專利名稱：異種材料的聚合體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將不同種類的材料聚合構(gòu)成的聚合體及其制造方法。利用本發(fā)明的聚合體的一例就是處在通過(guò)路面很小的設(shè)定高度狀態(tài)下自由行駛的軌道行駛式線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輛的路面感應(yīng)用的次級(jí)端平板等的聚合體。
眾所周知，例如，交通工具是非常重要的，其中鐵路等交通工具由于可以高速大量運(yùn)輸，因此與汽車運(yùn)輸不同，它占有十分重要的地位。
可是，若在信息傳遞高速化的同時(shí)，達(dá)到所希望的鐵路運(yùn)輸高速化，則其振動(dòng)或噪聲將不可忽視，此外，因?yàn)殡S著在地下鐵道等的隧道掘進(jìn)中的大斷面掘進(jìn)而帶來(lái)的工程量的增大和價(jià)格上升等因素，軌道行駛式的線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛由于具有安靜、無(wú)振動(dòng)而且能夠縮小隧道等的斷面等許多優(yōu)點(diǎn)而日益受到青睞，并且已部分地進(jìn)入實(shí)用化階段。
然而，對(duì)于這種軌道行駛式的線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛的初級(jí)端，使之產(chǎn)生電渦流而形成驅(qū)動(dòng)力的次級(jí)端平板結(jié)構(gòu)，其材料必須是有良好的傳導(dǎo)性和高導(dǎo)磁率，并且，在產(chǎn)生相當(dāng)強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)力時(shí)，還必須要能承受作為其反力的剪切力或剝離力。如只用一種金屬材料，則在現(xiàn)階段的技術(shù)水平還不能得到具有這種種特性的金屬材料，因此要采用將相互間具有良好傳導(dǎo)性和高導(dǎo)磁率的不同種類材料緊密接合的聚合體作為次級(jí)端的平板。
例如，采用以軟鋼板作為具有高導(dǎo)磁率材料的金屬體，將作為具有良好傳導(dǎo)性的另一材料的金屬體的鋁板與之聚合，利用壓力機(jī)使之成型，再夾持該軟鋼板的兩端進(jìn)行機(jī)械加工，將埋頭螺釘從鋁板擰入軟鋼板，將兩塊平板連結(jié)為一體，或者對(duì)于軟鋼板，利用爆炸復(fù)合方法使鋁板與其緊密結(jié)合形成復(fù)合板狀等。
但是，如上所述，為了使次級(jí)端平板具有對(duì)于高頻率反復(fù)作用的強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力的反力的支承機(jī)能，必須具有能和界面平行方向的剪切力相抗衡的巨大抵抗力，同時(shí)，對(duì)于上下方向的剝離力也必須具有足夠大的抵抗力。
特別是地下鐵道等方面，必須要能承受因散熱較差或力學(xué)振動(dòng)產(chǎn)生的熱效應(yīng)或附加的剝離力，因此，如上述那樣，將兩塊平板用壓力機(jī)成型緊密接合后，用螺釘擰緊或者爆炸復(fù)合在一起的結(jié)構(gòu)都不可能是有長(zhǎng)久的，足夠大的抵抗力。
在用壓力機(jī)成型和螺釘緊固的結(jié)構(gòu)中，機(jī)械的結(jié)合力或緊固力的缺點(diǎn)是有隨時(shí)間而逐漸松動(dòng)的傾向，而采用爆炸復(fù)合又有制造費(fèi)用非常昂貴，成本也不合算的問(wèn)題。
此外，使用隧道的地下鐵道，例如海岸附近的地下鐵道等會(huì)出現(xiàn)腐蝕或灌水等嚴(yán)酷的條件使得環(huán)境顯著惡化，在軟鋼板和鋁板的接合面上會(huì)產(chǎn)生腐蝕，不可能長(zhǎng)期保持次級(jí)端平板的機(jī)能，這也是其不好的地方。
本發(fā)明的目的在于解決上述以往技術(shù)制造的不同種類材料的金屬聚合體的問(wèn)題，特別是要提供一種在反復(fù)作用的強(qiáng)大的剪切應(yīng)力或激烈的熱效應(yīng)影響下，不同種類金屬相互緊密接合面也不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)或剝離，能保持抓固狀態(tài)，而且制造成本低，其機(jī)能可以長(zhǎng)期幾乎不發(fā)生任何變化的異種材料的聚合體。
本發(fā)明的目的還在于獲得上述異種材料聚合體的各種制造方法。
為了達(dá)到上述的目的，在本發(fā)明的異種材料聚合體中，在不同種類材料中的第一種材料的接合面上做出內(nèi)側(cè)有懸伸面的凹部，而在第二種材料的接合面上，做出一側(cè)有向下的突出面且與上述凹部尺寸、形狀相同的凸部，各凸部分別和相應(yīng)的凹部?jī)?nèi)面緊密結(jié)合。
本發(fā)明的異種材料聚合體的制造方法如下準(zhǔn)備好具有接合面的第一種材料，在該材料的接合面上，做出內(nèi)部具有懸伸面的凹部，將第一種材料放入鑄型內(nèi)，在第一種材料的接合面和鑄型內(nèi)面間澆鑄第二種材料，在將第二種材料填充入上述凹部?jī)?nèi)的同時(shí)，沿著第一種材料的接合面，按照所定的厚度使第二種材料附著，然后將成為一體的第一、第二種材料從鑄型中取出。
本發(fā)明的異種材料聚合體的另一種制造方法如下準(zhǔn)備好具有接合面的第一種材料，在這個(gè)第一種材料的接合面上做出內(nèi)部具有懸伸面的凹部，另一方面，準(zhǔn)備具有接合面的第二種材料，將第一種和第二種材料的接合面彼此相對(duì)，相互壓緊兩材料，利用塑性流動(dòng)的方法使第二種材料進(jìn)入第一種材料的凹部?jī)?nèi)，使第一、第二種材料成為一體。
本發(fā)明的異種材料聚合體的又一種制造方法如下準(zhǔn)備好有接合面的第一種材料，在這第一種材料的接合面上做出內(nèi)部有懸伸面的凹部，在第一種材料的接合面上并列地裝著兩塊第二種材料的平板，這些平板的相對(duì)末端以一定間隔安放在上述凹部之上，在兩塊平板的相對(duì)末端間的間隙和上述凹部之間堆焊第三種材料，將其填滿，然后將堆焊部分切除，至與兩塊平板的外表面成為同一平面即可。
本發(fā)明的異種材料聚合體的再一種制造方法是利用機(jī)械的接合關(guān)系，在接合面上使兩塊不同種類的材料緊密接合緊固成為聚合體的制造方法。準(zhǔn)備好在接合面上做出內(nèi)部具有懸伸面的圓孔狀凹部的第一種材料，再準(zhǔn)備好具有倒截錐形通孔的、并在通孔的小直徑端具有接合面的第二種材料，將第一種和第二種材料重合，使其接合面相對(duì)，而且凹部與通孔一致，在凹部與通孔中插入固定銷，使固定銷產(chǎn)生塑性變形，從而將凹部與通孔內(nèi)完全填滿。
以下結(jié)合


本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1A是本發(fā)明的異種材料聚合體的優(yōu)先實(shí)施例的剖面圖。
圖1B是將圖1A的聚合體分離表示的剖面圖。
圖2是聚合體的另一個(gè)實(shí)施例的剖面圖。
圖3至圖7是聚合體的其它不同的實(shí)施例的剖面圖。
圖8是聚合體的另一個(gè)實(shí)施例的斜視圖。
圖9與圖10表示聚合體的第一種材料的凹部形狀的、分別為不同實(shí)施例的斜視圖。
圖11表示聚合體的第一種材料接合面的一例的平面圖。
圖12是圖11的Ⅻ-Ⅻ方向視圖。
圖13是圖11的ⅩⅢ-ⅩⅢ方向視圖。
圖14是表示其它聚合體的第一種材料的斜視圖。
圖15是為了獲得圖14的材料的一個(gè)實(shí)施例的平面圖。
圖16是圖15的ⅩⅥ-ⅩⅥ剖面圖。
圖17是圖15的ⅩⅦ-ⅩⅦ剖面圖。
圖18是表示在圖16的第一種材料上緊密連接第二種材料的狀態(tài)圖。
圖19是表示在聚合體的第一種材料的接合面上做出凹部之前的狀態(tài)的剖面圖。
圖20是表示在圖19的聚合體的第一種材料上加工出凹部過(guò)程中的狀態(tài)的剖面圖。
圖21是表示在圖20的狀態(tài)下繼續(xù)形成凹部的狀態(tài)的剖面圖。
圖22是表示在聚合體的第一種材料上加工出其它形狀的凹部過(guò)程中的狀態(tài)的剖面圖。
圖23是表示在圖22的狀態(tài)下繼續(xù)形成凹部的狀態(tài)的剖面圖。
圖24是表示在聚合體的第一種材料上其它形狀的凹部的形成狀態(tài)的剖面圖。
圖25是表示用圖24的方法做出的凹部的平面圖。
圖26是表示在聚合體的第一或第二種材料上形成凹部的最初階段的剖面圖。
圖27和圖28是依次表示與圖26的階段相接的二個(gè)工序的剖面圖。
圖29至圖31依次表示出在聚合體的一種材料上形成凹部的其它方法的三個(gè)工序。
圖32A和圖32B是其它形式的聚合體的第一種材料的斜視圖和局部剖面圖。
圖33A和圖33B是表示與圖32A及圖32B所示的第一種材料緊密相連接的第二種材料的斜視圖和局部剖面圖。
圖34至圖36依次表示出連接第一種材料和第二種材料的工序。
圖37是表示聚合體的第一種材料的其它形式的凹部的剖面圖。
圖38是表示在圖37的凹部形成過(guò)程中所使用的回轉(zhuǎn)刀具的平面圖。
圖39和圖40依次表示出用圖38的回轉(zhuǎn)刀具加工凹部的二個(gè)工序。
圖41至圖43依次表示出在聚合體的第一種材料上加工凹部的其它方法的三個(gè)工序。
圖44至圖48依次表示出用澆鑄方法將聚合體的第一種材料和第二種材料緊密結(jié)合的工序。
圖49至圖52依次表示出用塑性流動(dòng)的方法將聚合體的第一種材料與第二種材料緊密結(jié)合的工序。
圖53至圖57依次表示出用塑性流動(dòng)方式將聚合體的兩種材料緊密結(jié)合的另一種方法的工序。
圖58至圖62依次表示出將聚合體的兩種材料緊密結(jié)合的又一方法的工序。
圖62至圖65依次表示出圖58至圖62的方法的改變例的工序。
圖示的實(shí)施例為軌道行駛式線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛的次級(jí)端平板的情況，在圖1A所示的實(shí)施例中，111表示作為本發(fā)明的異種材料聚合體的次級(jí)端平板，作為具有高導(dǎo)磁率的第一種材料的金屬體的軟鋼板2與作為在其上部的第二種材料的金屬體的具有良好傳導(dǎo)性的鋁板3在接合面11上機(jī)械結(jié)合著。
從分別表示兩平板2、3的形態(tài)的圖1B可看出，在軟鋼板2的上平面11a上做出下端尖細(xì)的、截面為V字形的溝狀凹部7，這些凹部7是以傾斜方向被加工成的，使它的一側(cè)內(nèi)表面6形成懸伸面(在圖中為隨著向上方呈水平方向延伸的面)。凹部7的傾斜方向及其配置可以根據(jù)設(shè)計(jì)條件的不同做各種改變。
另一方面，在鋁板3的下平面11b上做出下端呈尖細(xì)狀的、截面為V字形的凸部9，這些凸部9是以傾斜方向突出的，使它的一個(gè)側(cè)面8形成向下突出的面(在圖中為隨著向下方呈水平方向延伸的面)。
上述凹部7和凸部9的相互位置是對(duì)應(yīng)的，而且形狀、尺寸都一致。在圖1B中，平板2、3是以分離狀態(tài)表示的，實(shí)際上，如后面所述，在制造聚合體時(shí)，凸部9是澆鑄在凹部7內(nèi)的，或者是采用將平板3相對(duì)平板2用滾子加壓把凸部9壓入凹部7內(nèi)的辦法使兩塊平板緊密地機(jī)械的結(jié)合在一起。這樣，聚合體111以極大的緊固力形成為一體，不用說(shuō)在縱向，即使對(duì)于橫向的剪切力也有足夠大的抵抗力，同時(shí)，對(duì)于由溫度變化等引起的熱效應(yīng)所產(chǎn)生的剝離力也具有抵抗力。
在上述結(jié)構(gòu)中，當(dāng)圖中未表示的線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛以所給定的浮起高度在所設(shè)置的次級(jí)端平板111上行駛時(shí)，通過(guò)鋁板3會(huì)產(chǎn)生電渦流，從而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力。鋁板3在縱向受到此時(shí)的驅(qū)動(dòng)力的巨大反力作用，然而由于凹部7的懸伸面6與凸部9的向下突出面8牢固的機(jī)械結(jié)合，不用說(shuō)縱向，即使對(duì)于與之垂直的方向上的剪切力也具有足夠大的抵抗力，此外，懸伸面6和向下突出面8的牢固的機(jī)械結(jié)合還可抵抗由于溫度變化等熱效應(yīng)引起的上下方向的強(qiáng)大的剝離力，防止(浮起)高度變化超過(guò)設(shè)定距離的規(guī)定高度。同時(shí)，因?yàn)檐涗摪?與鋁板3的接合面11是緊密結(jié)合的，因此即使潮濕的風(fēng)或灌水等也不會(huì)造成腐蝕，這樣兩者之間就不會(huì)產(chǎn)生剝離，可以充分地保持規(guī)定的緊密結(jié)合狀態(tài)，線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輛也可按設(shè)計(jì)規(guī)定行駛。
其次，在圖2所示的實(shí)施例中，在聚合體112的接合面上，軟鋼板2一側(cè)的所有凹部7的內(nèi)部都做出中間位置向上突起的突起部10，使凹部7的接合面更加增大了，因此可以增大抵抗剪切力的力。當(dāng)鋁板3被塑性地壓入凹部7時(shí)，這個(gè)突起部10使得塑性的流動(dòng)性變好，具有改善填充的效果。
在圖3所示實(shí)施例的聚合體113中，凹部的懸伸面6和凸部的向下突出面8形成與P-P面對(duì)稱，于是，凸部9向偏離P-P面的方向突出。這個(gè)實(shí)施例在安裝于直線行駛部分等上的情況下是非常有效的，而且制造成本低。
在圖4所示實(shí)施例的聚合體114中，燕尾形的凹部7與凸部9相互距離一定間隔。如后面所述，這個(gè)實(shí)施例相對(duì)于接合面在縱、橫或傾斜方向上可自由地設(shè)計(jì)凹部與凸部，制造成本也低。
在圖5所示實(shí)施例的聚合體115中，在圖1所示實(shí)施例的凹部7的懸伸部分6和凸部9的向下突出部分8上，在凹部7、凸部9和接合面的整個(gè)表面上都做出其節(jié)距比該懸伸部6和向下突出部8的節(jié)距更小的二次凹部，這樣，軟鋼板2與鋁板3可以更牢固地緊密結(jié)合。在這個(gè)實(shí)施例中，可得到對(duì)剪切力或剝離力的巨大的抵抗力。
在圖6所示的聚合體116中，對(duì)于上述各實(shí)施例的軟鋼板2和鋁板3的接合面是不同種類金屬相互直接的緊密結(jié)合型式，應(yīng)該防止由于兩者的腐蝕電位差不同而引起的在接合面上產(chǎn)生腐蝕，例如，采用在中間介入比絕緣物更薄的薄層12以提高兩者間的防止腐蝕機(jī)能。在這個(gè)實(shí)施例中，軟鋼板2和鋁板3通過(guò)薄層12也可以緊密緊固，可以充分保證對(duì)剪切力或剝離力的抵抗力。
在圖7所示的聚合體117中，圖6所示實(shí)施例的絕緣層12的下面，對(duì)軟鋼板2涂敷一層防腐蝕底層涂料12′使其介于其中地安裝。在這個(gè)實(shí)施例中，可以更加提高防腐蝕機(jī)能。
另外，在這個(gè)實(shí)施例中，將防腐蝕涂料涂敷在鋁板3上效果也很好，還可以涂敷有防腐蝕機(jī)能的粘接劑代替防腐蝕涂料。
關(guān)于具有懸伸面的凹部和具有向下突出面的凸部的配置方式，可以如圖8所示那樣，在縱向或橫向上以同方向配置，也可以如圖9所示那樣，在同一方向上配置成鋸齒形，還可以如圖10那樣傾斜地配置。
在圖11至圖13所示的聚合體120(只表示了軟鋼板2)中，在軟鋼板的上平面11a上平行地開(kāi)出直溝形凹部7。各凹部7的截面形狀與圖2所示的凹部7的截面形狀實(shí)質(zhì)上是相同的。在這塊軟鋼板的上平面11a上做出與凹部7交叉的溝14，可以使交叉溝14與凹部7垂直交叉。在這個(gè)實(shí)施例中，圖中未表示出的鋁板3，具有與圖2所示同樣的、包含有向下突出面(該面沿著凹溝7的懸伸面6)的凸部，同時(shí)還具有完全填滿上述交叉溝14內(nèi)部的凸部。在這個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于沿凹部7的縱向外力的抵抗力，由于交叉溝14的存在而得到加強(qiáng)。
在圖14所示的聚合體121的軟鋼板2中，在其凹部7的開(kāi)口部分上以一定間隔呈波形地做出延伸部分16。為了做出波形延伸部16，可以象圖15至圖17所示那樣，在溝形凹部7的兩側(cè)以一定間隔做出沖孔15等，使沿凹部7的一部分材料在沖孔15附近朝著凹部7的上方產(chǎn)生塑性變形，其結(jié)果，在凹部7的開(kāi)口部分上，以一定間隔形成了延伸部分16。這樣，埋入凹部7內(nèi)的鋁板3(圖18)的凸部9與軟鋼板2更牢固地結(jié)合在一起。利用圖9至圖18所示的方法，可以得到所有方向上的幾何學(xué)的耐剪切力。
當(dāng)然，本發(fā)明的實(shí)施情況並不僅限于上述各實(shí)施例，例如，相對(duì)于懸伸面和向下突出面，還可以采用在高度方向上設(shè)置幾段鋸齒形的凹凸部等各種樣式。
此外，軟鋼板與鋁板也可用其他材料代替。
並且，聚合體的適用對(duì)象不僅僅是軌道行駛式的線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛的次級(jí)端平板，而且對(duì)于所有要求牢固緊密緊固結(jié)合的聚合體均可以適用，例如電車線和在劇烈滑動(dòng)或振動(dòng)、溫度變化很大的條件下工作的機(jī)床，以及其他構(gòu)件上均可適用。
本發(fā)明的聚合體對(duì)于高頻率反復(fù)作用的剪切力或剝離力也能長(zhǎng)期保持穩(wěn)定的牢固鎖緊狀態(tài)，可以在根據(jù)設(shè)計(jì)十分穩(wěn)定地保持線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛等的機(jī)能方面起到卓越的作用。
此外，兩塊平板的接合面，由于向下突出面對(duì)于懸伸面的緊密結(jié)合的作用形成一種迷宮式密封狀態(tài)，因此，即使在周圍有腐蝕性氣體的環(huán)境狀態(tài)下，腐蝕體也不會(huì)侵入接合面，這樣，可起到防止在一種材料與另一種材料的接合面上產(chǎn)生剝離的作用。
對(duì)于在軟鋼板2的接合面上加工出具有懸伸面的V形溝狀凹部，可以采用以下所述的方法。
首先，在毛坯軟鋼板2上加工出如圖19所示的、平坦的接合面11a，在該接合面11a的所定部分上，用圖20所示的兩面平坦且圓周表面有棱邊的、側(cè)表面為所定錐形的成型滾子20以所定的壓力擠壓，並且邊擠壓邊轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則如圖20所示那樣，在軟鋼板2的接合面11a上;靠一側(cè)形成尖銳的隆起部分24，而在下側(cè)則形成低谷部分25，在另一側(cè)形成微小的隆起部分26。
並且，利用具有最佳形狀的滾子，按照規(guī)定的次數(shù)反復(fù)進(jìn)行這個(gè)成型過(guò)程，就可以做成一側(cè)具有規(guī)定高度的隆起部分24的低谷部分25。
如圖21所示那樣，當(dāng)將圓筒形的滾子27壓緊低谷部分25的表面，並且一邊轉(zhuǎn)動(dòng)它時(shí)，低谷部分25一側(cè)和另一側(cè)的隆起部分24、26就會(huì)變得與一般部位的接合面11a同樣平坦，形成傾斜的V形截面，于是具有懸伸面6的溝形凹部7就構(gòu)成了。
因此，不必進(jìn)行向下突出面的切削加工等困難的成型加工即可做出懸伸面6。
其次，當(dāng)加工圖2所示那樣的凹部7時(shí)，如圖19所示那樣，對(duì)于接合面11a經(jīng)過(guò)預(yù)先加工平坦的毛坯軟鋼板2，在接合面11a上，如圖22所示那樣，可以用園周面上有V形截面溝的皮帶形型滾子20a壓緊接合面11a，並且同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)之，即可加工出內(nèi)部具有山形凸起部分28，兩側(cè)具有垂直側(cè)壁和隆起部分29，29的溝。通過(guò)反復(fù)進(jìn)行圖22所示的成型操作，就可以做成規(guī)定深度的谷部和隆起部分29，29。再者;如圖23所示那樣，通過(guò)將園周面軸向?yàn)橹本€的園筒形成型滾子27a壓緊在兩側(cè)的隆起部分29，29上，並同時(shí)使之轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)定的次數(shù)，則隆起部分29，29被壓入內(nèi)側(cè)，就可作成兩側(cè)有以山形凸起部分28為邊界、向外傾斜延伸的懸伸面6，6的凹部。
在圖24所示的實(shí)施例中，在圖22所示的皮帶輪形滾子20a的園周面上，隔一定間隔做出一個(gè)凹部30，在這個(gè)滾子20a轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所形成的溝形凹部7的底面上，如圖25所示那樣，隔一定間隔，構(gòu)成一個(gè)突起部分31。因此填滿凹部7內(nèi)部的鋁板3的凸部與突起部31緊密結(jié)合，這樣就增大了對(duì)于凹部7縱向的外力的抵抗力。假如用凸起部分代替滾子20a上的凹部30，則在凹部7上將形成一個(gè)凹陷部分以取代突起部分31。這種情況下抵抗力也會(huì)增大。
當(dāng)加工圖4所示那樣的燕尾形凹部和凸部時(shí)，如圖26所示那樣，在軟鋼板2的接合面11a上預(yù)先加工出截面為方形的突出部分40，然后，如圖27所示那樣，利用外園周面有截面為M形溝的滾子41在突出部分40上擠壓，用M形溝的內(nèi)側(cè)面夾緊突出部分40的兩側(cè)，並同時(shí)使之轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)定的次數(shù)，由此，突出部分40就變?yōu)轫斆嬗蠱型截面的凹部的突出部分40′。再次，如圖28所示那樣，當(dāng)將具有園筒形園周面的成型滾子42擠壓突出部分40′並轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)定的次數(shù)時(shí)，突出部分40′就變?yōu)轫斆嫫教沟耐怀霾糠?0″，在這個(gè)突出部分40″的兩側(cè)就構(gòu)成懸伸面43，43。這樣，不需要通過(guò)切削加工，就可根據(jù)設(shè)計(jì)制成燕尾形截面部分。
與軟鋼板2的懸伸面結(jié)合的鋁板3的向下突出面也可用同樣的方法加工。
圖29至圖31表示在軟鋼板2上加工具有與圖4所示的凹部7類似形狀的凹部的另一種方法。使用這個(gè)方法時(shí)，如圖29所示那樣，利用園筒形滾子45對(duì)溝進(jìn)行塑性加工，在它的兩側(cè)形成隆起部分46，其次，如圖30所示那樣，在對(duì)應(yīng)于加工出的溝7的部分，采用具有環(huán)形狀的三角形斷面溝47的壓延滾子48，對(duì)軟鋼板2進(jìn)行壓延。這樣，溝7兩側(cè)的隆起部分46就如46′所示那樣，向溝的內(nèi)側(cè)塑性變形。最后，如圖31所示那樣，當(dāng)利用園筒滾子49壓延軟鋼板2時(shí)，隆起部分46′再向溝內(nèi)側(cè)變形，這樣就加工出兩側(cè)有懸伸面6的溝形凹部7。
在圖32A至圖39所示的實(shí)施例中，在軟鋼板2上做出的凹部7，它不是先前實(shí)施例中的溝狀，而是具有懸伸面6的園孔形，如圖32A和32B所示。在鋁板3上，如圖33A和圖33B所示那樣，也做出倒錐形通孔51。凹部7與通孔51的相互位置一致。這些凹部7和通孔51不一定非是園形、矩形或橢園、其他形狀也可以。
準(zhǔn)備上述那樣的軟鋼板2和鋁板3，如圖34所示那樣，使凹部7與通孔51同心，並把兩塊平板重合，其次，如圖35所示那樣，將可鍛造的軟材料(例如用鋁做的固定銷52)插入凹部7與通孔51中，沿箭頭F方向?qū)⑺叴?。這樣，如圖36中用52′表示的那樣，軟材料將凹部7和孔51填滿，達(dá)到固定銷的效果，鋁板3和軟鋼板2牢固地結(jié)合在一起。
在圖37所示的例子中，軟鋼板2的凹部7由內(nèi)側(cè)部分直徑增大的階梯形園孔構(gòu)成。這個(gè)階梯部分就形成懸伸部6。
在制造這樣的凹部7時(shí)，如圖38所示那樣，采用切削刃54可在實(shí)線位置與朝半徑方向向外突出的假想線位置之間自由移動(dòng)的回旋刀具55。最初，如圖39所示那樣，切削刃54以向半徑方向的內(nèi)側(cè)縮入的狀態(tài)在軟鋼板2上穿孔，然后，如圖40所示那樣，將切削刃54向著半徑方面的外側(cè)推出，進(jìn)行孔加工。這樣，即可加工出圖37所示那樣的階梯凹部7。再者，假如隨著孔加工的進(jìn)行，逐漸將切削刃54向半徑方向的外側(cè)推出，則可以加工出圖32B所示那樣的凹部7。
圖41至圖43表示在軟鋼板2中加工出凹部7的另一種方法。使用這種方法時(shí)，如圖41所示那樣，首先將有園孔57的壓板58固定到軟鋼板2上，其次，如圖42所示那樣，在壓板58的圓孔57的位置處，將沖頭60打入軟鋼板2中。這樣，在沖頭60的周圍，而且是在壓板58的園孔57的范圍內(nèi)，軟鋼板2的材料形成隆起部分61。然后，如圖43所示那樣，取出沖頭60，用平板62朝下壓在軟鋼板2的上面，則隆起部分61向孔的內(nèi)側(cè)變形，在凹部7的內(nèi)部構(gòu)成懸伸面。
使具有帶向下突出面的凸部的鋁板3與用上述方法或切削加工方法加工出帶有懸伸面的溝形凹部的軟鋼板2緊密結(jié)合，還可以采用下述的方法。
現(xiàn)就制作圖2所示形狀的聚合體的情況進(jìn)行說(shuō)明首先，如圖44所示那樣，在軟鋼板2的上面以及按情況不同，在其兩個(gè)側(cè)面做出帶懸伸面6的凹部7以后，為了能進(jìn)行大量生產(chǎn)，如圖45所示那樣，例如可通過(guò)石膏等剝離材料63，將一對(duì)軟鋼板2，2的背面相對(duì)結(jié)合成一體，接著，如圖46所示那樣，將做成一體的軟鋼板2，2放入鑄型65內(nèi)，從鑄型65的澆口67將預(yù)先處于溶融狀態(tài)的鋁水3′注入，使鋁水3′充滿軟鋼板2，2的接合面外周表面和鑄型65之間的空腔。
這時(shí)，利用眾所周知的慣用方法，可使鋁水3′沿著所有凹部7，7…的各個(gè)懸伸面6流到各個(gè)角落。
這樣，經(jīng)過(guò)規(guī)定的時(shí)間，鋁水3′冷卻凝固后，打開(kāi)鑄型65，如圖47所示那樣，就可得到在軟鋼板2，2的外周表面上，鋁板3在其全部凹部7，7……內(nèi)，沿著各個(gè)懸伸面6緊密嵌入的方塊。然后，沿著剝離材料63，切斷鋁板3，就得到圖48所示的次級(jí)端平板。
另外，也可以在上述實(shí)施例的圖45與圖46所示工序之間，在軟鋼板2，2的接合面11上涂敷由能夠防止鐵與鋁電腐蝕的絕緣材料組成的防蝕涂料，在接合面11上形成防腐蝕性薄膜后再放入鑄型65內(nèi)，澆鑄入鋁水3′。
關(guān)于相對(duì)鑄型內(nèi)的一種材料，另一種材料的溶鑄性，當(dāng)然以容易溶融者為好。
利用后面所述的塑性流動(dòng)方法也可進(jìn)行軟鋼板2與鋁板3的緊密連接。
為了實(shí)施這個(gè)方法，首先如圖49所示那樣，準(zhǔn)備在接合面11a上做出帶有懸伸面6的凹部7的軟鋼板2，同時(shí)，如圖50所示那樣，再準(zhǔn)備具有接合面11b的平板形鋁板3。
其次，如圖51所示那樣，將兩塊板2，3的接合面11a，11b相對(duì)，使兩板連接，利用圖中沒(méi)有示出的壓力機(jī)裝置或壓延滾子等，按照?qǐng)D51中箭頭F所示的方向全面均勻地施加壓緊力。這樣，塑性流動(dòng)使得屈服點(diǎn)低的鋁板3的材料流入凹部7，7…的部位，繼續(xù)加壓時(shí)，則如圖52所示那樣，鋁板3的接合面11b的材料將沿著懸伸面6，6……進(jìn)入軟鋼板2的凹部7，7內(nèi)，即使釋放壓緊力F，兩塊平板2，3仍可保持緊密結(jié)合狀態(tài)。
並且，在施加壓緊力F的工序中，通過(guò)利用高頻加熱裝置等加熱鋁板3的接合面11b，使之升溫，更可保證由鋁板3的塑性流動(dòng)引起的向軟鋼板2的凹部7，7……內(nèi)的流入運(yùn)動(dòng)。
在最后成形時(shí)，通過(guò)修整加工等就可獲得所希望的制品。
圖53至圖57所示的實(shí)施例表示圖2所示形狀的聚合體112的制造方法。
使用這方法時(shí)，首先，如圖53所示那樣，準(zhǔn)備在接合面11a上加工出帶有懸伸面6的凹部7的軟鋼板2和如圖54所示那樣，在接合面11b上，加工出與凹部7對(duì)應(yīng)的突出部分66的鋁板3。這時(shí)，在突出部分66的頂端面上加工出截面為V形的溝67。這種形狀的突出部分66與圖27所示中間階段的突出部分40′相同。如能擠壓具有所希望的截面形狀的鋁得到型材也可以。從各突出部分66的接合面11b突起的突出量可這樣決定使突出部分66的體積比軟鋼板2的凹部7的容積稍大一點(diǎn)即可。
其次，如圖55所示那樣，使凹部7與突出部分66相互位置一致，將軟鋼板2和鋁板3相對(duì)，使突出部分66的頂端嵌入凹部7內(nèi)，再如圖56所示那樣，相對(duì)軟鋼板2，利用壓力機(jī)或壓延滾子，在鋁板3上全面施加均勻的壓緊力F。這樣，與上述實(shí)施例相同，鋁板3的各個(gè)突出部分66產(chǎn)生塑性流動(dòng)，沿著懸伸面6流入軟鋼板2的凹部7內(nèi)，如圖57所示那樣。
這時(shí)，通過(guò)由于凹部7的底部突起部分斜面所引起的楔子作用，使得由沿著各懸伸面6進(jìn)行的突出部分66的塑性流動(dòng)造成的流入能更確有保證地進(jìn)行，並且，如上所述，由于從鋁板3的接合面11b算起的突出部分66的體積比軟鋼板2的凹部7的容積稍大一點(diǎn)，因此，由壓緊力F引起的鋁板3的材料向著凹部7內(nèi)的塑性流動(dòng)也能更確有保證地進(jìn)行，從而更能確保兩者機(jī)械的緊密結(jié)合狀態(tài)。
與上述實(shí)施例相同，在這種情況下，在施加壓緊力F時(shí)，通過(guò)按給定溫度對(duì)鋁板3的突出部分66，66加熱，鋁板3的屈服應(yīng)力降低，更可確保流動(dòng)的實(shí)現(xiàn)。此外，即使在施加壓緊力過(guò)程中冷卻時(shí)出現(xiàn)材料收縮，由于突出部分66的體積比凹部7的容積稍大一些，因此也能在收縮后實(shí)現(xiàn)鋁板3的材料向凹部7內(nèi)的流動(dòng)，做到無(wú)間隙，得到更加牢靠的緊密結(jié)合的聚合體。
另外，在這樣制造出來(lái)的聚合體中，因?yàn)橄鄬?duì)于鋁板3的軟鋼板2的結(jié)合面積大，因此可以顯著提高對(duì)于平面方向的剪切滑動(dòng)或上下方向的剝離(特別是剪切滑動(dòng))的抵抗力。
結(jié)合圖58至圖62來(lái)說(shuō)明制造聚合體的其他緊密結(jié)合方法。
使用這個(gè)方法時(shí)，如圖58所示那樣，準(zhǔn)備軟鋼板2，它和要向線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛的軌道枕木上安裝的安裝支架70預(yù)先做成一體。這軟鋼板2在其接合面11a中央的縱方向上加工出一個(gè)具有懸伸面6的凹部7，在其兩側(cè)面加工出截面為圓弧形的凹溝71。
其次，如圖59所示那樣，將與凹部截面形狀和尺寸相同的梯形鋁棒72從縱向壓入軟鋼板2的凹部7內(nèi)。
還可以不用這樣做，而將溶融的鋁水澆鑄入凹部7內(nèi)作為鋁棒72，和軟鋼板2成為一個(gè)整體也可以，其次，如圖60所示那樣，準(zhǔn)備作為第二金屬體的鋁板3，3，其截面是L型的，在其一端上整體地做出和軟鋼板2的側(cè)面的凹溝71，71對(duì)應(yīng)的突部73，另一端面74做成一個(gè)斜面，將鋁板加熱至預(yù)定的溫度，使之膨脹，然后將鋁板的各突部73緊密和軟鋼板2的凹溝71結(jié)合，在懸伸面6的上面使兩末端面74保持一定間隔，將末端面74位置放置妥當(dāng)，使一對(duì)鋁板3，3相互相對(duì)配置。其次，如圖61所示那樣，在軟鋼板2的凹部7內(nèi)的鋁棒72和緊挨著鋁板3，3的該鋁棒72的部分上，用鋁堆焊出焊接部分75，將軟鋼板2、鋁棒72、鋁板3，3四者結(jié)合為一體。
然后將它冷卻，利用鋁板3，3的冷卻產(chǎn)生的收縮和堆焊部分74的熱收縮作用，使鋁板3，3在橫向收縮，其突部73就牢固地嵌入軟鋼板2的凹溝71中，因此，軟鋼板2與鋁板3，3呈整體緊密結(jié)合狀態(tài)而緊固起來(lái)，通過(guò)對(duì)堆焊部分75進(jìn)行切削加工可得到如圖62所示的作為最終產(chǎn)品的次級(jí)端平板。作為產(chǎn)品的次級(jí)端平板能夠長(zhǎng)期保持鋁板3在軟鋼板2上的牢固緊密結(jié)合狀態(tài)，也可充分保持對(duì)平面方向的剪切滑動(dòng)或上下方向的剝離的抵抗力。
其次，在圖63至圖65所示的實(shí)施例中，如圖63所示那樣，也是相對(duì)預(yù)先在接合器11a上加工出具有懸伸面6的凹部7和在兩側(cè)面上加工出凹溝71、71的軟鋼板2上，利用突部73與凹溝71的緊密結(jié)合安裝著一對(duì)L型的鋁板3，3。這時(shí)，不象先前的實(shí)施例那樣，在凹部7內(nèi)沒(méi)有插入鋁棒。而在各個(gè)鋁板3的突部73的對(duì)面一端做出向凹部7內(nèi)突出的凸緣76。
其次，在圖63的狀態(tài)中，如圖64所示那樣，從兩個(gè)凸緣76間的間隙向凹部7內(nèi)澆鑄溶融的鋁水，當(dāng)把凹部7和凸緣76之間的空腔充滿后，兩個(gè)凸緣就融結(jié)在一起，再將它放置冷卻。由于鋁板3，3預(yù)先加熱的作用，在它冷卻過(guò)程中產(chǎn)生熱收縮，突部73就嵌入對(duì)應(yīng)的凹溝71中，軟鋼板2與鋁板3，3就形成緊密緊固結(jié)合為一體的狀態(tài)。此外，在軟鋼板2的凹部7內(nèi)，由于固化了的金屬溶液77的作用，軟鋼板2與鋁板3，3形成緊密緊固結(jié)合為一體的狀態(tài)。再如圖65所示那樣，通過(guò)對(duì)堆焊聚合部位77進(jìn)行切削加工，成為與鋁板3，3的表面一樣，就如圖62一樣，可以得到作為圖65所示的結(jié)合體的產(chǎn)品聚合體。這種聚合體與圖62所示的聚合體一樣，成為鋁板3和軟鋼板2牢固地緊密連接的聚合體，可以充分地、長(zhǎng)期地、毫不變化地保持對(duì)于平面方向作用的剪切力或者上下方向作用的剝離力的抵抗力。
以上所述的本發(fā)明的實(shí)施例可以進(jìn)行各種改變。例如，所述的凹部加工方法可以適用于所述的各種聚合體制造方法。
權(quán)利要求
1.將一對(duì)不同種類的材料，利用機(jī)械結(jié)合的關(guān)系在接合面上緊密緊固結(jié)合的聚合體制造方法，其特征在于準(zhǔn)備在接合面上做出局部孔狀凹部的第一種材料(局部孔狀凹部?jī)?nèi)部有懸伸面)，再準(zhǔn)備有倒截圓錐形通孔、在通孔的小直徑端具有接合面的第二種材料，將它們的接合面相對(duì)，而且使凹部與通孔一致，把第一種和第二種材料重合，在凹部與通孔內(nèi)插入固定銷，使固定銷塑性變形完全填滿凹部與通孔，這樣構(gòu)成聚合體。
全文摘要
用于軌道行駛式的線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛的路面感應(yīng)用次級(jí)端平板等的異種材料聚合體。該聚合體的制造方法為，在異種材料中的第一種材料2(例如具有高導(dǎo)磁率的軟鋼板)的接合面上，機(jī)械地接合第二種材料3(例如具有良好傳導(dǎo)性的鋁板)，使它們牢固地形成一體。即，在第一種材料2的接合面上加工出內(nèi)側(cè)面有懸伸面6的凹部7，在第二種材料3的接合面上加工出外側(cè)面有突出面8的凸部9，通過(guò)澆鑄、塑性流動(dòng)、滾壓的方法，機(jī)械地緊密嵌合起來(lái)。
文檔編號(hào)F16B5/07GK1052279SQ90107869
公開(kāi)日1991年6月19日 申請(qǐng)日期1988年7月1日 優(yōu)先權(quán)日1987年7月1日
發(fā)明者松井繁明, 松村裕之, 山田猛, 公門泰博, 上門正樹(shù), 公江茂樹(shù), 淺利宏溫, 岡崎章三, 山本彰利, 古賀信次, 龍冶直, 石壽彥, 熱田穩(wěn)雄, 村上繁己 申請(qǐng)人:川崎重工業(yè)株式會(huì)社