專利名稱：可變?nèi)萘康男北P式壓縮機(jī)用活塞的摩擦攪動(dòng)焊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種摩擦攪動(dòng)焊的裝置，其用于為容量可變的斜盤式壓縮機(jī)制造活塞。更具體來講，本發(fā)明涉及這樣一種為可變?nèi)萘康男北P式壓縮機(jī)制造活塞的摩擦攪動(dòng)焊裝置其可通過摩擦攪動(dòng)焊將兩活塞構(gòu)件的圓形截面整體地焊接，且無需在活塞構(gòu)件的被焊接部分上形成一個(gè)孔洞，由此可提高焊接部分的耐久性，且不論活塞構(gòu)件的外徑為何尺寸，都能容易地焊接活塞構(gòu)件。
背景技術(shù)：
通常，車用制冷設(shè)備中的可變?nèi)萘康男北P式壓縮機(jī)包括前、后殼體，在兩殼體中形成了一些密閉的空間，這些空間例如為曲軸室、吸入室、排出室等；一氣缸體，其被安裝在前、后殼體之間，并在其圓周方向上設(shè)置有多個(gè)氣缸孔；一驅(qū)動(dòng)軸，其可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在氣缸體的中央部位處；一凸耳板和一斜盤，它們分別被安裝在驅(qū)動(dòng)軸上；多個(gè)活塞，它們通過滑靴沿斜盤的圓周進(jìn)行連接；一閥單元，其被布置在氣缸體與后殼體之間；一控制閥，其用于控制活塞的運(yùn)動(dòng)；以及一彈簧，其被彈性地安裝在斜盤上，用于在凸耳板不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將斜盤支撐在最小的斜角狀態(tài)。
在這樣的可變?nèi)萘康男北P式壓縮機(jī)中，在對制冷劑進(jìn)行壓縮的過程中，活塞的自重起到慣性質(zhì)量的作用，會(huì)阻止活塞產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由此會(huì)使壓縮效率降低。為了解決上述問題，近些年來用輕質(zhì)材料來制造活塞，并將活塞中的一部分制成中空的，從而能進(jìn)一步減輕重量。
通常的作法是，為了制造中空的活塞，相互獨(dú)立地模制一第一活塞構(gòu)件和一第二活塞構(gòu)件，其中，第一活塞構(gòu)件具有一橋接件，其具有一滑靴容座，用于在其中設(shè)置將活塞與斜盤連接起來的滑靴，且第二活塞構(gòu)件具有一中空部件。之后，在經(jīng)過機(jī)加工之后，對第一、第二活塞構(gòu)件臨時(shí)地接合起來，而后，將第一、第二活塞構(gòu)件上的被接合表面執(zhí)行焊接，并利用真空條件下的電子束焊接使它們相互粘合起來。
但是，常規(guī)的中空活塞制造方法存在幾個(gè)問題必須要對被接合表面進(jìn)行精確的加工處理；將第一、第二活塞構(gòu)件組裝到一起將花費(fèi)很多工時(shí)；且對第一、第二活塞構(gòu)件的加工也是復(fù)雜而困難的，因而，這將會(huì)降低生產(chǎn)率，并使廢品率變得很高。另外，常規(guī)的中空活塞制造方法還存在的另一個(gè)問題是由于在執(zhí)行電子束焊接的步驟中，在活塞內(nèi)部會(huì)形成一些細(xì)微的孔洞，所以會(huì)降低活塞的耐久性。常規(guī)的中空活塞制造方法還存在的一個(gè)問題是由于制冷劑和潤滑油會(huì)經(jīng)細(xì)微孔洞滲漏到中空部分內(nèi)，所以，制冷劑和潤滑油會(huì)出現(xiàn)短缺。尤其是，普通的中空活塞制造方法存在這樣的問題由于在執(zhí)行電子束焊接時(shí)，活塞上的焊接區(qū)域必須要被保持在高真空度的條件下，所以維修成本和制造成本都會(huì)增加。
為了解決上述問題，第0959227號歐洲專利公開文件包括了一種摩擦焊方法，在該方法中，在第一活塞構(gòu)件和第二活塞構(gòu)件被模制成之后，在第一、第二活塞構(gòu)件的前表面上分別制出平行的對接表面，然后，在大氣環(huán)境中，在兩對接表面相互對置的狀態(tài)下，利用由第一、第二活塞構(gòu)件相互摩擦所產(chǎn)生的摩擦熱而制出一中空活塞部分。
但是，在上述常規(guī)方法的條件下，由于對接表面是平面，而兩對接表面的平面度之間存在微小的差異，所以焊接溫度在對接表面上的分布并不均勻。另外，由于在第一、第二活塞構(gòu)件的對接表面上各點(diǎn)之間存在角速度差，所以，溫度和焊接強(qiáng)度在朝向活塞外圓周的方向上是逐漸增大的。但是，在焊接之后，隨著機(jī)加工過程將活塞的外周層去除掉，剩余部分的焊接強(qiáng)度就變得較低了。
另外，第5460317號美國專利公開了一種摩擦攪動(dòng)抵接焊的方法，該方法不同于上述的摩擦焊接方法。在第5460317號美國專利中，在一連續(xù)或基本連續(xù)的材料表面上設(shè)置一個(gè)探頭，該探頭材質(zhì)的硬度大于上述材料的硬度。在使上述材料與探頭相互接觸之后，探頭會(huì)插入到該材料中，與此同時(shí)，在探頭與材料之間產(chǎn)生相對的周期運(yùn)動(dòng)。利用周期運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的熱量，使探頭周圍的材料形成一個(gè)塑化區(qū)。然后，通過使材料凝固而將其粘合起來。
這種摩擦攪動(dòng)抵接焊的優(yōu)點(diǎn)在于其缺陷率很低-其中的缺陷例如是由熱扭曲造成的變形；且不受材料的限制。但是，摩擦攪動(dòng)抵接焊方法也存在一個(gè)缺點(diǎn)在執(zhí)行摩擦焊之后，探頭會(huì)在材料之間的摩擦部分中形成一個(gè)孔洞。
如圖8所示，在制造一活塞1的過程中，該摩擦攪動(dòng)抵接焊方法的一個(gè)缺點(diǎn)在于由于在帶有橋接件2的第一活塞構(gòu)件3與第二活塞構(gòu)件4之間的摩擦部分-即焊接部分中形成了一個(gè)孔洞5，在摩擦焊之后的涂敷過程中，無法形成厚度均勻的涂敷層，所以會(huì)使焊接部分的耐久性變差。
也就是說，由于在活塞1的往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中，用于可變?nèi)萘康男北P式壓縮機(jī)的活塞1的第二活塞構(gòu)件4會(huì)與氣缸孔的內(nèi)表面發(fā)生刮擦，為了改善抗磨損性和提高第二活塞構(gòu)件4外圓周的密封性，要在包含焊接部分的第二活塞構(gòu)件4的外周面上形成一層均勻的涂膜，這樣，磨損過程就變?yōu)榱艘粋€(gè)后處理(post-process)。因而，如上所述，如果在兩活塞構(gòu)件的焊接部分中形成了一個(gè)孔洞，則涂敷的液體就會(huì)滲流到該孔洞中。當(dāng)在此條件下執(zhí)行塑性加工時(shí)，在孔洞5的位置處就會(huì)形成一個(gè)升高的部分，從而使涂膜成為不均勻的。因而，磨損過程的進(jìn)行將是異常的，從而導(dǎo)致耐久性的降低。
上述的摩擦攪動(dòng)抵接焊方法還存在另一個(gè)缺點(diǎn)當(dāng)探頭被插入到兩部件之間的焊接部分中時(shí)，由于壓力的作用，可能會(huì)造成兩部件發(fā)生彎曲變形，因而很難制造要求具有精確外徑的活塞。
為防止該彎曲變形，日本專利公開文件平11-156560公開了一種能防止活塞構(gòu)件發(fā)生彎曲變形的摩擦攪動(dòng)焊設(shè)備，在該設(shè)備中，探頭的相對兩側(cè)-即在兩活塞構(gòu)件的下方安裝了一個(gè)或多個(gè)支撐滾輪，其與活塞構(gòu)件的外周面相接觸。支撐滾輪支承著當(dāng)探頭插入時(shí)所產(chǎn)生的壓力，從而可防止活塞構(gòu)件發(fā)生彎曲。
但是，由于支撐滾輪是在這樣的狀態(tài)下進(jìn)行安裝的在此狀態(tài)中，它們被固定成支撐著兩構(gòu)件的下部，以便于使兩構(gòu)件在固定著的支撐滾輪上轉(zhuǎn)動(dòng)，兩構(gòu)件必須具有精確的外徑，這樣才能將兩構(gòu)件精確地布置在轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的中軸線上。
因而，現(xiàn)有技術(shù)中的摩擦攪動(dòng)焊設(shè)備只能制造具有相同外徑的同一種活塞。為了制造具有不同外徑的活塞，就必須要根據(jù)外徑更換焊接設(shè)備或獨(dú)立地制造焊接設(shè)備，這樣，就會(huì)使制造成本提高。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明是鑒于上述的問題而提出的，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種摩擦攪動(dòng)焊裝置，用于制造可變?nèi)萘康男北P式壓縮機(jī)中的活塞，該方法可避免在兩活塞構(gòu)件之間的焊接部分中形成孔洞，兩活塞構(gòu)件利用摩擦攪動(dòng)焊連接到一起，從而，可防止在摩擦攪動(dòng)焊之后的涂敷過程、以及磨損過程中焊接部分的耐久性被降低。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于可變?nèi)萘康男北P式壓縮機(jī)的活塞的摩擦攪動(dòng)焊裝置，該裝置可容易地將活塞構(gòu)件彼此焊接在一起，而不論活塞構(gòu)件的外徑為何尺寸。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明提供一種摩擦攪動(dòng)焊裝置，其包括固定在工作臺(tái)上表面的轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置，其可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐第一、第二活塞構(gòu)件，第一活塞構(gòu)件具有一橋接件以及從橋接件伸出的第一連接部件，第二活塞構(gòu)件具有一第二連接部件，該部件與第一活塞構(gòu)件的第一連接部件相連接，并具有一中空部件，其是通過與第一活塞構(gòu)件連接起來而形成的；焊接裝置可轉(zhuǎn)動(dòng)地插入到支撐在轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置的第一活塞構(gòu)件和第二活塞構(gòu)件的焊接部分中，沿第一、第二活塞構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向來執(zhí)行摩擦攪動(dòng)焊；當(dāng)?shù)谝弧⒌诙钊麡?gòu)件被支撐在轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置上時(shí)，彈性地安裝在第一、第二活塞構(gòu)件的下側(cè)的支撐滾輪，使第一、第二活塞構(gòu)件的中軸線布置在轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置的中軸線上，在支撐第一、第二活塞構(gòu)件的同時(shí)，支撐滾輪在預(yù)定高度(H)范圍內(nèi)垂直地移動(dòng)；以及在通過焊接裝置對焊接部分進(jìn)行摩擦攪動(dòng)焊之后，將焊接裝置從焊接部分移動(dòng)到預(yù)定位置的位移裝置。
用于控制中軸線準(zhǔn)確位置的引導(dǎo)構(gòu)件可拆卸地安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置的上部，引導(dǎo)構(gòu)件將第二活塞構(gòu)件的中軸線精確地控制在轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置的中軸線上，同時(shí)，對第二活塞構(gòu)件的上表面加壓，第二活塞構(gòu)件臨時(shí)地與第一活塞構(gòu)件連接，以使彈性地安裝在支撐滾輪上的第一活塞構(gòu)件的中軸線與轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置的中軸線重合。
位移裝置具有一個(gè)用于將工作臺(tái)移動(dòng)到活塞軸向上的預(yù)定距離處的伺服馬達(dá)。
兩個(gè)支撐滾輪可轉(zhuǎn)動(dòng)地、彼此相鄰地安裝在兩個(gè)支撐部件上，支撐部件可移動(dòng)地安裝在固定在工作臺(tái)的上表面上的固定臺(tái)架的上部。
固定臺(tái)架包括一個(gè)垂直的通孔，以及與穿過垂直通孔的支撐部件的下表面相連的升降構(gòu)件，升降構(gòu)件被彈簧彈性地支撐。
升降構(gòu)件具有凸伸到比垂直通孔更窄的路徑的外側(cè)的底部，以及升降構(gòu)件的凸伸端傾斜一預(yù)定的傾斜角度。
固定裝置安裝在升降構(gòu)件的下方，在活塞構(gòu)件的中軸線與轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置的中軸線重合后，在第一、第二活塞構(gòu)件被支撐在轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置上時(shí)，通過停止升降構(gòu)件的上升運(yùn)動(dòng)而固定支撐滾輪的固定部件。
固定裝置包括楔形固定構(gòu)件，其具有象升降構(gòu)件端部一樣的傾斜的前端，形成在其內(nèi)的水平的通孔，可動(dòng)桿件彈性地由在水平通孔內(nèi)側(cè)的彈簧支撐，以及連接到凸伸到楔形固定構(gòu)件的水平通孔的外側(cè)的可動(dòng)桿件的端部的連接構(gòu)件。
氣缸連接到連接構(gòu)件的端部，并前后移動(dòng)連接構(gòu)件，以使楔形固定構(gòu)件前進(jìn)或通過連接構(gòu)件從升降構(gòu)件的端部返回。
在下文的描述中，介紹了本發(fā)明其它的優(yōu)點(diǎn)、目的、以及特征，且對于已了解了下文內(nèi)容、或已實(shí)踐過本發(fā)明的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，本發(fā)明其它的優(yōu)點(diǎn)、目的以及特征將是顯而易見的。利用在文字描述部分、權(quán)利要求以及附圖中所具體指明的結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)并達(dá)到本發(fā)明這些目的、以及其它的優(yōu)點(diǎn)。
可以理解上文中對本發(fā)明的概述、以及下文中的詳細(xì)描述僅是示例性和解釋性的，其只是用于對權(quán)利要求書限定的發(fā)明作進(jìn)一步的解釋。


從下文結(jié)合附圖對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，可對本發(fā)明上述的以及其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)有更清楚的認(rèn)識，在附圖中圖1是一可變?nèi)萘康男北P式壓縮機(jī)的簡要剖視圖，在該可變?nèi)萘康男北P式壓縮機(jī)上應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明的活塞；圖2是圖1中活塞的軸測圖；圖3是一摩擦攪動(dòng)焊設(shè)備的正視圖，該設(shè)備用于制造根據(jù)本發(fā)明的活塞；圖4是對圖3所示支撐滾輪的柔性結(jié)構(gòu)所作的側(cè)剖面圖；圖5是一引導(dǎo)構(gòu)件的軸測圖，該引導(dǎo)構(gòu)件被安裝在圖3中第二支撐裝置的上部；圖6a到圖6e均為剖視圖，表示了根據(jù)本發(fā)明對活塞執(zhí)行摩擦攪動(dòng)焊的過程；圖7表示了活塞已按照本發(fā)明的方法被焊接完之后的狀態(tài)；以及圖8表示了用現(xiàn)有技術(shù)對活塞執(zhí)行焊接后的狀態(tài)。
具體實(shí)施例方式
下面將對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式作詳細(xì)的描述，在附圖中表示出了本發(fā)明的幾種實(shí)例。
圖1簡單地表示了一可變?nèi)萘康男北P式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)，根據(jù)本發(fā)明的活塞被安裝到該壓縮機(jī)中。
如圖1所示，可變?nèi)萘康男北P式壓縮機(jī)包括前殼體11和后殼體12，在兩殼體內(nèi)形成了一些密閉的空間，這些空間例如為曲軸室11a、吸入室12a以及排出室12b；一氣缸體13，其被安裝在前、后殼體11和12之間，并在其圓周方向上設(shè)置有多個(gè)氣缸孔13a；一驅(qū)動(dòng)軸14，其可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在氣缸體13的中央部位處，并帶有一凸耳板15；一斜盤16，其與凸耳板15的側(cè)面鉸接著，并具有一可隨制冷負(fù)載變化的傾斜角；以及多個(gè)活塞20，它們與滑靴17相連接，這些活塞沿斜盤16的圓周進(jìn)行設(shè)置，并能隨著斜盤16的轉(zhuǎn)動(dòng)在氣缸體13上各自的氣缸孔內(nèi)往復(fù)移動(dòng)。
用在該可變?nèi)萘康男北P式壓縮機(jī)中的活塞中制有一中空部件，用于減小由于往復(fù)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的慣性。
圖2表示了活塞的詳細(xì)結(jié)構(gòu)?；钊?0包括第一活塞構(gòu)件23，其帶有一橋接件21，第一活塞構(gòu)件23具有一滑靴容座，用于在其中安置將活塞與斜盤連接起來的滑靴，并具有第一連接部件22，其沿縱向從橋接件21延伸出；以及第二活塞構(gòu)件26，其一側(cè)具有在縱向上延伸的第二連接部件24，以便于與第一活塞構(gòu)件23上的第一連接部件22相連接，并具有一中空部件25，通過將第一活塞構(gòu)件23與第二活塞構(gòu)件26連接起來就可將該中空部件25封閉起來。
此外，可在第一活塞構(gòu)件23的第一連接部件22以及第二活塞構(gòu)件26的第二連接部件24上分別制有臺(tái)階形的支撐部分22a和24a。
活塞20總體上利用下文中的摩擦攪動(dòng)焊方法制成的。第一、第二活塞構(gòu)件23、26是相互獨(dú)立地模制出的，然后，在經(jīng)過機(jī)加工之后，將它們臨時(shí)接合到一起。之后，在使一焊接裝置與第一、第二活塞構(gòu)件23、26上的焊接部分接觸之后，在使第一、第二活塞構(gòu)件23、26轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，利用所產(chǎn)生的摩擦熱而將兩焊接部分彼此焊接到一起。
圖3表示了一臺(tái)摩擦攪動(dòng)焊設(shè)備，其用于制造根據(jù)本發(fā)明的、用在可變?nèi)萘康男北P式壓縮機(jī)中的活塞。
如圖3所示，用于制造活塞的摩擦攪動(dòng)焊設(shè)備包括一轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置31，其固定在一工作臺(tái)36的上表面上，用于可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐著第一、第二活塞構(gòu)件23和26，兩活塞構(gòu)件在同一軸線上面對面地臨時(shí)連接著；以及一焊接裝置40，其與被轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置31支撐著的第一、第二活塞構(gòu)件23、26的焊接部分相接觸，以利用摩擦熱將兩焊接部分焊接到一起。
轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置31包括一第一支撐部件31a，其用于可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐著第一活塞構(gòu)件23的一側(cè)；一第二支撐部件31b，其用于可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐著第二活塞構(gòu)件26的一側(cè)；以及一驅(qū)動(dòng)部件(圖中未表出)，用于驅(qū)動(dòng)第一、第二支承部件31a和31b中之一。當(dāng)然，驅(qū)動(dòng)部件可自由地控制第一、第二支撐部件31a、31b每分鐘的轉(zhuǎn)速(RPM)。另外，第一、第二支撐部件31a、31b中之一一例如第二支撐部件31b上設(shè)置有一液壓缸32，其被設(shè)置在支撐部件的一端上，用于使活塞在軸向上前后移動(dòng)。
焊接裝置40包括一伺服傳動(dòng)裝置(圖中未示出)，用于在垂直方向上移動(dòng)到被臨時(shí)接合到一起的第一、第二活塞構(gòu)件23、26的焊接部分，且被轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置支撐；以及一銷桿型的探頭41，其被設(shè)置在焊接裝置40的前端上，當(dāng)該探頭被一主軸電機(jī)(圖中未示出)轉(zhuǎn)動(dòng)、從而產(chǎn)生焊接所需摩擦熱時(shí)，其插入到焊接部分中。
具體來講，在第一支撐部件31a和第二支撐部件31b之間安裝了支撐滾輪33。支撐滾輪33與第一、第二活塞構(gòu)件23、26的下部相接觸，用于牢固地保持著第一、第二活塞構(gòu)件23和26的臨時(shí)連接狀態(tài)，其中的第一、第二活塞構(gòu)件則被第一、第二支撐部件31a、31b支撐著。如圖3和圖4所示，兩支撐滾輪33相互靠近，以便于能穩(wěn)定地支撐著圓筒形的活塞20，滾輪被可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在兩支撐構(gòu)件34上，支撐構(gòu)件34被安裝在一固定臺(tái)架35的上部，臺(tái)架被固定在工作臺(tái)36的上表面上。
如果其外徑例如為30mm的活塞20-即被臨時(shí)連接起來的第一、第二活塞構(gòu)件23和26被裝到支撐滾輪33上時(shí)，活塞20的中軸線與轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置31的中軸線就相互重合。在此條件下，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置31的第二支撐部件31b在液壓缸32的作用下移向第一支撐部件31a時(shí)，制在第一、第二支撐部件31a、31b兩端中央部位上的一個(gè)突起(圖中未示出)就會(huì)精確地插入到一中心孔27中，該中心孔27被制在第一、第二活塞構(gòu)件23、26的兩端上，由此，活塞20就被支撐在了第一、第二支撐部件31a、31b上。如上所述，在第一、第二活塞構(gòu)件23、26被支撐在轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置31上的上述條件下，探頭41所施加的壓力與支撐滾輪33所產(chǎn)生的支撐力相抵消，從而可防止第一、第二活塞構(gòu)件23和26發(fā)生彎曲，其中，探頭的壓力是通過將探頭41插入到第一、第二活塞部件23、26的焊接部分中而施加的。
但是，如果外徑大于上述數(shù)值的活塞20被裝到支撐滾輪33上，則活塞20的中軸線就不能與轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置31的中軸線對齊，因此，活塞20就不能被支撐到轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置31上。
為解決上述問題，本發(fā)明中設(shè)置了一種可彈性地升降運(yùn)動(dòng)的支撐滾輪33。隨著支撐滾輪33的彈性升降運(yùn)動(dòng)，不論活塞20的外徑為何值，都可以使活塞20的中軸線與轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置31的中軸線精確地重合。
也就是說，如圖4a和圖4b所示，被設(shè)置在支撐構(gòu)件34下部上的、用于支撐支撐滾輪33的固定臺(tái)架35具有一垂直通孔51。在該垂直通孔51中插入了一升降構(gòu)件53。升降構(gòu)件53從支撐構(gòu)件34的底面垂直地突伸出，并被彈簧52彈性地支撐著。升降構(gòu)件53包括與支撐構(gòu)件34的底面相連接的第二活塞件53a；以及一支撐桿53b，其被連接到第二活塞件53a的底面上，且其外徑小于第二活塞件53a的外徑，并具有一個(gè)斜面端。支撐桿53b的下部經(jīng)一條通道突伸到外界，該通道比垂直通孔51狹窄。
另外，第二活塞件53a上設(shè)置有一個(gè)凹槽54，其被制在活塞件下部的外周面上，且彈簧52被裝在支撐桿53b的外周面上。此條件下，彈簧52的前端支撐在第二活塞件53a的底端上，且彈簧52的后端被支撐在一鎖爪55上，鎖爪55被制在垂直通孔51與通道的邊界處。
如果外徑較大的活塞20被裝到支撐滾輪33上，則活塞20的負(fù)載力就會(huì)施加到支撐滾輪33上，支撐構(gòu)件34利用安裝在其下方的升降構(gòu)件53而被彈性地移動(dòng)。因而，可對中軸線的位置進(jìn)行控制，使得活塞20的中軸線與轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置31的中軸線相互重合。
此條件下，如圖5表示，為了能可靠地對中軸線的位置進(jìn)行控制，在兩支撐部件31a和31b之一的上部一例如第二支撐部件31b的上部上安裝了一個(gè)引導(dǎo)構(gòu)件60，其對活塞20的上表面進(jìn)行加壓，并將其保持著，其中的活塞20在支撐滾輪33上彈性地移動(dòng)。引導(dǎo)構(gòu)件60包括一連接段60a，其具有連接孔60a1和60a2，兩連接孔用于將連接段60a可拆卸地連接到第二支撐部件31b的上部上；一延伸部分60b，其在從連接段60a處彎折后沿縱向延伸；一傾斜部分60c，其與延伸部分60b成預(yù)定的傾斜角；以及一保持部分60d，其從傾斜部分60c垂直地彎折，并具有一弧形端，用于保持第二活塞構(gòu)件26前端的外表面。
如上所述，在利用引導(dǎo)構(gòu)件60使活塞20的中軸線與轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置31的中軸線精確地對正之后，就可利用轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置31支撐活塞20。在活塞20被支撐到轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置31上之后，就必須要將升降構(gòu)件53固定，以防止支撐構(gòu)件34再發(fā)生移動(dòng)。為此目的，在升降構(gòu)件53中支撐桿53b的下方安裝有一固定裝置70，以阻止升降構(gòu)件53的移動(dòng)。
固定裝置70包括一楔形的固定構(gòu)件74，其中具有一水平通孔71，與支撐桿53b的端部類似，該構(gòu)件74也具有一斜面；一可動(dòng)的桿件73，其被安裝在水平通孔71的內(nèi)部，并被一彈簧72彈性地支撐著；以及一連接構(gòu)件76，其通過一連接工具75與可動(dòng)桿件73的一個(gè)端部相連，可動(dòng)桿件73的這一端部從楔形固定構(gòu)件74的水平通孔71突伸到外面，而連接工具75例如為螺栓。另外，在連接構(gòu)件76的一端上連接了一個(gè)氣壓缸77，從而通過前后移動(dòng)連接構(gòu)件76，就可以使楔形固定構(gòu)件74移動(dòng)。未作解釋的數(shù)字標(biāo)號78指代螺栓等的連接工具。
在固定裝置70中，當(dāng)氣壓缸77動(dòng)作時(shí)，在氣壓作用下，連接構(gòu)件76在箭頭所示的方向上前后移動(dòng)，與此同時(shí)，與連接構(gòu)件76相聯(lián)的楔形固定構(gòu)件74也前后移動(dòng)。此時(shí)，安裝在楔形固定構(gòu)件74的水平通孔71中的可動(dòng)桿件73受彈簧72的彈力作用而移動(dòng)，隨后，楔形的固定構(gòu)件74也逐漸地移動(dòng)。
圖4a表示了當(dāng)楔形固定構(gòu)件74返回到升降構(gòu)件53的支撐桿53b端部時(shí)的狀態(tài)。在此情況中，由于在支撐桿53b的端部與楔形固定構(gòu)件74的前端之間存在一個(gè)間隙，所以利用升降構(gòu)件53可使支撐滾輪33彈性地升高或降低一定量“H”。
在此條件下，如圖4b所示，當(dāng)楔形固定部件74向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，其傾斜的前端與支撐桿53b的斜端相接觸，由此，升降構(gòu)件53將不再能產(chǎn)生移動(dòng)。
與此同時(shí)，如圖3所示，安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置31下部上的工作臺(tái)36與一位移裝置38相連接，從而可通過一伺服馬達(dá)37在一預(yù)定的行程范圍內(nèi)沿活塞軸向平動(dòng)。由此，如果在探頭41已插入到轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置31上所支撐的活塞20焊接部分中的條件下，使伺服馬達(dá)37工作，則工作臺(tái)36就能在預(yù)定的距離內(nèi)移動(dòng)。位移裝置的伺服馬達(dá)37可被安裝到焊接裝置40或工作臺(tái)36的側(cè)面上。
下面，將參照圖6對制造活塞20的方法進(jìn)行描述。
首先，制造第一活塞構(gòu)件23，其具有橋接件21以及從橋接件21延伸出的第一連接部件22。然后，制造第二活塞構(gòu)件26，其具有與第一連接部件22相連接的第二連接部件24，并具有中空部件，其是通過將第一活塞部件23與第二活塞部件26連接到一起而形成的。
如上所述，可利用前述的工藝過程而形成第一、第二活塞構(gòu)件23和26。另外，還可包括一個(gè)形成臺(tái)階部分的步驟，以便于保持著被連接的狀態(tài)，從而能使第一連接部件22與圓筒形的第二連接部件24精確地進(jìn)行連接。
如果已完成了第一、第二活塞構(gòu)件的制造過程，則如圖6a所示，將第一、第二連接部件22、24臨時(shí)性地連接到一起。
之后，將臨時(shí)連接著的第一、第二活塞構(gòu)件23、26裝到支撐滾輪33上，支撐滾輪位于轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置31的第一、第二支撐部件31a和31b之間，這樣，第一、第二活塞構(gòu)件23和26就被支撐到了第一、第二支撐部件31a和31b上。當(dāng)?shù)诙尾考?1b在氣壓缸的作用下向裝在支撐滾輪33上的第二活塞構(gòu)件26運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)在第二支撐部件31b端部中央部位上的突起就會(huì)插入到第二活塞構(gòu)件26中央處形成的中心孔27中。在此條件下，第二支撐部件31b向第一支撐部件31a連續(xù)地運(yùn)動(dòng)，且與第二活塞構(gòu)件26臨時(shí)連接著的第一活塞構(gòu)件23的中心孔27與制在第一支撐部件31a端部上的突起相接觸，從而第一、第二活塞構(gòu)件23和26被緊固地支撐到第一、第二支撐部件31a和31b上。
此時(shí)，如果被裝在可上下移動(dòng)的支撐滾輪33上的第一、第二活塞構(gòu)件23和26的外徑約為30mm，則第一、第二活塞構(gòu)件23和26的中軸線就會(huì)與支撐部件31a、31b的中軸線相重合，因而，第一、第二活塞構(gòu)件23和26幾乎不會(huì)受到安裝在第二支撐部件31b上部上的引導(dǎo)構(gòu)件60的影響。但是，如果第一、第二活塞構(gòu)件23和26的外徑大于上述數(shù)值，則兩中軸線就不會(huì)相互重合，從而必須要對中軸線的位置進(jìn)行控制。在位置控制步驟中，在與第一活塞構(gòu)件23臨時(shí)連接著的第二活塞構(gòu)件26的上部受引導(dǎo)構(gòu)件60壓力的條件下，當(dāng)支撐滾輪33向下移動(dòng)時(shí)，第二活塞構(gòu)件26的中軸線就與第二支撐部件31b的中軸線相重合。此時(shí)，可根據(jù)活塞20的外徑更換一個(gè)新的引導(dǎo)構(gòu)件60，以便于保持第二活塞構(gòu)件26的上部。
當(dāng)對中軸線的位置控制步驟完成之后，在氣壓缸77的作用下，安裝在支撐滾輪33下方的固定裝置70的楔形固定構(gòu)件74就會(huì)產(chǎn)生進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，從而將升降構(gòu)件53固定，由此可防止支撐構(gòu)件34產(chǎn)生進(jìn)一步的移動(dòng)。
之后，如圖6b所示，焊接裝置40向下前進(jìn)，同時(shí)被主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，然后，如圖6c所示，焊接裝置40的探頭41被插入到第一、第二連接部件22、24中，這兩個(gè)部件是第一、第二活塞構(gòu)件23和26的焊接部分。在此條件下，在探頭41沿第一、第二活塞構(gòu)件23、26的第一、第二連接部件22、24上的軌跡移動(dòng)的同時(shí)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)一次第一支撐部件31a，焊接裝置40的探頭就可利用摩擦接觸所產(chǎn)生的摩擦熱將第一、第二連接部件22、24焊接到一起。
當(dāng)利用轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置31的一次轉(zhuǎn)動(dòng)來完成對第一、第二連接部件22、24的焊接之后，將插入到第一、第二連接部件22、24上焊接部分中的焊接裝置40與焊接部分分離。此時(shí)，當(dāng)焊接裝置40與焊接部分分離時(shí)，如圖8所示，在與焊接裝置40相接觸的部分(該部分被包含在涂敷區(qū)內(nèi))中形成了孔洞5，因而，在焊接之后的涂敷過程中，涂敷流體就將滲流到孔洞5中。在此條件下，當(dāng)執(zhí)行塑性加工和研磨處理時(shí)，涂敷膜的厚度將不是均勻的，因而會(huì)顯著地降低耐久性。
因而，為解決上述的問題，如圖6d所示，在使焊接裝置40與焊接部分相互分離之前，啟動(dòng)伺服馬達(dá)37，使安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置31下方的工作臺(tái)36在活塞的軸向上移動(dòng)，從而可將孔洞28的位置從焊接部分移動(dòng)到非涂敷區(qū)，以防止在焊接部分中形成孔洞。
通過上述的移動(dòng)步驟，如圖6e所示，當(dāng)孔洞28的位置被移動(dòng)到第一活塞構(gòu)件23的橋接件21部分(該部分為非涂敷區(qū))上時(shí)，利用心軸電機(jī)將焊接裝置40從第一、第二活塞構(gòu)件23和26的第一、第二連接部件22和24返回到其原始位置。
圖7表示了用上述方法所制得的活塞20的結(jié)構(gòu)。在執(zhí)行摩擦焊之后，由焊接裝置40的探頭41所形成的孔洞28被移到了第一活塞構(gòu)件23的橋接件21部分上。
未進(jìn)行解釋的數(shù)字標(biāo)號29指代焊接裝置40的探頭41的跡線，該跡線被制在第一、第二活塞構(gòu)件23、26的第一、第二連接部件22、24的焊接部分上。
如上所述，在焊接裝置被插入到由轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置支撐著的兩活塞構(gòu)件的焊接部分中之后，就開始執(zhí)行摩擦攪動(dòng)焊，轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置被移動(dòng)到預(yù)定的距離，從而將孔洞形成在非涂敷區(qū)上，這樣，在焊接之后的涂敷過程中，可在活塞的涂敷區(qū)上形成均勻的涂敷膜，因而，可提高活塞的耐用性。
另外，根據(jù)本發(fā)明，支撐滾輪可彈性地上、下移動(dòng)，以保持著兩活塞構(gòu)件之間的臨時(shí)連接狀態(tài)，從而，不論活塞的外徑為何值，兩活塞構(gòu)件的中軸線都易于與轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置的中軸線相重合，從而可根據(jù)尺寸自由地制造活塞。
盡管上文參照特定的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不由這些實(shí)施例進(jìn)行限定，而是由附帶的權(quán)利要求書限定的。可以領(lǐng)會(huì)本領(lǐng)域技術(shù)人員在不超出本發(fā)明范圍的前提下，可對上述實(shí)施例作出改動(dòng)和變型。
權(quán)利要求
1.一種用于可變?nèi)萘康男北P式壓縮機(jī)活塞的摩擦攪動(dòng)焊裝置，其包括固定在工作臺(tái)(36)上表面的第一、第二支撐部件(31a)和(31b)，其可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐第一、第二活塞構(gòu)件(23)和(26)，第一活塞構(gòu)件具有一橋接件(21)以及從橋接件(21)伸出的第一連接部件(22)，第二活塞構(gòu)件具有一第二連接部件(24)，該部件與第一活塞構(gòu)件(23)的第一連接部件(22)相連接，并具有一中空部件(25)，其是通過與第一活塞構(gòu)件(23)連接起來而形成的；焊接裝置(40)可轉(zhuǎn)動(dòng)地插入到第一活塞構(gòu)件和第二活塞構(gòu)件(23)和(26)的焊接部分中，第一、第二活塞構(gòu)件(23)和(26)由第一、第二支撐部件(31a)和(31b)支撐，沿第一、第二活塞構(gòu)件(23)和(26)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向來執(zhí)行摩擦攪動(dòng)焊；當(dāng)?shù)谝?、第二活塞?gòu)件(23)和(26)被支撐在第一、第二支撐部件(31a)和(31b)上時(shí)，彈性地安裝在第一、第二活塞構(gòu)件(23)和(26)的下側(cè)的支撐滾輪(33)，使第一、第二活塞構(gòu)件(23)和(26)的中軸線布置在第一、第二支撐部件(31a)和(31b)的中軸線上，在支撐第一、第二活塞構(gòu)件(23)和(26)的同時(shí)，支撐滾輪(33)在預(yù)定高度(H)范圍內(nèi)垂直地移動(dòng)；以及在通過焊接裝置對焊接部分進(jìn)行摩擦攪動(dòng)焊之后，將焊接裝置(40)從焊接部分移動(dòng)到預(yù)定位置的位移裝置(38)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦攪動(dòng)焊裝置，其特征在于用于控制中軸線位置的引導(dǎo)構(gòu)件(60)可拆卸地安裝在第二支撐部件(31b)的上部，引導(dǎo)構(gòu)件(60)將第二活塞構(gòu)件(26)的中軸線精確地定位在第二支撐部件(31b)的中軸線上，同時(shí)，對第二活塞構(gòu)件(26)的上表面加壓，第二活塞構(gòu)件(26)臨時(shí)地與第一活塞構(gòu)件(23)連接，以使由支撐滾輪(33)彈性地升降的第一活塞構(gòu)件(23)的中軸線與第一支撐部件(31a)的中軸線重合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦攪動(dòng)焊裝置，其特征在于位移裝置(38)具有一個(gè)用于將工作臺(tái)(36)移動(dòng)到活塞軸向上的預(yù)定距離處的伺服馬達(dá)(37)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦攪動(dòng)焊裝置，其特征在于至少兩個(gè)支撐滾輪(33)可轉(zhuǎn)動(dòng)地、彼此相鄰地安裝在多個(gè)支撐部件(34)上，支撐部件(34)安裝在固定在工作臺(tái)(36)的上表面上的固定臺(tái)架(35)的上部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的摩擦攪動(dòng)焊裝置，其特征在于固定臺(tái)架(35)包括一個(gè)垂直的通孔(51)，以及與在垂直通孔(51)內(nèi)側(cè)的支撐部件(34)的下表面相連的升降構(gòu)件(53)，升降構(gòu)件(53)被彈簧(52)彈性地支撐。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的摩擦攪動(dòng)焊裝置，其特征在于升降構(gòu)件(53)具有凸伸到比垂直通孔(51)更窄的路徑的外側(cè)的底部，以及升降構(gòu)件(53)的凸伸端傾斜一預(yù)定的傾斜角度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的摩擦攪動(dòng)焊裝置，其特征在于固定裝置(70)安裝在升降構(gòu)件(53)的下方，在第一、第二活塞構(gòu)件(23)和(26)被支撐在第一、第二支撐部件(31a)和(31b)上時(shí)，通過停止升降構(gòu)件(53)的運(yùn)動(dòng)而固定支撐構(gòu)件(34)的固定裝置(70)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的摩擦攪動(dòng)焊裝置，其特征在于固定裝置(70)包括楔形固定構(gòu)件(74)，其具有象升降構(gòu)件(53)端部一樣的傾斜的前端，形成在其內(nèi)的水平的通孔(71)，可動(dòng)桿件(73)彈性地由在水平通孔(71)內(nèi)側(cè)的彈簧(72)支撐，以及連接到凸伸到楔形固定構(gòu)件(74)的水平通孔(71)的外側(cè)的可動(dòng)桿件(73)的端部的連接構(gòu)件(76)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的摩擦攪動(dòng)焊裝置，其特征在于氣缸(77)連接到連接構(gòu)件(76)的端部，并前后移動(dòng)連接構(gòu)件(76)，以使楔形固定構(gòu)件(74)前進(jìn)或通過連接構(gòu)件(76)從升降構(gòu)件(53)的端部返回。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于可變?nèi)萘康男北P式壓縮機(jī)活塞的摩擦攪動(dòng)焊裝置，其通過摩擦攪動(dòng)焊、在活塞構(gòu)件的焊接部分不形成任何孔，將圓形截面的兩個(gè)活塞構(gòu)件整體地焊接在一起，因而可提高焊接部分的耐久性，且容易焊接各種尺寸的活塞構(gòu)件而不管活塞構(gòu)件的外徑的尺寸。該裝置包括可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐同軸連接的第一、第二活塞構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置，焊接裝置可轉(zhuǎn)動(dòng)地插入到支撐在轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置上的第一活塞構(gòu)件和第二活塞構(gòu)件的焊接部分中，沿第一、第二活塞構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向來執(zhí)行摩擦攪動(dòng)焊；當(dāng)活塞構(gòu)件被支撐在轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置上時(shí)，彈性地安裝在活塞構(gòu)件的下側(cè)的支撐滾輪，使活塞構(gòu)件的中軸線布置在轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置的中軸線上，在支撐活塞構(gòu)件的同時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)支撐滾輪在預(yù)定高度(H)范圍內(nèi)垂直地移動(dòng)；以及在通過焊接裝置對焊接部分進(jìn)行摩擦攪動(dòng)焊之后，將焊接裝置從焊接部分移動(dòng)到預(yù)定位置的位移裝置。
文檔編號B23K20/12GK1600492SQ0315879
公開日2005年3月30日 申請日期2003年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月24日
發(fā)明者樸大奎, 金京德 申請人:漢拏空調(diào)株式會(huì)社