(huán)10的加工。去毛刺裝置9的槽形切削刃28a可以是具有日本未審查申請JP-A-7-237021中所描述的刀刃部分的切削刃，也可以是具有JP-A-8-71846中所描述的刀刃部分的切削刃。
成形模2用于通過輥軋成形在鋼板環(huán)11兩邊形成圓環(huán)10a。在圖2到圖5中，成形模2具有硬化處理過的金屬圓柱體12，以防止輥軋成形過程中的磨損。圓柱體12具有位于中間部分的配合孔12a，以及位于一端的容納對中零件的腔體12b。腔體12b的直徑大于配合孔12a。
配合孔12a與環(huán)軸13相配合，環(huán)軸13上具有與圓柱體12外徑相同的圓環(huán)部分13a。環(huán)軸13還具有軸部13b，軸部13b上有徑向方孔13c。圓環(huán)13a和圓柱體12固定成為一個整體，彼此間隔的距離與被加工的成形鋼板環(huán)10的寬度相等。圓柱體12和圓環(huán)13a之間形成成形槽14。
環(huán)軸13的圓環(huán)13a的外端面13d上形成一個凹槽13e。凹槽13e與鋼板環(huán)固定器6的凸出部分21b相配合(如后面將描述的那樣)，使成形模2和鋼板環(huán)固定器6相互定位。
浮動環(huán)4在鋼板環(huán)11輥軋成形過程中支撐鋼板環(huán)11，以使成形鋼板環(huán)10達到期望的高精度的內(nèi)徑。浮動環(huán)4是環(huán)形零件，具有和成形鋼板環(huán)10相同的寬度。浮動環(huán)4的外徑與圓柱體12的外徑相同。浮動環(huán)4在中間部分形成一個孔4a。孔4a的直徑小于容納對中零件的腔體12b的內(nèi)徑。浮動環(huán)4裝配在成形槽14中，并被設計成可在成形槽14中沿徑向移動?？?a的一邊稍微倒角，以減輕孔4a與對中零件3的錐形部分3a配合時所產(chǎn)生的應力。
對中零件3使浮動環(huán)4相對成形模2的軸向中心對中。對中零件3在一端形成錐形部分3a，并在中間部分形成一個孔3b?？?b與環(huán)軸13的軸部13b相配合，使對中零件3可在軸部13b上沿軸向滑動。
固定零件15由螺釘16鎖緊在對中零件3的另一端。固定零件15可以在環(huán)軸13的方孔13c中沿軸向移動。固定零件15通過銷19與驅動軸18連接，驅動軸18滑動裝配在環(huán)軸13的軸部13b中。通過軸向移動驅動軸18，使對中零件3靠近浮動環(huán)4，錐形部分3a壓入浮動環(huán)4的孔4a中，從而使浮動環(huán)4相對成形模2的軸向中心對中。驅動軸18的軸向移動也可導致對中零件3和浮動環(huán)4的分離，解除錐形部分3a與浮動環(huán)4的孔4a之間的壓力配合，從而使浮動環(huán)4可以在成形槽14中徑向自由移動。
鋼板環(huán)固定器6將鋼板環(huán)11送進到成形模2的成形槽14上面，并在車削成形鋼板環(huán)10的圓環(huán)10a之前夾緊成形鋼板環(huán)10。鋼板環(huán)固定器6位于與成形模2沿軸向相對的位置。鋼板環(huán)固定器6具有一個固定在基座(未示出)上的支座20，以及滑動裝配在支座20的配合孔20a中的軸22。軸22的末端固定在一個環(huán)支承零件21上。
環(huán)支承零件21在端部有六個沿徑向伸展的凸出部分21a。凸出部分21a的外徑與鋼板環(huán)11的內(nèi)徑相等，使固定零件21可以支承鋼板環(huán)11，鋼板環(huán)11由自動送進裝置(未示出)供給。
一個圓柱形鋼板環(huán)夾持器23滑動裝配在支座20的外周上。鋼板環(huán)夾持器23的內(nèi)徑與環(huán)軸13的圓環(huán)13a的外徑相等。鋼板環(huán)夾持器23具有凹入槽23a，與環(huán)支承零件21的六個凸出部分21a相對。當環(huán)支承零件21縮進鋼板環(huán)夾持器23中時，凸出部分21a進入凹入槽23a中，使環(huán)支承零件21的移動不會導致干涉。
另外，工件夾具24軸向可移動地裝配在成形模2的圓柱體12的外周上，使它可以和鋼板環(huán)夾持器23相配合，將鋼板環(huán)兩端夾緊，從而使鋼板環(huán)固定器6可以固定住鋼板環(huán)11。
成形輥5用于對鋼板環(huán)11進行輥軋成形。在圖2中，成形輥5是可移動的，可以靠向或離開成形模2。一個輥25可轉動地支承在支座26上，以朝向成形槽14。輥軋成形過程中，輥25被轉動，并被壓進成形槽14中，從而使鋼板環(huán)11被輥軋成形。
車削裝置8車削輥軋成形鋼板環(huán)10的圓環(huán)10a。在圖2中，車削刀具27放置在與成形模2相對的位置，以使車削刀具27可以在成形模2的軸向移動。車削刀具27與被鋼板環(huán)夾持器23和工件夾具24夾緊并旋轉著的成形鋼板環(huán)10相接觸，從而車削圓環(huán)10a的外周部分。
去毛刺裝置9從圓環(huán)10a上去除車削過程中產(chǎn)生的毛刺。一個去毛刺輥28可轉動地裝在支座29上，可以靠向或離開成形槽14移動。
去毛刺輥28具有槽形切削刃28a，其寬度與成形鋼板環(huán)10的厚度相等，通過將圓環(huán)10a分別插入槽形切削刃28a中，從圓環(huán)10a的端部去除毛刺10b。
從圖1(a)所示的鋼板環(huán)11制造出圖1(g)所示的兩邊具有圓環(huán)10a的成形鋼板環(huán)10的方法包括以下步驟，使一端具有錐形部分3a的對中零件3與浮動環(huán)的孔4a分離，使浮動環(huán)處于可沿徑向移動的狀態(tài)；使鋼板環(huán)11裝在圓周形的成形槽14上；使寬度略小于成形槽14寬度的輥25壓向鋼板環(huán)11，將其壓入成形槽14中，從而在鋼板環(huán)11兩邊形成圓環(huán)10a。這種方法還包括下面步驟，使對中零件3的錐形部分3a受壓，以與浮動環(huán)4的孔4a配合，使成形鋼板環(huán)10和浮動環(huán)4相對成形模2的軸向中心對中；對圓環(huán)10a的外周部分進行車削；使去毛刺裝置9的寬度與鋼板環(huán)11厚度相等的圓周形的槽形切削刃28a與圓環(huán)10a相接觸以從圓環(huán)10a端部去除車削過程中產(chǎn)生的毛刺10b。
在圖6所示的制造成形鋼板環(huán)10的方法中，鋼板環(huán)11由自動送進裝置(未示出)供給，裝到與成形模2分離的鋼板環(huán)固定器6的環(huán)形支承零件21的六個凸出部分21a上。如圖7所示，成形模2沿箭頭A的方向移動，裝在凸出部分21a上鋼板環(huán)11移動到環(huán)軸13的圓環(huán)13a上。下一步，成形模2沿箭頭A的方向移動，向箭頭B的方向壓支承零件21。使支承零件21的凸出部分21b進入凹入槽13e中，使成形模2和鋼板環(huán)固定器6相互定位。
從鋼板環(huán)支承零件21移到環(huán)軸13上的鋼板環(huán)11被鋼板環(huán)夾持器23壓緊，通過夾在鋼板環(huán)夾持器23和工件夾具24之間而位于成形槽14上面。這時，對中零件3在箭頭A的方向受壓，使錐形部分3a與浮動環(huán)4的孔4a受壓配合。于是，浮動環(huán)4的外周相對環(huán)軸13的圓環(huán)13a處于對中狀態(tài)。于是，鋼板環(huán)11平滑地移動到位于成形槽14上面的位置，而不會被卡住。
然后，在圖8中，驅動軸18沿箭頭C的方向移動，使對中零件3與浮動環(huán)4分離，從而消除孔4a和錐形部分3a之間的受壓配合，使浮動環(huán)4可以在成形槽14中沿徑向自由移動。然后，軸22連同鋼板環(huán)11按箭頭F的方向轉動，同時按箭頭D方向轉動的輥25沿箭頭E方向移動以與鋼板環(huán)11接觸。然后，輥25進一步沿箭頭E方向移動，將鋼板環(huán)11壓進成形槽14中，使鋼板環(huán)11被輥軋成形，在兩邊形成圓環(huán)10a。
這時，成形鋼板環(huán)10的內(nèi)周部分與浮動環(huán)4相接觸，在這種狀態(tài)下，成形鋼板環(huán)10在浮動環(huán)4沿徑向移動的同時被輥軋成形。于是，成形鋼板環(huán)按照浮動環(huán)4的外徑被輥軋成形，完成高精度的加工，不會產(chǎn)生偏差。
輥軋成形加工完后，在圖9中，輥25沿箭頭G的方向移動，從而使輥25從成形模2上離開。下一步，在圖10中，鋼板環(huán)夾持器23沿箭頭j的方向移動，同時工件夾具24沿與箭頭j相反的方向移動。也就是說，鋼板環(huán)夾持器23和工件夾具24互相靠近，從兩端夾緊輥軋成形鋼板環(huán)10。而且，驅動軸18沿箭頭H的方向移動，使對中零件3的錐形部分3a與浮動環(huán)4的孔4a配合，從而使浮動環(huán)4和成形鋼板環(huán)10相對成形模2的軸向中心對中。然后，軸22按箭頭F方向轉動，帶動成形鋼板環(huán)10旋轉，同時，車削刀具27靠近成形模2并沿箭頭I的方向移動，從而車削成形鋼板環(huán)10的圓環(huán)10a(圖11)。
下一步，在圖12中，去毛刺輥28按箭頭K方向轉動，去毛刺裝置9沿箭頭L的方向移動，使圓環(huán)10a插入槽形切削刃28a中，毛刺10b被從圓環(huán)10a端部切削去除掉。然后，在圖13中，成形模沿箭頭M的方向移動，與鋼板環(huán)固定器6分離。這時，鋼板環(huán)支承零件21在彈簧力作用下沿箭頭N的方向移動，回到原來的位置，加工完的成形鋼板環(huán)10留在成形模2上，處于裝在浮動環(huán)4上的狀態(tài)。
下一步，在圖14中，工件夾具24沿箭頭型的方向移動，推動裝在浮動環(huán)4上的成形鋼板環(huán)10，使其沿箭頭P的方向落下。于是，制造成形鋼板環(huán)10的過程完成。然后，上面描述的步驟連續(xù)重復，從而自動地、高效地制造成形鋼板環(huán)10。
根據(jù)本發(fā)明，一個輥軋成形裝置、一個車削裝置和一個去毛刺裝置合并在一個單一的加工裝置中，于是，構成活塞環(huán)槽空心鑲套的成形鋼板環(huán)在每個制造步驟中，不用從一個加工裝置上拆下來，再裝到下一個加工裝置上。從而使成形鋼板環(huán)能夠自動地、連續(xù)地、高效地制造。
在根據(jù)本發(fā)明的制造裝置中，一個輥軋成形裝置、一個車削裝置和一個去毛刺裝置被合并在一個單一的加工裝置中，實現(xiàn)了緊湊的結構，使加工裝置可以安裝在較窄的空間。從而，有可能有效地利用工廠的空間，并降低安裝費用。
根據(jù)本發(fā)明，通過簡單地在一個對中零件的一端形成一個錐形部分，并通過進行使對中零件軸向移動以使其錐形部分與浮動環(huán)的孔相配合的操作，可使一個浮動環(huán)和一個成形鋼板環(huán)能夠相對成形模軸向中心高精度地定位。于是，浮動環(huán)的對中和固定可以相對容易地在較短的時間內(nèi)有效地進行。
根據(jù)本發(fā)明，一個具有與成形鋼板環(huán)內(nèi)徑相等的外徑的浮動環(huán)。松動安裝在成形槽中。在鋼板環(huán)輥軋成形過程中，浮動環(huán)可以沿徑向移動，鋼板環(huán)在與浮動環(huán)外周接觸的同時被輥軋成形，由此使鋼板環(huán)被輥軋成U形橫截面的形狀。于是，成形鋼板環(huán)可以高精度地得到期望的內(nèi)徑。
另外，通過沿成形模軸向移動對中零件的錐形部分，使錐形部分與浮動環(huán)的孔配合，從而使浮動環(huán)和成形鋼板環(huán)相對成形模軸向中心對中和固定。于是，后續(xù)的圓環(huán)的車削可以高精度地進行，并且去毛刺加工可以緊接著車削加工進行，而不用將成形鋼板環(huán)移到另一個裝置上。
權利要求
1.一種制造發(fā)動機活塞活塞環(huán)槽空心鑲套的方法，空心鑲套放置在靠近發(fā)動機活塞頂部的地方，構成活塞環(huán)槽和與活塞環(huán)槽相鄰的冷卻通道，所說的方法包括以下步驟制造成形鋼板環(huán)(10)，它具有一個圓柱形部分和從圓柱形部分兩邊向外伸展的圓環(huán)；制造具有一個內(nèi)周表面和一個活塞環(huán)槽的環(huán)體；將成形鋼板環(huán)和環(huán)體組合到一起，使成形鋼板環(huán)每個圓環(huán)的外周部分與環(huán)體的內(nèi)周表面相配合；使圓環(huán)的外周部分和環(huán)體的內(nèi)周表面連接到一起；所說的制造成形鋼板環(huán)的步驟包括以下步驟制造鋼板環(huán)(11)；準備制造裝置，所述裝置包括，一個具有周向成形槽(14)的成形模(2)；一個裝在成形槽中的浮動環(huán)(4)，通過使帶有錐形部分的對中零件與浮動環(huán)的孔配合或分離，可以有選擇地使浮動環(huán)處于可徑向移動的狀態(tài)或相對于成形模軸向中心對中和固定的狀態(tài)；一個預定寬度小于成形槽寬度的成形輥(5)；一個切削裝置(8)，以及一個去毛刺裝置(9)；將鋼板環(huán)裝到成形模上，使鋼板環(huán)位于成形槽(14)上面；使浮動環(huán)處于可徑向移動的狀態(tài)，在轉動成形模的同時，將成形輥沿徑向向內(nèi)壓向鋼板環(huán)，從而在鋼板環(huán)上形成圓環(huán)；使浮動環(huán)處于相對成形模軸向中心對中和固定的狀態(tài)，在轉動成形模的同時，將切削裝置(8)壓向圓環(huán)的外周部分，從而車削圓環(huán)的外周部分；使浮動環(huán)處于相對成形模軸向中心對中和固定的狀態(tài)，在轉動成形模的同時，將去毛刺裝置(9)壓向圓環(huán)的外周部分，從而從圓環(huán)上去除毛刺。
2.如權利要求1所述的制造方法，其特征在于，在鋼板環(huán)上形成圓環(huán)的步驟、車削圓環(huán)外周部分的步驟和去除毛刺的步驟作為連續(xù)的過程進行，并且在進行這些步驟的同時，成形鋼板環(huán)不用從制造裝置上拆下來。
3.如權利要求1所述的制造方法，其特征在于，去除毛刺的步驟包括將圓環(huán)的外周部分分別插入到構成去毛刺裝置(9)的去毛刺輥(28)的周向槽形切削刃(28a)中。
4.一種制造發(fā)動機活塞活塞環(huán)槽空心鑲套的成形鋼板環(huán)(10)的裝置，所說的活塞環(huán)槽空心鑲套包括，一個成形鋼板環(huán)(10)，它具有一個圓柱形部分和從圓柱形部分兩邊向外伸展的圓環(huán)，一個環(huán)體，它具有一個內(nèi)周表面和一個活塞環(huán)槽，成形鋼板環(huán)的每個圓環(huán)的外周部分和環(huán)體的內(nèi)周表面連接在一起，所說的活塞環(huán)槽空心鑲套放置在靠近發(fā)動機活塞頂部的地方，構成一個活塞環(huán)槽和與活塞環(huán)槽相鄰的冷卻通道，所說的制造裝置包括一個具有周向成形槽(14)的成形模(2)；一個一端具有錐形部分的對中零件(3)，所說的對中零件可以軸向移動；一個裝在成形槽(14)中的浮動環(huán)(4)，所說的浮動環(huán)具有和成形鋼板環(huán)內(nèi)徑相等的外徑，所說的浮動環(huán)可以有選擇地與對中零件的錐形部分配合或分離，從而使浮動環(huán)處于相對成形模軸向中心對中和固定的狀態(tài)或者處于可在成形槽(14)中沿徑向移動的狀態(tài)；一個鋼板環(huán)固定器(6)，它將鋼板環(huán)放置到成形模上，使鋼板環(huán)位于成形槽上面，它和位于成形模外周部分上的工件夾具(24)共同作用，夾緊鋼板環(huán)；一個成形輥(5)，它具有小于成形槽寬度的預定寬度，所說的成形輥可以沿徑向向內(nèi)壓進成形槽中，從而在鋼板環(huán)上形成圓環(huán)；一個切削裝置(8)，用于切削旋轉著的圓環(huán)的外周部分；一個去毛刺裝置(9)，與旋轉著的圓環(huán)接觸，從圓環(huán)上去除切削時產(chǎn)生的毛刺；其中當成形輥(5)在鋼板環(huán)上形成圓環(huán)時，浮動環(huán)(4)可在成形槽中沿徑向移動，當切削裝置切削成形鋼板環(huán)圓環(huán)的外周部分時和去毛刺裝置(9)去除毛刺時，浮動環(huán)處于固定的對中狀態(tài)。
5.如權利要求4所述的制造裝置，其特征在于，所說的成形輥(5)的預定寬度小于成形槽的寬度，其寬度差大約為成形鋼板環(huán)厚度的兩倍，所說的去毛刺裝置(9)有周向槽形切削刃(28a，28a)，其寬度大約等于成形鋼板環(huán)厚度，由此圓環(huán)的外周部分分別插入到去毛刺裝置的槽形切削刃中，以從圓環(huán)上去除毛刺。
6.如權利要求4所述的制造裝置，其特征在于，成形模(2)包括，一個與對中零件(3)同軸的圓柱體(12)，一個帶圓環(huán)(13a)的環(huán)軸(13)，以及一個滑動裝配在圓柱體外周表面上的工件夾具(24)，在圓柱體(12)和圓環(huán)(13a)之間形成成形槽(14)；鋼板環(huán)固定器(6)包括，一個滑動裝配在支座(20)上的軸(22)，一個與軸(22)固定在一起的鋼板環(huán)支承零件(21)，它與成形模(2)軸向相對，在它的外周表面上有許多徑向突出部分(21a)，以及一個滑動裝配在支座(20)的外周表面上的鋼板環(huán)夾持器(23)，夾持器上有許多凹入槽(23a)，分別與那些徑向突出部分(21a)配合，徑向突出部分(21a)的外徑等于鋼板環(huán)的內(nèi)徑；其中當鋼板環(huán)支承零件和鋼板環(huán)夾持器與成形模(2)沿軸向相分離的狀態(tài)下，鋼板環(huán)從送進裝置送進，裝到鋼板環(huán)支承零件的外周表面上，然后，鋼板環(huán)支承零件和成形模(2)軸向移動，互相配合，使鋼板環(huán)放置到成形槽(14)上，并被夾緊在鋼板環(huán)夾持器(23)和工件夾具(24)之間。
全文摘要
一種制造發(fā)動機活塞活塞環(huán)槽空心鑲套的方法和裝置?；钊h(huán)槽空心鑲套包括成型鋼板環(huán)(10)和環(huán)體。制造成型鋼板環(huán)(10)的步驟包括將鋼板環(huán)裝到成型模(2)的成型槽上；使浮動環(huán)處于可軸向移動狀態(tài)，轉動成型模，將輥壓向鋼板環(huán)，在鋼板環(huán)上形成圓環(huán)(10a)；使浮動環(huán)處于相對成型模軸向中心對中和固定的狀態(tài)，使切削刀具靠向圓環(huán)外周，車削圓環(huán)外周部分；保持浮動環(huán)對中和固定狀態(tài)，使去毛刺工具靠向圓環(huán)外周，從圓環(huán)上去除毛刺。
文檔編號B21D53/16GK1161077SQ96190910
公開日1997年10月1日 申請日期1996年6月11日 優(yōu)先權日1995年8月14日
發(fā)明者中島研志 申請人:日野自動車工業(yè)株式會社