專利名稱：慣性壓入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將兩個部件相互壓入的技術(shù)，特別涉及對兩個部件中的至少一方，朝相互接近的方向施加動能，從而使該兩個部件相互壓入的技術(shù)。
在慣性壓入技術(shù)中，要求在壓入終了時兩個部件的相對位置(以下稱為“壓入終了位置”)穩(wěn)定。為了滿足該要求，在慣性壓入技術(shù)中，本發(fā)明者提出了使兩個部件彼此相接，以此來規(guī)定壓入終了位置的方案。
但是，在實施該方案時，兩個部件在相接后，如果在其中的一方上殘留著動能，則該兩個部件產(chǎn)生反沖，使壓入終了位置偏離規(guī)定的位置。
本發(fā)明是鑒于上述問題而作出的，其目的在于提供一種能使兩個部件的壓入終了位置十分穩(wěn)定的慣性壓入方法。
該目的用下述本發(fā)明的各實施例實現(xiàn)。對各實施例注以編號，該實施例與采用該編號的權(quán)利要求的記載相同，以便于理解將各項所記載的特征組合起來采用的可能性。本說明書中記載的特征及其組合，不限定于以下所述。(1)．慣性壓入方法，對兩個部件中的至少一方，賦予使該兩個部件朝相互接近方向的動能，將該兩個部件相互壓入；其特征在于，通過使該兩個部件彼此相接，規(guī)定壓入終了時的兩個部件的相對位置，同時，在其相接后，利用兩個部件中至少一方的塑性變形，來吸收殘留在兩個部件中至少一方上的動能。
在該方法中，兩個部件相接后殘留在至少一方部件(兩個部件中被賦予動能的一方)上的動能，作為塑性變形能被兩個部件中的至少一方吸收。因此，根據(jù)該方法，在兩個部件相接后，即使在至少一方的部件上殘留動能，也能使壓入終了位置不太偏離規(guī)定的位置。
這里所述的“兩個部件”，可以分別是一個部件，也可以是若干零件的組裝體。當(dāng)各部件是若干零件的組裝體時，這些若干零件之中，可以包含專用于上述壓入時使用的零件。專用于壓入時的零件可以是緩沖體，兩個部件之中，該緩沖體所屬的部件與另一方部件彼此相接后，通過緩沖體的塑性變形，吸收相接后殘留的動能(過剩的動能)(2)．如(1)項記載的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件中的至少一方，在與另一方部件相接的相接部，比與另一方部件緊密嵌合的嵌合部容易塑性變形。
根據(jù)方法，相接后殘留的動能由相接部吸收，這樣，兩個部件的壓入終了位置穩(wěn)定，同時，緊密嵌合部產(chǎn)生與另一方部件結(jié)合的錨固效果，提高兩個部件的結(jié)合力。(3)．如(2)項記載的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件中的至少一方的維氏硬度Hv，在上述相接部，比上述緊密嵌合部小。
通常，材料的硬度與該材料的屈服應(yīng)力有正相關(guān)關(guān)系，具體地說，硬度越低屈服應(yīng)力越小。材料的屈服應(yīng)力越小越容易塑性變形，也就越容易把來自外部的能量作為塑性變形能吸收。因此，材料的硬度越低越容易吸收來自外部的能量。另外，材料的硬度與該材料的恢復(fù)系數(shù)有正相關(guān)關(guān)系，具體地說，硬度越低恢復(fù)系數(shù)越小。材料的恢復(fù)系數(shù)越小，與另一部件相接時產(chǎn)生的反沖越小。硬度的測定有各種方法，其中之一是維氏硬度。根據(jù)上述見解，作為上述(2)項所記載方法的一實施例，成為記載在本項中的方法。(4)．如(1)至(3)中任一項記載的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件彼此相接的兩個相接部中的至少一方，具有容許該兩個相接部的至少一方塑性變形而材料流動的形狀。
根據(jù)該方法，借助兩個相接部中的至少一方的形狀因素，確保塑性變形的容易性，這樣，更有效地吸收相接后過剩的動能。(5)．如(1)至(4)中任一項記載的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件在傾斜的相接面彼此相接，該傾斜的相接面相對于與該兩個部件接近方向成直角的平面傾斜，這樣，壓入終了時的兩個部件的相對位置被規(guī)定。
在相對于兩個部件接近方向成直角的相接面，使該兩個部件相接，以此來規(guī)定兩個部件的壓入終了位置時，在其相接后，與從一方部件作用到另一方部件上的過剩力大小相等的反沖力，與上述過剩力反向地從另一方部件作用到一方部件上。而用傾斜的相接面(該傾斜的相接面傾斜于與兩個部件相互接近方向成直角的平面)使兩個部件相互相接來規(guī)定兩個部件的壓入終了位置時，在其相接后，與從一方部件作用到另一方部件上的過剩力大小相等的反沖力，與過剩力反向地從另一方部件作用到一方部件上。因此，過剩力的大小相同時，后者比前者在相接后一方部件從另一方部件受到的反沖力減小，在相接后，過剩力產(chǎn)生的一方部件從另一方部件反沖的距離縮短。
基于上述見解，本項記載的方法中，兩個部件的壓入終了位置，是通過在傾斜的相接面(該傾斜的相接面傾斜于與兩個部件相互接近方向垂直的平面)使該兩個部件相接而規(guī)定的。因此，根據(jù)該方法，在相接后即使殘留著動能，也能借助兩個部件中至少一方的形狀因素，使反沖力減少，使兩個部件的壓入終了位置穩(wěn)定化。(6)．如(1)至(5)項中任一項記載的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件中的一方，是汽車動力操縱裝置中使用的扭力桿，另一方是被壓入該扭力桿的、上述動力操縱裝置中使用的軸，扭力桿中的與軸相接部分的維氏硬度Hv約為450以下，軸上的與扭力桿相接部分的維氏硬度Hv約為300以下。
本發(fā)明者對汽車動力操縱裝置中使用的扭力桿、以及被壓入該扭力桿的、動力操縱裝置中使用的軸這樣兩個部件進行了實驗，結(jié)果如后所述，當(dāng)扭力桿中的與軸相接部分的維氏硬度Hv為450以下、軸上的與扭力桿相接部分的維氏硬度Hv為300以下時，可有效地抑制該兩個部件的反沖?；谠撘娊猓鞒隽擞涊d在本項中的方法。(7)．如(1)至(5)項中任一項記載的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件的至少一方中的、與另一方部件相接部分的維氏硬度Hv在約450以下。(8)．如(1)至(5)項中任一項記載的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件的至少一方中的、與另一方部件相接部分的維氏硬度Hv在約400以下。(9)．如(1)至(5)項中任一項記載的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件的至少一方中的、與另一方部件相接部分的維氏硬度Hv在約350以下。(10)．如(1)至(5)項中任一項記載的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件的至少一方中的、與另一方部件相接部分的維氏硬度Hv在約300以下。(11)．如(1)至(10)項中任一項記載的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件的一方，備有形成了有底嵌合孔的嵌合凹部，另一方備有與該嵌合孔緊密嵌合的嵌合凸部，嵌合凸部被壓入并與嵌合孔的底面相接。
根據(jù)本實施例，可以把形成嵌合孔的底面的部分和嵌合凸部的前端部，作為相接部，不必形成帶臺階部、法蘭等的專用相接部。(12)．如(11)項記載的慣性壓入方法，其特征在于，在上述嵌合凸部的前端面上，設(shè)有直徑比該嵌合凸部小的突起，該突起與上述嵌合孔的底面相接。
這樣，由于使直徑小于嵌合凸部的突起與嵌合孔的底面相接，所以突起與嵌合孔底面的相接面積小，兩者中的至少一方容易塑性變形。另外，壓縮力通過突起傳遞到嵌合凸部的中央部，通過嵌合凸部的中央部的塑性變形，嵌合凸部的直徑增加，與嵌合凹部的壓入余量增加，可提高嵌合凸部與嵌合凹部的結(jié)合強度。當(dāng)嵌合凸部的中央部的硬度低于外周部硬度時，該效果尤為顯著。在實施(1)～(11)、(15)～(21)各項記載的特征時，并不一定要在嵌合凸部的前端面設(shè)置直徑比嵌合凸部小的突起。例如，如果借助嵌合凸部的前端部本身和/或嵌合凹部的底部的塑性變形，能充分吸收過剩能量抑制或防止反沖，則也可以不設(shè)置突起。(13)．如(12)項記載的慣性壓入方法，其特征在于，在嵌合凹部的底面中央部形成凹坑，上述突起的角部與該凹坑的周邊部相接。
由于凹坑部分不與突起相接，所以相接面積小，更容易產(chǎn)生塑性變形。(14)．如(12)項記載的慣性壓入方法，其特征在于，在嵌合凹部的底面中央部形成圓錐形的凹坑，上述突起的角部與該凹坑的圓錐面相接。
如果凹坑的圓錐面與突起的角部相接，使形成圓錐面的部分塑性變形，則角部吃進圓錐面，本身也塑性變形，產(chǎn)生錨固效果，兩個部件的結(jié)合力增加。也可對突起的角部實施倒角，使該倒角部與圓錐面相接。也可以不實施倒角，而用尖的角部相接。但是，后者情況下，突起和圓錐面最好不要用鑄鐵等脆性材料形成。(15)．如(1)至(14)項中任一項記載的慣性壓入方法，其特征在于，上述塑性變形，使得上述兩個部件因反沖產(chǎn)生的、實際壓入終了位置偏離規(guī)定壓入終了位置的偏離量的極大值在設(shè)定偏離量(容許范圍的上限值)以下，上述規(guī)定壓入終了位置是上述兩個部件剛好相接的壓入終了位置。
如后所述，當(dāng)兩個部件相互相接部分的至少一方塑性變形時，隨著賦予兩個部件中至少一方的動能的增加，先是反沖量(實際壓入終了位置偏離規(guī)定壓入終了位置的偏離量)增加，但是當(dāng)動能加大時，反沖量減少，最終成為負(fù)值。兩個部件的相接面從剛好相接狀態(tài)更深地壓入時，實際壓入終了位置偏離規(guī)定壓入終了位置的偏離量成為負(fù)值。換言之，在以動能為橫軸、以反沖量為縱軸的曲線上，反沖量呈現(xiàn)極大點。兩個部件相互相接部分的塑性變形能越大，該極大值越小。因此，如果兩個部件的相接部分的塑性變形能之和為一定以上，則可將反沖量的極大值納入容許范圍內(nèi)，這時，即使賦予的動能量在廣范圍內(nèi)不均勻，其壓入長度也在容許范圍內(nèi)。本實施例即為實現(xiàn)這一狀態(tài)的實施例，賦予動能量的管理容易，可降低制造成本。本實施例的實施時，偏離量的極大值在0.5mm以下為宜，最好在0.3mm以下，在0.2mm以下則更好。(15)項到(18)項的實施例，最好與在嵌合凸部前端形成突起的實施例組合起來實施。(16)．如(1)至(15)項中任一項記載的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件彼此壓入的嵌合凹部和嵌合凸部中的至少嵌合凸部，產(chǎn)生上述塑性變形，并且，上述兩個部件因反沖產(chǎn)生的、實際壓入終了位置偏離剛好相接基準(zhǔn)壓入終了位置的偏離量的增加率，在隨著動能增加而減少的偏離量增加率減少區(qū)域中，進行上述兩個部件的壓入。
如上所述，反沖產(chǎn)生的壓入終了位置的偏離量，與兩個部件的相接部的塑性變形有密切關(guān)系，如果偏離量進入偏離量增加率減少區(qū)域，則在嵌合凸部產(chǎn)生塑性變形，基于該塑性變形，可得到結(jié)合力增加的效果。本項到(18)項的兩個部件的結(jié)合強度增加措施，可一并采用兩個部件的壓入終了位置穩(wěn)定化措施(在能得到兩方效果的條件下實施)，也可分別獨立地采用。(17)．如(1)至(15)項中任一項記載的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件彼此壓入的嵌合凹部和嵌合凸部中的至少嵌合凸部，產(chǎn)生上述塑性變形，并且，上述兩個部件因反沖產(chǎn)生的、實際壓入終了位置偏離剛好相接基準(zhǔn)壓入終了位置的偏離量，在隨著動能增加而減少的偏離量減少區(qū)域，進行上述兩個部件的壓入。
在偏離量減少區(qū)域，更可得到結(jié)合力增加效果。(18)．如(17)項記載的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件彼此壓入的嵌合凹部和嵌合凸部中的至少嵌合凸部，產(chǎn)生上述塑性變形，并且，上述兩個部件的壓入，是在上述偏離量減少區(qū)域進行，并且，是在反沖產(chǎn)生的偏離量在設(shè)定偏離量以下的區(qū)域進行。
根據(jù)該實施例，基于塑性變形，可得到結(jié)合力增加效果，可確保預(yù)定的壓入長度。當(dāng)偏離量的極大值大于設(shè)定偏離量時，在該極大點的兩側(cè)的區(qū)域，反沖量小于設(shè)定偏離量，所以，即使把賦予的能量控制在屬于該兩側(cè)區(qū)域中任一方的量，雖然偏離量可以在設(shè)定偏離量以下，但是，基于嵌合凸部的塑性變形的結(jié)合強度增加效果，在賦予動能大于極大點的區(qū)域一定能得到，并且可得到足夠大，而在賦予動能小于極大點的區(qū)域，有時能得到有時得不到。(19)．慣性壓入方法，對兩個部件中的至少一方，賦予使該兩個部件朝相互接近方向的動能，將該兩個部件相互壓入；其特征在于，通過使該兩個部件隔著緩沖體彼此相接，來規(guī)定壓入終了時兩個部件的相對位置，同時，在該兩個部件隔著緩沖體相接后，利用緩沖體的塑性變形，吸收殘留在上述兩個部件中的至少一方上的動能。
該方法中，把兩個部件隔著緩沖體相接后殘留在至少一方部件上的動能，作為塑性變形能被緩沖體吸收，因此，根據(jù)該方法，在隔著緩沖體的相接后，即使殘留著動能，壓入終了位置也不太偏離規(guī)定的位置。
另外，根據(jù)該方法，緩沖體的能量吸收特性可以與兩個部件材料的性質(zhì)無關(guān)，所以，不受兩個部件的材料性質(zhì)的制約，可有效地吸收過剩的動能。
利用本緩沖體的能量吸收特性的實施例中，也可采用利用上述兩個部件相接部的塑性變性的實施例(15)項以下的特征。以下兩項即為其代表例。(20)．如(19)項記載的慣性壓入方法，其特征在于，上述塑性變形，使得上述兩個部件的實際壓入終了位置偏離剛好相接的規(guī)定壓入終了位置的、因反沖產(chǎn)生的偏離量，在設(shè)定偏離量(容許范圍的上限值)以下。(21)．如(19)或(20)項記載的慣性壓入方法，其特征在于，上述緩沖體的外徑，小于上述兩個部件相互壓入的嵌合凸部和嵌合凹部中的嵌合凸部的外徑，并且，上述反沖產(chǎn)生的偏離量，在隨著動能的增加而減少的偏離量減少區(qū)域，進行上述兩個部件的壓入。
緩沖體具有與形成在嵌合凸部前端的突起同樣的作用，基于嵌合凸部的塑性變形，得到結(jié)合強度增加的效果。(22)．如(1)、(2)、(4)、(11)、(15)～(18)項中的任一項記載的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件相接時，至少在相接當(dāng)初，相接突起與硬度低于該相接突起的被相接部相接，相接突起吃進被相接部。
本實施例中，至少在兩個部件的相接當(dāng)初，設(shè)在兩個部件中任一方上的相接突起，與設(shè)在另一方上的被相接部相接，相接突起吃進硬度低的被相接部，這樣，被相接部塑性變形，吸收兩個部件中至少一方上殘留的動能的至少一部分。根據(jù)該方法，在兩個部件相接當(dāng)初，即使在至少一方上殘留動能，壓入終了位置也不會太偏離規(guī)定的位置。(23)．如(22)項記載的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件，在備有有底嵌合孔的嵌合凹部和嵌合凸部緊密嵌合，上述相接突起是上述嵌合孔的底面的一部分突出而形成的相接突起，上述被相接部是上述嵌合凸部的前端面。
如果相接突起是由嵌合孔的底面的一部分突出形成的，則與被相接部即嵌合凸部前端面的相接面積，比嵌合孔的底面與嵌合突部前端面相接時小，容易產(chǎn)生塑性變形。另外，通過嵌合凸部前端部的塑性變形，嵌合凸部的外形最大尺寸增加，與嵌合凹部的壓入余量增加，可提高嵌合凸部與嵌合凹部的結(jié)合強度。(24)．如(22)項記載的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件，在備有有底嵌合孔的嵌合凹部和嵌合凸部緊密嵌合，上述相接突起是夾設(shè)在上述嵌合孔底面與嵌合凸部端面間的、硬度比該底面和端面的至少一方高的夾設(shè)物。
本實施例適合于使嵌合孔的底面或嵌合凸部的前端面的一部分突出、在構(gòu)造上或材質(zhì)上提高硬度有困難的情形。這樣，用夾設(shè)物構(gòu)成相接突起，只要使夾設(shè)物的硬度比嵌合孔底面和嵌合凸部端面的至少一方高即可，可增加兩個部件材質(zhì)選擇的自由度，增加兩個部件的至少一方與相接突起的硬度差的設(shè)定自由度。夾設(shè)物可用粘接、錫焊等臨時固定在兩個部件中保持靜止?fàn)顟B(tài)的一方部件上，也可以用硬焊等牢固地固定在兩個部件中的任一方上。另外，根據(jù)夾設(shè)物的形狀，可以在兩個部件的一方上形成保持孔，將夾設(shè)物保持在該保持孔內(nèi)。如果保持孔具有能穩(wěn)定保持夾設(shè)物的形狀，則也可以省略掉上述的臨時固定、硬焊等。(25)．如(24)項記載的慣性壓入方法，其特征在于，上述夾設(shè)物是鋼球。
根據(jù)本實施例，夾設(shè)物便宜且剛性高，如果采用市售的鋼球，更加降低成本。(26)．如(23)至(26)項中任一項記載的慣性壓入方法，其特征在于，在上述有底嵌合孔的內(nèi)周面底面附近，形成直徑比其它部分大的下挖部，通過上述相接突起吃進嵌合凸部的前端面，嵌合凸部的前端部被擴開，與上述下挖部接合。
根據(jù)本實施例的方法，被相接突起擴開的嵌合凸部前端部的材料的流動，被下挖部容許，所以，嵌合凸部的前端部更加容易塑性變形，在相接當(dāng)初過剩的動能被有效吸收。另外，嵌合凸部的被擴開部分與下挖部接合，良好地防止嵌合凸部與嵌合凹部脫開，增加兩個部件的結(jié)合力。下挖部也可以是環(huán)狀溝槽，也可以是形成在花瓣形等部分上的凹部。(27)．如(22)項記載的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件，在備有有底嵌合孔的嵌合凹部和嵌合凸部緊密嵌合，上述相接突起是上述嵌合凸部的前端面的一部分突出而形成的相接突起，上述被相接部是上述嵌合孔的底面，相接突起吃進嵌合孔的底面。
本實施例中，由嵌合凹部的塑性變形吸收在相接當(dāng)初殘留的動能的至少一部分，兩個部件的壓入終了位置穩(wěn)定化。(28)．慣性壓入方法，對兩個部件中的至少一方，賦予使該兩個部件朝相互接近方向的動能，將該兩個部件相互壓入；其特征在于，上述兩個部件，在備有貫通嵌合孔的嵌合凹部和嵌合凸部緊密嵌合，從貫通嵌合孔的被嵌合凸部壓入側(cè)相反側(cè)的開口，第3部件插入到嵌合孔中的狀態(tài)下，嵌合凸部被壓入嵌合孔直到與第3部件相接。
嵌合孔是貫通孔時，可用第3部件規(guī)定兩個部件的壓入終了位置。從嵌合凸部壓入側(cè)相反側(cè)的開口插入了第3部件的狀態(tài)，把嵌合凸部壓入嵌合孔并與第3部件相接，可將嵌合凸部的壓入終了位置規(guī)定在所需的位置。通過選擇第3部件的插入深度，可適當(dāng)?shù)卦O(shè)定兩個部件的壓入終了位置。(29)．如(28)項記載的慣性壓入方法，其特征在于，在上述第3部件的插入嵌合孔部分的前端面上，形成硬度高于嵌合凸部前端面的相接突起，該相接突起吃進嵌合凸部的前端面。
由于形成在第3部件上的相接突起吃進嵌合凸部的前端面，嵌合凸部的前端部塑性變形，吸收殘留在兩個部件中至少一方上的動能的至少一部分，防止或抑制嵌合凸部與第3部件的反沖，壓入終了位置不會太偏離規(guī)定的位置。(30)．如(29)項記載的慣性壓入方法，其特征在于，上述嵌合孔內(nèi)周面的、與上述第3部件前端面相鄰的部分，形成圓環(huán)狀溝槽，上述嵌合凸部的因上述相接突起吃進而被擴開的部分，與該圓環(huán)狀溝槽接合。
根據(jù)本實施例，嵌合凸部的前端部容易塑性變形，并且，嵌合凸部的被擴開部分與嵌合孔的圓環(huán)狀溝槽接合，所以，兩個部件的結(jié)合力更增加。
圖2是在上述第1實施例中，表示兩個部件的壓入進行狀況的側(cè)面斷面圖。
圖3是在上述第1實施例的比較例中，表示兩個部件的壓入進行狀況的側(cè)面斷面圖。
圖4是在本發(fā)明第2實施例之慣性壓入方法中，表示兩個部件中的一方的側(cè)面圖。
圖5是表示該兩個部件的壓入終了狀態(tài)的側(cè)面斷面圖。
圖6是在本發(fā)明第3實施例之慣性壓入方法中，表示兩個部件中的一方的側(cè)面圖。
圖7是表示該兩個部件的壓入終了狀態(tài)的側(cè)面斷面圖。
圖8是在本發(fā)明第4實施例之慣性壓入方法中，表示緩沖體的正面圖。
圖9是表示用該慣性壓入方法將兩個部件成為壓入終了狀態(tài)的側(cè)面斷面圖。
圖10是表示適合于實施本發(fā)明第5實施例和第6實施例之慣性壓入方法的慣性壓入裝置的側(cè)面斷面圖。
圖11是說明本發(fā)明第5實施例和第6實施例之慣性壓入方法的曲線圖。
圖12是對用上述第6實施例之慣性壓入方法壓入的組合體，沿軸線剖切且放大表示的圖。
圖13是在本發(fā)明第7實施例之慣性壓入方法中，表示兩個部件的壓入進行狀況的側(cè)面斷面圖。
圖14是在本發(fā)明第8實施例之慣性壓入方法中，表示兩個部件的壓入進行狀況的側(cè)面斷面圖。
圖15是在本發(fā)明第9實施例之慣性壓入方法中，表示兩個部件的壓入進行狀況的側(cè)面斷面圖。
圖16是對用本發(fā)明第10實施例之慣性壓入方法壓入的組合體，沿軸線剖切且放大表示的圖。
下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實施例。
本發(fā)明的第1實施例，是將第1部件作為移動部件，將第2部件作為靜止部件，將第1部件壓入第2部件的方法。具體地說，如圖1所示，是將第1部件10加速，把第1部件10的嵌合凸部11壓入第2部件12的嵌合凹部16內(nèi)的方法。第1部件10是車輛動力操縱裝置中使用的扭力桿，第2部件12是在該動力操縱裝置中與扭力桿不能脫離且不能相對旋轉(zhuǎn)地壓入的軸。兩部件10、12是調(diào)質(zhì)鋼制。
第1部件10是圓形斷面，具有沿一軸線延伸的形狀，在其一端部形成上述嵌合凸部11。第2部件為帶臺階的圓柱狀，在一端面中央形成有底的嵌合孔17，形成該嵌合孔17的部分就是上述的嵌合凹部16。在嵌合孔17的底面中央部形成凹坑18。該凹坑18是在對第2部件12進行鉸孔加工前的下孔加工時，用鉆頭的前端形成的。
為了使嵌合凸部11與嵌合凹部16緊密嵌合，嵌合凸部11的壓入前外徑尺寸比嵌合凹部16的壓入前內(nèi)徑尺寸大。在嵌合凸部11的外周面，沿軸方向延伸的凸臺和溝槽在周方向交替排列，形成為鋸齒。
本慣性壓入方法用該圖所示的慣性壓入裝置實施。
該慣性壓入裝置，備有將第2部件12保持為水平姿勢的保持裝置40。保持裝置40具有箱體42和形成在該箱體42內(nèi)的空氣室46，在該空氣室46內(nèi)保持第2部件12?？諝馐?6通過貫通孔47常時地與大氣連通。箱體42上形成有貫通孔48，該貫通孔48的一端與空氣室46連通，另一端與大氣連通。該貫通孔48被蓋50閉塞，蓋50用螺栓52等可裝卸地安裝在箱體42上。在蓋50上形成嵌合孔53，該嵌合孔53與第2部件12的兩端部中的、與第1部件10緊密嵌合端部相反側(cè)的端部(后方側(cè))嵌合。
慣性壓入裝置還備有導(dǎo)引通路54，第1部件10可氣密地在該導(dǎo)引通路54內(nèi)滑動。導(dǎo)引通路54由箱體42的內(nèi)部通路55和作為通路形成部件的管56的內(nèi)部通路構(gòu)成，與保持裝置40中的第2部件12同軸。導(dǎo)引通路54的一端部與空氣室46相連。第1部件10的嵌合部11嵌合在該導(dǎo)引通路54內(nèi)可氣密地滑動。
慣性壓入裝置還備有加速第1部件10的加速裝置58。加速裝置58備有高壓化裝置60，該高壓化裝置60使第1部件10的后方壓成為高于大氣壓的高壓。高壓化裝置60備有(a)箱體62、(b)保持高壓空氣并且在必要時供給高壓空氣的高壓源64、(c)形成在箱體62內(nèi)的空氣室66。高壓源64例如是包含壓縮機和控制閥的構(gòu)造?？諝馐?6通過空氣通路68與高壓源64連接，另外，也與導(dǎo)引通路54的另一端部相連。
下面說明本慣性壓入方法的具體工序。
在兩個部件10、12的壓入之前，把各部件10、12放在慣性壓入裝置上的預(yù)定位置。
在該狀態(tài)，當(dāng)高壓空氣從高壓源64經(jīng)過空氣通路68供給到空氣室66時，該高壓空氣就被供給到導(dǎo)引通路54內(nèi)部的空間。高壓空氣被供給到導(dǎo)引通路54內(nèi)的空間后，第1部件10的后方壓成為高于大氣壓的高壓。
這樣，第1部件10被朝著平行于其本身軸線的方向加速，第1部件10被賦予動能。結(jié)果，第1部件10以同軸的狀態(tài)接近第2部件12，很快地，第1部件10與第2部件12接觸，該兩個部件10、12的壓入開始。在壓入過程中，當(dāng)?shù)?部件10的鋸齒的凸臺吃進第2部件12的嵌合凹部16內(nèi)周面時，借助兩個部件10、12的摩擦熱，兩者相互融接，這樣，兩個部件10、12牢固地結(jié)合。
壓入終了后，將蓋50從箱體42上卸下，從保持裝置40取出兩個部件10、12的壓入組合體。
加速裝置58把比標(biāo)準(zhǔn)動能大的動能賦予第1部件10。標(biāo)準(zhǔn)動能的值是，在第1部件10和第2部件12的壓入前尺寸是正規(guī)值、它們的壓入余量(第1部件10的鋸齒外徑與第2部件12的壓入孔內(nèi)徑之差)是正規(guī)值、并且該兩個部件10、12的材料硬度也是正規(guī)值的狀況下，第1部件10的前端面80(第1相接面)與第2部件12的底面82(第2相接面)剛剛相接時，第1部件10的動能為0的大小。通過把賦予第1部件10的動能設(shè)定為這樣的程度，在本實施例中，該動能的作用是，防止由于壓入余量和材料硬度的偏差等原因而造成的、在第1部件10的前端面80未到達第2部件12的底面82前第1部件10就停止。盡管壓入余量和材料硬度有偏差，該動能使第1部件10的前端面80切實地與第2部件12的底面相接。
本實施例中，第1部件10的嵌合凸部11表面的維氏硬度Hv在430～290范圍內(nèi)，第2部件12的嵌合凹部16表面的維氏硬度Hv是280。
本發(fā)明者在本發(fā)明前作了以下實驗。該實驗是，從若干第1部件10和若干第2部件12中任意抽出若干對樣品，通過改變第1部件10的表面熱處理條件，使第1部件10的維氏硬度Hv為640、470、430、400、360、290，將第1部件10壓入第2部件12。該兩個部件10、12的壓入余量的規(guī)定值是0.2mm，在第1部件10開始壓入第2部件12前的第1部件10的速度的規(guī)定值是210km/h。
該實驗的結(jié)果如圖2所示，圖2表示第1部件10的維氏硬度Hv為430以下、第2部件12的維氏硬度Hv為280時，兩個部件10、12的壓入進行狀況，具體地說，表示壓入過程中、前端面80與底面82相接時、壓入終了時的狀況。本圖中，第1部件10的前端面80與第2部件12的底面82相接后，該兩個部件10、12不產(chǎn)生反沖。該兩個部件10、12的壓入在約規(guī)定的相對位置終了，兩個部件10、12的嵌合長度精度良好地與規(guī)定值一致。這是因為第1部件10與第2部件12相接時，即使第1部件10上殘留著動能，動能使第1部件10和第2部件12產(chǎn)生塑性變形，該動能被兩個部件10、12吸收。但是，由于各部件10、12的形狀因素，第1部件10比第2部件12更容易塑性變形，所以，吸收動能的塑性變形主要在第1部件10上產(chǎn)生。
第1部件10的塑性變形，例如是在第1部件10的前端面80的周緣呈現(xiàn)凹陷的現(xiàn)象。上述凹坑18容許構(gòu)成第1部件10的前端面80的材料從其周緣向中央流動。在該狀況下，使第1部件10的前端面80與第2部件12的底面82相接。這樣，由于第1部件10的前端面80凹陷，所以，產(chǎn)生第1部件10過度地壓入第2部件12(比兩部件10、12剛剛相接的規(guī)定壓入值更深地壓入)的現(xiàn)象，該過度壓入量在0.2mm以下。
圖3以與圖2同樣的形式，表示第1部件10的維氏硬度Hv為470以上、第2部件12的維氏硬度Hv為280時，兩個部件10、12的壓入進行狀況。本圖中，第1部件10的前端面80與第2部件12的底面82相接后，該兩個部件10、12產(chǎn)生1.5mm以上的反沖。該兩個部件10、12的壓入終了位置，偏離規(guī)定的相對位置，兩個部件10、12的嵌合長度比規(guī)定值短。這是因為第1部件10不容易塑性變形，兩個部件10、12相接時，殘留在第1部件10上的動能未被第1部件10的塑性變形吸收。
基于該實驗結(jié)果，本實施例中，將第1部件10的維氏硬度Hv設(shè)定在430～290的范圍內(nèi)，將第2部件的維氏硬度Hv設(shè)定為280。
在本發(fā)明之前，本發(fā)明者為了防止因兩個部件10、12壓入前尺寸的偏差，產(chǎn)生嵌合長度不足的壓入組合體，在壓入前，用高精度測定若干個部件10、12的壓入前尺寸，根據(jù)其結(jié)果，從若干個部件10、12中選擇壓入余量在恰當(dāng)范圍內(nèi)的兩個部件10、12進行組合，對該選擇的組合進行壓入。這樣，雖然可以防止產(chǎn)生不合格的壓入組合體，但是需要高精度的尺寸測定以及兩個部件10、12的組合選擇這樣兩個工序，不能提高壓入作業(yè)的效率。而本實施例中，不需要這些多余的工序，可充分提高壓入作業(yè)的效率。
下面，說明本發(fā)明的第2實施例。本實施例中，僅第1部件的前端部形狀與第1實施例不同，其它部分均相同，所以，僅對其形狀進行詳細(xì)說明，其它部分注以相同標(biāo)記，其詳細(xì)說明從略。
如圖4所示，本實施例中，在第1部件100的前端面102的中央部，一體地設(shè)有突起104，該突起104呈圓形斷面并同軸地延伸。該突起104的前端面106的維氏硬度Hv為300。第2部件12的嵌合凹部16的壓入面的維氏硬度Hv為280。因此，壓入時，如圖5所示，第1部件100以其突起104的前端面106與第2部件12的底面82相接，在相接后第1部件10上殘留著動能時，突起104產(chǎn)生塑性變形，這樣，殘留的動能被吸收，結(jié)果，第1部件100的反沖被抑制。即，在第1部件100上，它的一部分即突起104起到緩沖部(相接部)的作用，該緩沖部的塑性變形吸收第1部件100的過剩的動能。
第1部件100的嵌合凸部108的外周面、即壓入到第2部件12的嵌合凹部16內(nèi)的壓入面110的維氏硬度Hv是640。第1部件100，其突起部104(相接部)柔軟，其壓入到第2部件12內(nèi)的壓入部(緊密嵌合部)硬。這樣，兩部件10、12的嵌合長度精度高，同時，第1部件100的硬的鋸齒的凸臺(凸部)與第2部件12的軟內(nèi)周面咬合，具有錨固效果，使兩部件100、12牢固結(jié)合。
下面說明本發(fā)明的第3實施例。本實施例中，僅第1部件前端部的形狀與第2實施例不同，其它部分均相同，所以僅詳細(xì)說明其形狀，其它部分注以相同標(biāo)記，其詳細(xì)說明從略。
第2實施例中，是從第1部件100的前端面102的中央部，伸出直徑一致的突起104。而本實施例中，如圖6所示，突起的前端部的直徑漸漸變小。即，在第1部件120的前端面122的中央部，一體地設(shè)有突起124，該突起124呈圓形斷面并同軸地延伸，這一點與第2實施例相同，但是突起124的前端部周緣呈倒角狀。結(jié)果，在突起124的前端部形成傾斜的相接面126，該傾斜的相接面126朝著與兩個部件120、12相互接近方向垂直的面傾斜。
本實施例中，如圖7所示，壓入時，第1部件120的突起124的相接面126與第2部件12的底面82相接，在該相接時，如果第1部件120上殘留著動能，則突起124產(chǎn)生塑性變形，由該塑性變形吸收殘留的動能。結(jié)果，兩個部件120、12的嵌合長度的精度良好。本實施例與第2實施例不同的是，在第2實施例中，在突起104的前端面106、即與兩個部件120、12接近方向成直角的相接面，與第2部件12的底部82相接。而本實施例中，是在非直角的相接面126相接。因此，在其相接時，借助殘留在第1部件120上的動能，比從第1部件120作用到第2部件12上的過剩力小的反沖力，從第2部件12作用到第1部件120上，這樣也能抑制第1部件120的反沖。
本實施例中也與第2實施例同樣地，突起124的相接面126的維氏硬度Hv為300，第1部件120的嵌合凸部128的外周面、即壓入到第2部件12的嵌合凹部16內(nèi)的壓入面130的維氏硬度Hv是640。第1部件120中，突起部124是軟的，往第2部件12內(nèi)壓入的壓入部(緊密嵌合部)是硬的。這樣，與第2實施例同樣地，兩個部件120、12借助錨固效果牢固地結(jié)合。
下面，說明本發(fā)明的第4實施例。本實施例與第1實施例相同的部分很多，對于相同的部分注以相同標(biāo)記，其詳細(xì)說明從略，只說明不同的部分。
第1實施例中，在兩個部件10、12相接時，吸收殘留在第1部件10上的動能的部分，存在于第1部件10上。而本實施例中，兩個部件10、12的壓入終了位置，是通過緩沖體使該兩個部件10、12相互相接而規(guī)定的，同時，利用該緩沖體的塑性變形，在兩個部件10、12相接后，吸收殘留在第1部件10上的動能。
圖8是表示該緩沖體140的正面圖。緩沖體140為薄板圓板狀，其直徑稍小于第2部件12的嵌合凹部16的內(nèi)徑，可嵌合在嵌合凹部16內(nèi)。在該緩沖體140的外周，在若干部位形成突起142，在與嵌合凹部16嵌合著的狀態(tài)，該突起142部分地與嵌合凹部16的內(nèi)周面接合，這樣可簡單地防止位置的錯位。該緩沖體140由比構(gòu)成兩個部件10、12的調(diào)質(zhì)鋼軟的、即容易塑性變形的銅或軟鋼構(gòu)成。第1部件10的維氏硬度Hv為470以上，第2部件12的維氏硬度Hv為280以上。
圖9表示用緩沖體140進行壓入的過程。壓入前，先把緩沖體140嵌合在第2部件12的嵌合凹部16內(nèi)，不脫離其底部地密接著。然后，第1部件10開始加速，很快，開始壓入第2部件12。然后，第1部件10的前端面80隔著緩沖體140與第2部件12的底面82相接。該相接時，如果第1部件10上殘留著動能，則緩沖體140塑性變形，這樣，該動能被吸收。結(jié)果，第1部件10盡管在相接時還殘留著過剩的動能，也不從第2部件12反沖。
這樣，本實施例中，兩個部件10、12是用另外的緩沖體140吸收過剩的動能，所以，不必對兩個部件10、12實施特別的處理，不必為了吸收該動能而限制兩個部件10、12的材質(zhì)。
本發(fā)明者，采用圖10所示的慣性壓入裝置，對圖4和圖5所示的第1部件100和第2部件12，觀察了賦予壓入的動能與壓入終了位置的關(guān)系。本壓入裝置備有基礎(chǔ)200、第1保持裝置202、第2保持裝置204和運動控制裝置206。第1保持裝置202把作為被壓入部件的第2部件12水平且固定地保持著。第2保持裝置204把作為壓入部件的第1部件100水平地保持著，并且使該第1部件100能接近由第1保持裝置202保持著的第2部件12。運動控制裝置206用于控制被第2保持裝置204保持著的第1部件100的運動。這些第1保持裝置202、第2保持裝置204和運動控制裝置206都設(shè)在基礎(chǔ)200上。運動控制裝置206包含加速裝置210和慣性運動實現(xiàn)機構(gòu)212。
第1保持裝置202備有框架220?？蚣?20固定在上述基礎(chǔ)200上。在框架220上形成沿水平方向延伸的孔222。作為保持部件的圓筒部件224可裝卸地設(shè)在該孔222內(nèi)。在該圓筒部件224和框架220上，設(shè)有可沿徑方向裝卸的一對銷226，該一對銷226作為裝卸控制部件。該一對銷226沿徑方向同時地嵌合入圓筒部件224和框架220時，可阻止圓筒部件224脫離框架220。第2部件12往第1保持裝置202上的安裝如下述地進行。先把一對銷226從第1保持裝置202上取下，把圓筒部件224從框架220上取下，再把第2部件12固定在該圓筒部件224上，將兩者裝到框架220上。
第2保持裝置204也備有框架230，該框架230也固定在上述基礎(chǔ)200上。在框架230上形成有底的保持孔232，該保持孔232與第1保持裝置保持著的第2部件12同軸地延伸并朝著第1保持裝置202側(cè)開口。第1部件100氣密地且可滑動地嵌合在該保持孔232內(nèi)，這樣，保持孔232保持著第1部件100并使其可接近由第1保持裝置202保持著的第2部件12。保持孔232的底部作為止擋部234。如圖虛線所示地，止擋部234將第1部件100定位在保持孔232內(nèi)的規(guī)定位置。
在框架230上形成空氣通路240。該空氣通路240在孔口242處與空氣倉244連接，該空氣倉244常時地在加壓下蓄積空氣。在該空氣通路240的途中，設(shè)有作為控制閥的針閥246。該針閥246具有可滑動地與框架230嵌合的閥子248，如圖所示，可切換為阻斷狀態(tài)和開放狀態(tài)，在阻斷狀態(tài)，將空氣通路240阻斷，阻止來自空氣倉244的空氣(加壓空氣)流入保持孔232內(nèi)。在開放狀態(tài)，打開空氣通路240，容許來自空氣倉244的空氣流入保持孔232內(nèi)。該切換是用被圖未示的驅(qū)動裝置驅(qū)動的凸輪250進行的。
第2保持裝置204備有作為導(dǎo)引部件的導(dǎo)管252。導(dǎo)管252的一端固定在框架230上，另一端到達由第1保持裝置202保持著的第2部件12的大徑孔253。導(dǎo)管252借助與第1部件100的氣密且可滑動的嵌合，規(guī)定第1部件100的運動路徑。即，本實施例中，由保持孔232和導(dǎo)管252共同形成第1部件100的導(dǎo)引通路。導(dǎo)管252的與第2部件12嵌合的部分的外周，形成沿軸方向延伸的溝槽254，構(gòu)成排氣通路。在框架230上還形成連通孔256，該連通孔256，在第1部件100與第2部件12相接前，使在保持孔232內(nèi)形成在第1部件100后方的空氣室連通大氣。因此，第1部件100與第2部件12相接前，第1部件100后方的空氣室壓力幾乎與大氣壓相等，第1部件100成為進行慣性運動的狀態(tài)。即，空氣通路240、空氣倉244、針閥246、凸輪250等構(gòu)成上述的加速裝置210，框架230中的形成連通孔256的部分，構(gòu)成上述慣性運動實現(xiàn)機構(gòu)212，該加速裝置210和慣性運動實現(xiàn)機構(gòu)212共同地構(gòu)成上述運動控制裝置206。
上述構(gòu)造的慣性壓入裝置中，為了改變賦予第1部件100的動能，將空氣倉244的壓力作各種改變，圖11表示將第1部件100壓入了第2部件12時的壓力(可以認(rèn)為動能的一指標(biāo))和壓入終了位置偏離規(guī)定壓入終了位置的偏離量的關(guān)系。這里所說的偏離量，是指在突起104的前端面106與嵌合凹部16的底面82剛好相接的狀態(tài)，第1部件100被壓入第2部件12內(nèi)的實際組裝體長度偏離規(guī)定組裝體長度的量，前者大時為正的量。從圖中可知，隨著壓力的增加，偏離量減少，但是偏離量一旦為0后，偏離量增加而成為極大值，然后再減少而成為負(fù)值。把偏離量為0的點A稱為恰當(dāng)壓力點(也稱為恰當(dāng)能量點)，把壓力大于該點的區(qū)域S稱為壓力過剩區(qū)域(也可稱為能量過剩區(qū)域)，把偏離量為極大值的B點作為偏離量極大點，把動能比偏離量極大點B大的區(qū)域T稱為偏離量減少區(qū)域，把偏離量為負(fù)的區(qū)域V稱為偏離量負(fù)區(qū)域。
設(shè)空氣倉244的壓力為X，設(shè)偏離規(guī)定壓入終了位置的偏離量為Y，則在壓力小于恰當(dāng)壓力點A的壓力不足區(qū)域，兩者的關(guān)系近似于直線，在壓力過剩區(qū)域，近似于曲線。假定該曲線是3次曲線，通過求出關(guān)系式可得到下式。
Y=-90.56X3+106.8X2-40.28X+4.994從該式可求出3次曲線(該3次曲線表示壓力X和偏離量Y在壓力過剩區(qū)域內(nèi)的關(guān)系)的、下凸部分和上凸部分的交界點C。該點C是相對于動能X的增加、偏離量Y的增加率從增加到減少的轉(zhuǎn)折點，所以，稱為偏離量增加率減少開始點，把動能比偏離量增加率減少開始點大的區(qū)域U，稱為偏離量增加率減少區(qū)域。
圖中，在壓力從0.3MPa到0.6MPa的大范圍內(nèi)，偏離量在±0.3mm的范圍。容許偏離量的范圍如果為±0.4mm，則壓力從0.3MPa到0.6MPa這樣的大變動也沒有關(guān)系。
另外，當(dāng)容許偏離量的范圍小時，如果使突起104容易塑性變形而減小偏離量的極大值，則即使壓力有大的變動，偏離量也在容許范圍內(nèi)。通常，把相互壓入的兩個部件的彼此相接部分的塑性變形能的和，定為設(shè)定塑性變形能以上，如果偏離量的極大值在偏離量的容許范圍內(nèi)，則可顯著降低賦予動能所需的控制精度，該實施例是記載在權(quán)利要求5中的發(fā)明的一實施例(第5實施例)。另外，圖10的慣性壓入裝置，是可用實施本發(fā)明第5實施例的慣性壓入裝置。
如上所述，之所以把圖11中的點A稱為恰當(dāng)壓力點(或恰當(dāng)能量點)，是因為認(rèn)為第1部件100和第2部件12，壓入到突起104的前端面106與嵌合凹部16的底面82剛好相接的狀態(tài)是最恰當(dāng)?shù)?。如果把作用于?部件100的空氣壓力，控制在該恰當(dāng)壓力點附近，則可提高第1部件100和第2部件12的組裝體的尺寸精度，從該觀點出發(fā)，點A是恰當(dāng)壓力點。即使在把壓力控制在恰當(dāng)壓力點附近、提高尺寸精度的情況下，使第1部件100和第2部件12的相接部容易塑性變形、減小偏離量的極大值，也仍然是有效的。如果減小極大值，則壓力大于點A的區(qū)域中的偏離量增加比率減小，容易保持尺寸精度。
但是，有時希望把作用于第1部件100的空氣壓力，控制在壓力過剩區(qū)域內(nèi)的值。從提高結(jié)合力的觀點，控制壓力即為該一例(第6實施例)。圖12中，把空氣倉244的壓力控制為0.6MPa，在偏離量減少區(qū)域T中的偏離量為負(fù)的區(qū)域進行壓入，將該壓入體沿軸線剖切表示。從圖中可知，突起104產(chǎn)生塑性變形，同時使嵌合凸部11的前端面102凹陷，將嵌合凸部11的外周面變形為杯形。嵌合凸部11的直徑增加，與嵌合凹部16的壓入余量(壓緊余量)也增加，這樣，提高第1部件100與第2部件12的結(jié)合強度。該提高結(jié)合強度的效果，在嵌合凸部11產(chǎn)生塑性變形的區(qū)域奏效，在偏離量增加率減少區(qū)域U、偏離量減少區(qū)域T、偏離量負(fù)區(qū)域V中可得到效果，越是后者越得到大的效果。
圖13至圖16表示其它實施例。這些各實施例中，使用圖1的慣性壓入裝置將第1部件壓入第2部件。因此，與圖1和圖2所示第1實施例中相同的部分，省略圖示和說明，只圖示、說明不同的部分。另外，下述各實施例中的第1部件，與上述第1實施例中的相同，概略地表示其形狀，采用相同標(biāo)記，其詳細(xì)說明從略。下面的各實施例中，也可以采用圖10的慣性壓入裝置將第1部件壓入第2部件。
圖13(a)、(b)中，第2部件300與第1實施例中的第2部件12同樣地，是帶臺階的圓柱狀(圖13中只表示其前端部)，在前端面中央形成有底的嵌合孔302。形成該嵌合孔302的部分是嵌合凹部16。嵌合孔302的底面304的中央部突出，形成相接突起306。本實施例中的相接突起306，是越到前端部直徑越小的圓錐形。第1部件10的前端部即嵌合凸部11的前端面80，比該相接突起306硬度低。在嵌合孔302內(nèi)周面的底面附近，沿全周形成直徑比嵌合孔302的其它部分大的環(huán)狀溝槽308。圖中，環(huán)狀溝槽308是夸張地表示，實際的環(huán)狀溝槽308比圖中小得多。
把第1部件10的嵌合凸部11壓入第2部件300的嵌合凹部16時，如圖13(a)所示，通過對第1部件10賦予平行于自身軸線方向的動能，如圖13(b)所示，第1部件10被同軸地壓入第2部件300。第1部件10的前端面80與第2部件300的相接突起306相接，該相接突起306吃進前端面80。在相接突起306與前端面80相接時，在第1部件10上殘留著動能，該動能使第1部件10的前端面80附近塑性變形。這樣，剩余的動能被吸收，抑制第1部件10的反沖。該相接突起306的硬度比第1部件10的前端面80高，而且越到前端直徑越小，所以容易吃進前端面80，而且，由于該相接突起306從嵌合孔302的底面304突出，所以，與第1部件10相接的面積小，與第1部件10的前端面80整體和嵌合孔302的底面304相接時相比，容易塑性變形。被該相接突起306擠壓的嵌合凸部11的前端部，容易擴展到第2部件300的環(huán)狀溝槽308內(nèi)，該擴展的部分與環(huán)狀溝槽308接合，所以，防止第1部件10沿軸方向脫出第2部件300，提高兩部件的結(jié)合強度。另外，根據(jù)本實施例，即使賦予的動能在廣范圍內(nèi)不均勻，也可以使兩個部件的壓入終了位置穩(wěn)定，賦予動能的管理容易，可降低制造成本。
形成在第2部件的嵌合孔底面的相接突起，可以如上所述地與第2部件一體地形成，也可以如下所述地將另外的部件安裝在嵌合孔的底面，作為相接突起。如圖14(a)所示，在第2部件400上，在嵌合孔402的底面404的中央部形成凹坑406，用粘接等適當(dāng)方式把鋼球408固定在該凹坑406內(nèi)。鋼球408從嵌合孔402的底面404突出，與圖13所示實施例中的相接突起306同樣地作用。另外，在嵌合孔402的內(nèi)周面底面附近，形成與環(huán)狀溝槽308同樣的環(huán)狀溝槽410。鋼球408的硬度比第1部件10的前端面80和第2部件的底面404高，第2部件的底面404的硬度比第1部件10的前端面80高。因此，在壓入時，如圖14(b)所示，借助鋼球408的吃進，嵌合凸部11的前端部被擠壓而與環(huán)狀溝槽410接合。本實施例適合于在嵌合孔的底面不容易形成突起的情形，或者適合于難以使突起具有充分高硬度的情形。
如圖15所示，當(dāng)形成在第2部件500上的嵌合孔502是貫通孔時，設(shè)置規(guī)定第1部件10的壓入終了位置的止擋部件504是有效的。如圖15(a)所示，在與第1部件10的前端面80的壓入終了位置對應(yīng)的嵌合孔502的內(nèi)周面，形成比嵌合孔502的其它部分直徑大的環(huán)狀溝槽506。如圖15(b)所示，從第1部件10壓入側(cè)的相反側(cè)的開口，插入止擋部件504。止擋部件504為具有小徑部508和法蘭部510的帶臺階圓柱狀，使小徑部508與第2部件500的嵌合孔502嵌合，直到法蘭部510與第2部件500的端面相接為止，并且，用圖未示的承接部件承接法蘭部510。在小徑部508的前端面512的中央部，與圖13中的相接突起306同樣地形成相接突起514。對第1部件10賦予接近第2部件500的動能時，如圖15(c)所示，第1部件10的嵌合凸部11的前端面80，與止擋部件504的相接突起514相接，嵌合凸部11的前端部塑性變形，剩余的動能被吸收，同時，上述前端部的被擠壓部分與第2部件500的環(huán)狀溝槽506接合。
也可以把相接突起形成在第1部件側(cè)。例如，如圖16所示，在第1部件600的嵌合凸部602的前端面604上，形成與相接突起306同樣的相接突起606。在第2部件608的一端面中央，形成有底的嵌合孔610，形成該嵌合孔610的部分就是嵌合凹部612。嵌合孔610的底面614的硬度至少比嵌合凸部602的相接突起606低。第1部件600被壓入第2部件608時，嵌合凸部602的相接突起606吃進嵌合孔610的底面614，使底面614附近塑性變形，這樣，底面614的隆起部分與嵌合凸部602的前端面604密接，剩余的動能被吸收，同時第1部件600和第2部件608的壓入終了位置被規(guī)定。
從以上說明可知，圖13和圖14所示的各實施例，是權(quán)利要求第18和第22項記載的發(fā)明的一實施例(第7、第8實施例)。圖15所示的實施例，是權(quán)利要求第25項記載的發(fā)明的一實施例(第9實施例)。圖16所示的實施例，是權(quán)利要求第22項記載的發(fā)明的一實施例(第10實施例)。嵌合凸部11的前端面80和第2部件608的底面614，構(gòu)成權(quán)利要求第18項、第22項或第25項記載被相接部。止擋部件504構(gòu)成權(quán)利要求第25項記載的第3部件。另外，上述環(huán)狀溝槽308、410、506，是權(quán)利要求第22項記載的下挖部的一例，其它也可采用形成在花瓣形等部分上的凹部等適當(dāng)?shù)男螤睢?br>
上面參照附圖詳細(xì)說明了本發(fā)明的幾個實施例，但除了這些外，也可用根據(jù)本專業(yè)人員的知識作出的各種變形或改進的形態(tài)，來實施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1．慣性壓入方法，對兩個部件中的至少一方，賦予使該兩個部件朝相互接近方向的動能，將該兩個部件相互壓入；其特征在于，通過使該兩個部件彼此相抵接，規(guī)定壓入終了時的兩個部件的相對位置，同時，在其相接后立即利用兩個部件中至少一方的塑性變形，來吸收殘留在兩個部件中至少一方上的動能。
2．如權(quán)利要求1所述的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件中的至少一方，在與另一方部件相抵接的相接部，比與另一方部件緊密嵌合的嵌合部容易塑性變形。
3．如權(quán)利要求2所述的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件中的至少一方的維氏硬度Hv，在上述相接部，比上述緊密嵌合部小。
4．如權(quán)利要求1所述的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件彼此相接的兩個相接部中的至少一方，具有容許該兩個相接部的至少一方，塑性變形時材料流動的形狀。
5．如權(quán)利要求1所述的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件在傾斜的相接面彼此相接，該傾斜的相接面相對于與該兩個部件接近方向成直角的平面傾斜，由此規(guī)定壓入終了時的兩個部件的相對位置。
6．如權(quán)利要求1所述的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件中的一方，是在汽車動力操縱裝置中使用的扭力桿，另一方是被壓入該扭力桿的、上述動力操縱裝置中使用的軸，扭力桿中的與軸相接部分的維氏硬度Hv約為450以下，軸上的與扭力桿相接部分的維氏硬度Hv約為300以下。
7．如權(quán)利要求1所述的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件的一方，備有形成了有底嵌合孔的嵌合凹部，另一方備有與該嵌合孔緊密嵌合的嵌合凸部，嵌合凸部被壓入并與嵌合孔的底面相接。
8．如權(quán)利要求7所述的慣性壓入方法，其特征在于，在上述嵌合凸部的前端面上，設(shè)有直徑比該嵌合凸部小的突起，該突起與上述嵌合孔的底面相接。
9．如權(quán)利要求8所述的慣性壓入方法，其特征在于，在嵌合凹部的底面中央部形成凹坑，上述突起的角部與該凹坑的周邊部相接。
10．如權(quán)利要求8所述的慣性壓入方法，其特征在于，在嵌合凹部的底面中央部形成圓錐形的凹坑，上述突起的角部與該凹坑的圓錐面相接。
11．如權(quán)利要求1所述的慣性壓入方法，其特征在于，上述塑性變形，使得上述兩個部件因反沖產(chǎn)生的、實際壓入終了位置偏離規(guī)定壓入終了位置的偏離量的極大值在設(shè)定偏離量以下，上述規(guī)定壓入終了位置是上述兩個部件剛好相接的壓入終了位置。
12．如權(quán)利要求1所述的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件彼此壓入的嵌合凹部和嵌合凸部中的至少嵌合凸部，產(chǎn)生上述塑性變形，并且，上述兩個部件因反沖產(chǎn)生的、實際壓入終了位置偏離剛好相接基準(zhǔn)壓入終了位置的偏離量的增加率，在隨著動能增加而減少的偏離量增加率減少區(qū)域中，進行上述兩個部件的壓入。
13．如權(quán)利要求1所述的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件彼此壓入的嵌合凹部和嵌合凸部中的至少嵌合凸部，產(chǎn)生上述塑性變形，并且，上述兩個部件因反沖產(chǎn)生的、實際壓入終了位置偏離剛好相接基準(zhǔn)壓入終了位置的偏離量，在隨著動能增加而減少的偏離量減少區(qū)域，進行上述兩個部件的壓入。
14．如權(quán)利要求13所述的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件彼此壓入的嵌合凹部和嵌合凸部中的至少嵌合凸部，產(chǎn)生上述塑性變形，并且，上述兩個部件的壓入，是在上述偏離量減少區(qū)域進行，并且，是在上述反沖產(chǎn)生的偏離量在設(shè)定偏離量以下的區(qū)域進行。
15．慣性壓入方法，對兩個部件中的至少一方，賦予使該兩個部件朝相互接近方向的動能，將該兩個部件相互壓入；其特征在于，通過使該兩個部件隔著緩沖體彼此相接，規(guī)定壓入終了時兩個部件的相對位置，同時，在該兩個部件隔著緩沖體相接后，利用緩沖體的塑性變形，吸收殘留在上述兩個部件中的至少一方上的動能。
16．如權(quán)利要求15所述的慣性壓入方法，其特征在于，上述塑性變形，使得上述兩個部件因反沖產(chǎn)生的、實際壓入終了位置偏離規(guī)定壓入終了位置的偏離量在設(shè)定偏離量以下，上述規(guī)定壓入終了位置是兩個部件剛好相接的壓入終了位置。
17．如權(quán)利要求15所述的慣性壓入方法，其特征在于，上述緩沖體的外徑，比上述兩個部件彼此壓入的嵌合凸部和嵌合凹部之中的嵌合凸部外徑小，并且，因上述反沖產(chǎn)生的偏離量，在隨著動能增加而減少的偏離量減少區(qū)域，進行上述兩個部件的壓入。
18．如權(quán)利要求1所述的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件相接時，至少在相接最初，相接突起與硬度比該相接突起低的被相接部相接，相接突起吃進被相接部內(nèi)。
19．如權(quán)利要求18所述的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件，在備有有底嵌合孔的嵌合凹部和嵌合凸部緊密嵌合，上述相接突起是上述嵌合孔的底面的一部分突出而形成的相接突起，上述被相接部是上述嵌合凸部的前端面。
20．如權(quán)利要求18所述的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件，在備有有底嵌合孔的嵌合凹部和嵌合凸部緊密嵌合，上述相接突起，是夾在上述嵌合孔的底面與上述嵌合凸部的端面之間的、硬度比該底面和端面中的至少一方高的夾設(shè)物。
21．如權(quán)利要求20所述的慣性壓入方法，其特征在于，上述夾設(shè)物是鋼球。
22．如權(quán)利要求19所述的慣性壓入方法，其特征在于，在上述有底嵌合孔的內(nèi)周面底面附近，形成直徑比其它部分大的下挖部，通過上述相接突起吃進上述嵌合凸部的前端面，嵌合凸部的前端部被擴開，與上述下挖部接合。
23．如權(quán)利要求18所述的慣性壓入方法，其特征在于，上述兩個部件，在備有有底嵌合孔的嵌合凹部和嵌合凸部緊密嵌合，上述相接突起是上述嵌合凸部的前端面的一部分突出而形成的相接突起，上述被相接部是上述嵌合孔的底面，相接突起吃進嵌合孔的底面。
全文摘要
本發(fā)明的慣性壓入方法,對兩個部件中的至少一方,賦予使該兩個部件朝相互接近方向的動能,將該兩個部件相互壓入。為了在壓入終了時使該兩個部件的相對位置穩(wěn)定,使第1部件10的前端面80與第2部件12的底面82彼此相接,來規(guī)定壓入終了時的兩個部件10、12的相對位置。同時,在相接后,利用兩個部件10、12中至少一方的塑性變形,來吸收殘留在至少一方部件上的動能。壓入終了時兩個部件的相對位置穩(wěn)定。另外,如果加大兩個部件10、12的塑性變形能,則在以動能為橫軸、以兩個部件的相對位置偏離量為縱軸的曲線中呈現(xiàn)極大值。為了減小該極大值,通過選擇兩個部件的塑性變形能,即使動能賦予量的控制精度不高,也能減小相對位置的偏離量。
文檔編號B23P19/02GK1298333SQ9980537
公開日2001年6月6日 申請日期1999年4月2日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月23日
發(fā)明者森英生, 鹽谷重美, 遠藤公貴, 中岡正樹, 竹內(nèi)宏幸, 乾美智也 申請人:豐田自動車株式會社