專利名稱：球節(jié)的制造裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一 種包含有第1構(gòu)件和第2構(gòu)件的球節(jié)的制造裝置及其制造方法，其 中第ι構(gòu)件具有球部，第2構(gòu)件具有大致呈圓筒狀的容納所述球部的承窩。
背景技術(shù)：
球節(jié)的應(yīng)用范圍廣泛。例如，球節(jié)被廣泛地用作汽車懸架裝置或轉(zhuǎn)向裝置等中使 用的萬向聯(lián)軸節(jié)。另外，球節(jié)還用于斜板式活塞泵的活塞和支座(shoe)的連接中。在斜板式油壓活塞泵中，可以采用以下球節(jié)中的任意一種，一種類型的球節(jié)為活 塞具有球部，支座具有容納球部的承窩；另外一種類型的球節(jié)為與上述類型相反，支座具 有球部，活塞具有承窩。專利文獻1中公開有以下技術(shù)制造球節(jié)時，在將球部容納在承窩中的狀態(tài)下，通 過斂縫加工縮小圍繞承窩開口的壁的直徑。作為這種斂縫加工的具體方法，在專利文獻2 中公開有將承窩插入圓筒狀的模具內(nèi)部，然后通過相對于模具向軸方向擠壓上述承窩，使 圍繞承窩開口的壁的直徑沿其整個外周同時縮小。專利文獻1 特開平10-331759號公報(第0049段，圖1)專利文獻2 特開2003-13941號公報(第0017段，圖5、圖6)

發(fā)明內(nèi)容
在專利文獻2公開的斂縫方法中，將承窩插入筒狀模具內(nèi)部時，從容納在承窩中 的球部延伸出的柱螺栓(stud)需要通過設(shè)置在上述筒狀模具底部的貫通孔伸出到模具 夕卜。為此，柱螺栓的外徑必須比承窩的外徑小。但是，在斜板式油壓活塞泵的活塞和支座 (shoe)中，與從上述球部延伸出來的柱螺栓相當?shù)氖腔钊蛑ё倔w，因為它們的外徑通 常比承窩的外徑大，所以專利文獻2中公開的斂縫方法不能原封不動地適用。可以考慮以下方法作為變形方法將專利文獻2中公開的筒狀模具用通過其中心 軸的面分割成兩個半筒狀的模具，將這兩個分割模具在直徑方向上打開，并在兩者之間放 入承窩，此后，再將這兩個分割模具閉合形成筒狀的模具，然后，相對于所形成的筒狀模具 在軸方向上擠壓承窩。但是，這種斂縫方法會在承窩的外表面產(chǎn)生作為分割模具交界面痕 跡的接合線。另外，根據(jù)上述的任意一種斂縫方法，在直徑縮小了的承窩壁外表面上還容易產(chǎn) 生因加工變形的偏斜而導致的褶皺。究其原因可能是因為，在承窩壁的整個外周被筒狀模 具約束的狀態(tài)下使承窩壁的直徑縮小。另外，一般來說，在球節(jié)的制造中，重要的是，在承窩的內(nèi)表面和球部的外表面之 間確保適當?shù)拈g隙而不傷害容納在承窩內(nèi)的球部。此外，一般來說，使承窩的直徑縮小而不傷害球部在球部的材料硬而承窩的材料 軟的情況下是比較容易的，但與此相反，在球部的材料軟而承窩的材料硬的情況下(例如， 包括具有球部的支座和具有承窩的活塞的球節(jié)大多符合此條件)卻是困難的。
因此，本發(fā)明的目的在于，在球節(jié)的制造裝置及其制造方法中，縮小承窩壁的直徑 時，使承窩的外表面很難出現(xiàn)接合線或褶皺。其他的目的在于，易于在承窩的內(nèi)表面和球部 的外表面之間確保適當?shù)拈g隙。另外的目的在于，即使在球部的材料軟而承窩的材料硬的 情況下也可以使縮小承窩的直徑而不傷害球部。根據(jù)本發(fā)明的第一方面所提供的球節(jié)的制造裝置，所述球節(jié)包括具有球部的第1 構(gòu)件和具有容納上述球部的圓筒狀的承窩的第2構(gòu)件，所述球節(jié)的制造裝置包括一對模 具、轉(zhuǎn)動支撐裝置和擠壓裝置，上述一對模具用于縮小圍繞上述第2構(gòu)件的承窩開口的壁 的直徑；上述轉(zhuǎn)動支撐裝置在上述球部容納在上述承窩內(nèi)的狀態(tài)下對上述第2構(gòu)件進行支 撐并對上述第2構(gòu)件施加轉(zhuǎn)動力以使上述承窩相對于上述一對模具以上述承窩的中心軸 為中心相對轉(zhuǎn)動；上述擠壓裝置在上述轉(zhuǎn)動支撐裝置支撐上述第2構(gòu)件且對其施加轉(zhuǎn)動力 的期間對上述一對模具進行支撐以使上述一對模 具從徑向的外側(cè)夾住上述承窩的壁，并驅(qū) 動上述一對模具中的至少一個模具以使上述一對模具斷續(xù)地擠壓上述承窩的壁。根據(jù)上述制造裝置，在球部收容在承窩內(nèi)的狀態(tài)下，一對模具從徑向的外側(cè)朝內(nèi) 側(cè)方向斷續(xù)地反復擠壓圍繞承窩開口的壁。在此斷續(xù)的擠壓反復進行期間，使第2構(gòu)件(承 窩)相對于模具以承窩的中心軸為中心相對轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動力被施加給第2構(gòu)件(承窩)。從 而，在斷續(xù)的擠壓反復進行的各間隔中，承窩相對于模具朝轉(zhuǎn)動方向僅移位某距離，因此， 承窩外表面的下一個被擠壓點在轉(zhuǎn)動方向偏離于前一個被擠壓點。結(jié)果，遍布于承窩壁的 外表面整個外周上的多個點被逐一地擠壓，承窩壁的直徑在整個外周上均勻地縮小。通過 設(shè)定上述斷續(xù)的擠壓和轉(zhuǎn)動的力學條件，可以一邊恰當?shù)乜刂魄虿亢统懈C之間的間隙一邊 稱心地對承窩壁進行加工。由于承窩壁的外表面上的多個點被逐一地擠壓，因此與現(xiàn)有的 斂縫加工那樣通過模具約束承窩壁的外表面整個外周區(qū)域同時進行擠壓的情況相比，壁的 表面不易產(chǎn)生褶皺。另外，根據(jù)上述制造裝置，也不會產(chǎn)生現(xiàn)有斂縫加工中的接合線。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，為了如上所述斷續(xù)地反復進行擠壓，上述擠壓 裝置驅(qū)動至少一個模具以使至少一個模具沿上述承窩的徑向反復地振動并逐漸縮小此振 動的各周期中的模具間的最接近距離。更具體而言，上述擠壓裝置包括第一驅(qū)動機構(gòu)和第 二驅(qū)動機構(gòu)，第一驅(qū)動機構(gòu)使至少一個模具沿徑向在預(yù)定的移動時間長度內(nèi)只前進移動預(yù) 定的距離；上述第二驅(qū)動機構(gòu)在上述第一驅(qū)動機構(gòu)使至少一個模具前進移動的期間內(nèi)以比 上述移動時間短的周期和小于上述移動距離的振幅使上述至少一個模具沿徑向振動。另外，在一個優(yōu)選實施方式中，上述轉(zhuǎn)動支撐裝置包括動力源、夾緊裝置和轉(zhuǎn)動控 制裝置，上述動力源產(chǎn)生使第2構(gòu)件轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動力，上述夾緊裝置用于夾緊第2構(gòu)件，上述 轉(zhuǎn)動控制裝置將轉(zhuǎn)動力從上述動力源傳遞給上述夾緊裝置。另外，轉(zhuǎn)動力控制裝置對從動 力源傳遞給夾緊裝置的轉(zhuǎn)動力進行調(diào)整以在模具擠壓承窩時停止或抑制第2構(gòu)件的轉(zhuǎn)動。另外，在一個優(yōu)選實施方式中，上述一對模具分別包括凹面狀的擠壓面，該凹面狀 的擠壓面與上述壁的外表面抵接并朝具有徑向內(nèi)側(cè)分量和軸向后方分量的方向擠壓上述 壁。通過朝具有徑向內(nèi)側(cè)分量和軸向后方分量的斜方向?qū)Τ懈C的壁進行擠壓，而不是單純 地朝徑向內(nèi)側(cè)進行擠壓，由此更易于恰當?shù)乜刂魄虿亢统懈C間的距離并將承窩的壁加工成 希望的彎曲形狀。另外，在其他的優(yōu)選實施方式中，上述一對模具分別包括第一輔助擠壓面和第二 輔助擠壓面，第一輔助擠壓面被配置成與上述承窩壁中距前端近的第一部分的外表面抵接，第二輔助擠壓面被配置成與上述壁中距前端遠的第二部分的外表面抵接。另外，斷續(xù)的 擠壓反復進行期間的前期，上述一對模具的第一輔助擠壓面擠壓上述承窩壁的第一部分并 使其直徑縮小，斷續(xù)的擠壓反復進行期間的后期，上述一對模具的第二輔助擠壓面擠壓上 述承窩壁的第二部分并使其直徑縮小。如此，通過采用在擠壓距前端遠的部分之前對距上 述承窩的前端近的部分進行擠壓，然后對距前端遠的部分進行擠壓的加工順序，由此可以 使承窩變形以使承窩和球部之間的間隙適當。此加工順序在承窩比球部硬的條件下特別有 效，例如球部的材料為銅合金而承窩的材料為鋼。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供用于根據(jù)本發(fā)明的球節(jié)的制造裝置中且具有上述結(jié) 構(gòu)的模具。根據(jù)本發(fā)明的第三方面提供的球節(jié)的制造方法，所述球節(jié)包括具有球部的第1構(gòu) 件和具有容納上述球部的圓筒狀的承窩的第2構(gòu)件，其中所述球節(jié)的制造方法包含以下步 驟配置用于使壁的直徑縮小的一對模具以使其從徑向外側(cè)夾住上述承窩壁，其中所述壁 圍繞上述第2構(gòu)件的承窩開口 ；在上述球部容納在上述承窩內(nèi)的狀態(tài)下，通過所配置的一 對模具朝徑向內(nèi)側(cè)斷續(xù)地反復擠壓上述承窩的壁的外表面；在斷續(xù)地反復進行擠壓的間隔 中，使上述承窩相對于上述一對模具以承窩的中心軸為中心相對地轉(zhuǎn)動。


圖1是示意性地表示本發(fā)明涉及的球節(jié)的制造裝置的一個實施方式的總體構(gòu)成 的正面視圖。圖2是示意性地表示本實施方式具有的轉(zhuǎn)動支撐裝置和模具的部分構(gòu)成的側(cè)面 視圖。圖3是表示通過本實施方式制造的(即加工后的)球節(jié)的一個例子的結(jié)構(gòu)的剖視 圖。圖4是表示通過本實施方式加工前的球節(jié)的一個例子的剖視圖。圖5是表示加工工序中模具間距離變化情況的圖。圖6是對加工工序中逐次擠壓承窩的外表面的多個點的情況進行說明的圖。圖7中的圖7A和圖7B分別是表示模具的一個形狀例子的模具的正面視圖及沿其 對稱軸面的剖視圖。圖8中的圖8A和圖8B分別是表示圖7A、B所示模具擠壓承窩壁之前的狀態(tài)和擠 壓時的狀態(tài)的剖視圖。圖9中的圖9A、圖9B和圖9C分別是表示模具的其他的形狀例子的模具的正面視 圖、沿其對稱軸面的剖視圖和擠壓部的放大剖視圖。圖10中的圖10A、圖IOB和圖IOC分別是表示圖9A C所示模具擠壓承窩壁之前 的狀態(tài)、加工工序前期擠壓時的狀態(tài)和加工工序后期擠壓時的狀態(tài)的剖視圖。圖11是表示與采用圖IOA C所示加工程序相適應(yīng)的球節(jié)一個例子的結(jié)構(gòu)的剖 視圖。符號說明1球節(jié)制造裝置10、200 球節(jié)
12活塞(第1構(gòu)件)13活塞本體14 球部15支座(第2構(gòu)件) 16 承窩17承窩開口18圍繞承窩開口的壁20、30 模具22、32 滑塊27 壓桿40轉(zhuǎn)動支撐裝置50擠壓裝置51滑塊驅(qū)動機構(gòu)52第一驅(qū)動機構(gòu)53第二驅(qū)動機構(gòu)100、110 擠壓面111第一輔助擠壓面112第二輔助擠壓面
具體實施例方式下面參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。圖1是示意性地表示本發(fā)明涉及的球節(jié)的制造裝置的一個實施方式的總體構(gòu)成 的正面視圖。圖2是示意性地表示本實施方式具有的轉(zhuǎn)動支撐裝置和模具的部分構(gòu)成的側(cè) 面圖。圖3是表示通過本實施方式制造的(即加工后的)球節(jié)的一個例子的結(jié)構(gòu)剖視圖。 圖4是表示通過本實施方式加工前的球節(jié)的一個構(gòu)造的剖視圖。如圖3所示，由本實施方式的球節(jié)制造裝置1制造的(即，加工后的)球節(jié)10包 括具有球部14的第1構(gòu)件(例如，斜板式油壓活塞泵中使用的活塞)12、和具有納球部 14的承窩16的第2構(gòu)件(例如，斜板式油壓活塞泵中使用的支座)15。圖3中，附圖標記 Cl表示球部14的中心軸，附圖標記C2表示承窩16的中心軸(圖3表示Cl和C2處于一 條直線上的狀態(tài))。在此，圖3中表示的球節(jié)10由斜板式油壓活塞泵中使用的活塞(第1 構(gòu)件)12和支座(第2構(gòu)件)15構(gòu)成，但是，此結(jié)構(gòu)只不過是用于說明的一個示例，不言而 喻，本發(fā)明也可以適用于制造其他構(gòu)造的球節(jié)，例如，由具有球部的支座和具有承窩的活塞 構(gòu)成的球節(jié)、由具有球部的柱螺栓(stud)和具有承窩的柱螺栓構(gòu)成的球節(jié)等。那么，球節(jié)制造裝置1進行的加工，是使圍繞支座15的承窩16的開口 17的圓筒 狀的壁18向內(nèi)側(cè)彎曲并縮小其直徑以使球部14不從承窩16脫出且得到所希望的接頭特 性的加工。為了得到良好的接頭特性，關(guān)鍵在于加工后承窩16的內(nèi)表面和球部14的外表 面之間的間隙合適。如圖3和圖4所示，為了防止其易向內(nèi)彎曲且向內(nèi)彎曲時接觸球部14， 通過設(shè)置于壁18內(nèi)表面的臺階18A，圍繞承窩16的開口 17的壁18和位于壁18里側(cè)的其 他的壁19相比厚度更薄，而且，與里側(cè)的其他壁19相比，其內(nèi)表面向外凹。加工前，如圖4所示，圍繞承窩16的開口 17的壁18的直徑大，且在球部14通過此大的開口 17插入承窩 16內(nèi)的狀態(tài)下，球節(jié)10被設(shè)置在球節(jié)制造裝置1中。于是，通過球節(jié)制造裝置1，使圖4所 示的承窩16的薄壁18向內(nèi)側(cè)彎曲以縮小其直徑，從而得到圖3所示的最終形狀。如上所述，球節(jié)制造裝置1具有用于使承窩16的壁18的直徑縮小的一對模具20、 30。另外，如圖1以及圖2所示，球節(jié)制造裝置1包括轉(zhuǎn)動支撐裝置40。在加工工序中，如 圖2所示，在球部14容納在承窩16內(nèi)且活塞12的中心軸Cl和支座15的中心軸C2處于 一條直線上并沿著旋轉(zhuǎn)軸A的狀態(tài)下，轉(zhuǎn)動支撐裝置40從兩側(cè)對活塞12和支座15提供支 撐并對活塞12和支座15施加轉(zhuǎn)動力以使活塞12和支座15以旋轉(zhuǎn)軸A為中心轉(zhuǎn)動。另 夕卜，球節(jié)制造裝置1包括擠壓裝置50。在加工工序中，擠壓裝置50對一對模具20、30提供 支撐以使其從徑向外側(cè)夾住承窩16的壁18，然后沿著壁18的徑向驅(qū)動一個模具20以通過 一對模具20、30斷續(xù)地將承窩16的壁18的外表面壓向徑向內(nèi)側(cè)(當然，也可驅(qū)動兩個模 具 20,30)。轉(zhuǎn)動支撐裝置40包括支座支撐裝置41和活塞支撐裝置42，支座支撐裝置41支撐 支座15并使其轉(zhuǎn)動，活塞支撐裝置42支撐活塞12且使其轉(zhuǎn)動。支座支撐裝置41和活塞 支撐裝置42使支座15和活塞12在同一方向上以同樣的速度轉(zhuǎn)動。支座支撐裝置41和活 塞支撐裝置42共同安裝在圖1所示的底柜90水平設(shè)置的桌面91上。
支座支撐裝置41包括利用例如摩擦力夾緊支座15的底部19的夾緊裝置(例如， 利用來自后述的彈性支撐構(gòu)件47的彈力與支座15的底面接觸并利用基于此接觸壓的摩擦 力對支座15提供支撐的塑料板)43、馬達等產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力的第一動力源44、以及將來自此動 力源44的轉(zhuǎn)動力傳遞給夾緊裝置43并對所傳遞的轉(zhuǎn)動力進行調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)動力控制裝置45。 加工工序中，支座15在不受模具20、30擠壓時轉(zhuǎn)動，受模具20、30擠壓時因其與模具20、30 之間的摩擦力而停止轉(zhuǎn)動。即，加工工序中，支座15斷續(xù)地轉(zhuǎn)動。加工工序中支座15的總 轉(zhuǎn)動量在一圈(360度)以上。支座15的轉(zhuǎn)動停止時，動力源44以低轉(zhuǎn)動力空轉(zhuǎn)且離合器 45對所傳遞的轉(zhuǎn)動力進行調(diào)整以避免出現(xiàn)過載狀態(tài)?；钊窝b置42包括插入活塞12的活塞本體13的內(nèi)部空腔中且彈性地支撐活 塞本體的彈性支撐構(gòu)件(典型的是螺旋彈簧)47、以及馬達等產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力的動力源46。上 述螺旋彈簧47安裝在此動力源46的轉(zhuǎn)動軸上。加工工序中，動力源46使其轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動將 其轉(zhuǎn)動軸沿著旋轉(zhuǎn)軸A推出以使螺旋彈簧47的前端推至活塞本體13的內(nèi)部空腔的底面， 據(jù)此，從而能夠通過螺旋彈簧47的彈力將球部14推至承窩16的底面且能夠使活塞12轉(zhuǎn) 動。加工工序中，活塞12不像支座15那樣斷續(xù)地轉(zhuǎn)動而是連續(xù)地轉(zhuǎn)動。加工工序中活塞 12的總轉(zhuǎn)動量在1圈(360度)以上。本實施方式中，由支座支撐裝置41對支座15施加轉(zhuǎn)動力并且活塞支撐裝置42也 對活塞12施加轉(zhuǎn)動力，但不一定非要如此。也可以是，由支座支撐裝置41只對支座15 (換 言之，只對具有承窩16的第2構(gòu)件)施加轉(zhuǎn)動力，而另一方面，活塞12 (換言之，具有球部 14的第1構(gòu)件)只是受轉(zhuǎn)動的支座15帶動進行從動或不轉(zhuǎn)動地進行固定。另外，在活塞 12和支座15 二者轉(zhuǎn)動的情況下，優(yōu)選地兩者12、15在同一方向上以同樣的速度轉(zhuǎn)動，但也 不一定非要如此。上述一對模具20、30例如由SDK和SKS等冷作模具鋼制成，后面將對其具體的形 狀進行闡述。如圖1以及圖2所示，這對模具20、30被設(shè)置成從徑向外側(cè)夾住圍繞承窩16的開口 17的壁18，其中，承窩16由轉(zhuǎn)動支撐裝置40支撐。一個模具(以下稱為下模具)20 被配置在由轉(zhuǎn)動支撐裝置40支撐的承窩16的下方，并安裝在擠壓裝置50包括的下滑塊22 上。另一個模具(以下稱為上模具)30設(shè)置在由轉(zhuǎn)動支撐裝置40支撐的承窩16的上方， 并安裝在擠壓裝置50包括的上滑塊32上。下滑塊22和上滑塊32均能夠沿著垂直地立起 固定在底柜90的桌面91上的兩根架桿38在垂直方向上移動。下滑塊22與穿過設(shè)置在底 柜90的桌面91中央部的貫通孔95突出到桌面91上方的壓桿27結(jié)合。加工工序中，安裝 于下滑塊22的下模具20通過壓桿27以后述的垂直方向的振動運動和上升運動相結(jié)合的 狀態(tài)被驅(qū)動。上滑塊32與安裝于橫桿35的位置調(diào)整螺栓36結(jié)合，其中橫桿35固定在2 根架桿38的上端部。安裝于上滑塊32的上模具30加工工序中的高度位置通過位置調(diào)整 螺栓36設(shè)定。擠壓裝置50包括上述2個滑塊22、23并包括驅(qū)動下滑塊22的滑塊驅(qū)動裝置51。 如圖1所示，滑塊驅(qū)動裝置51的大部分容納在底柜90的內(nèi)部，由此，此球節(jié)制造裝置1是 緊湊的。加工工序中，滑塊驅(qū)動裝置51通過上述壓桿27以垂直方向的振動運動和上升運 動相結(jié)合的狀態(tài)驅(qū)動下滑塊20，以使下模具20和上模具30反復且斷續(xù)地向徑向內(nèi)側(cè)擠壓 承窩16的壁18的外表面并使兩者間的距離逐漸縮小?；瑝K驅(qū)動裝置51包括第一驅(qū)動機 構(gòu)52和第二驅(qū)動機構(gòu)53，第一驅(qū)動機構(gòu)52使下模具20向上方在預(yù)定的移動時間長度內(nèi)只 上升預(yù)定的移動距離，第二驅(qū)動機構(gòu)53在第一驅(qū)動機構(gòu)使下模具20上升移動期間內(nèi)以比 上述移動時間短的周期和比上述移動距離小的振幅使下模具20在垂直方向上振動。
更具體而言，如圖1所示，滑塊驅(qū)動裝置51包括臂60，臂60通過轉(zhuǎn)動接頭62可轉(zhuǎn) 動地與固定在桌面91下方的支撐構(gòu)件61結(jié)合。在臂60上固定有兩個動力源(典型的是 馬達)63、64。上述第二驅(qū)動機構(gòu)53包括臂60的一個馬達63、固定在馬達63的轉(zhuǎn)動軸65 上的圓柱凸輪66、可轉(zhuǎn)動地與圓柱凸輪66結(jié)合的聯(lián)桿67、通過轉(zhuǎn)動接頭68可轉(zhuǎn)動地與聯(lián) 桿67結(jié)合的上述壓桿27。圓柱凸輪66的中心軸和馬達63的轉(zhuǎn)動軸65的中心軸錯開與上 述振動運動振幅的二分之一相當?shù)木嚯x。加工工序中，馬達63以與上述振動運動的周期相 當?shù)闹芷诜磸娃D(zhuǎn)動多圈。通過該馬達63的多圈轉(zhuǎn)動，壓桿27以上述的振幅和周期在垂直 方向上振動，并使下滑塊22上的下模具20同樣地振動。另外，上述第一驅(qū)動機構(gòu)52包括臂60的另一個馬達64、固定在馬達64的轉(zhuǎn)動軸 69上的圓柱凸輪70、可轉(zhuǎn)動地與圓柱凸輪70結(jié)合的聯(lián)桿71、通過轉(zhuǎn)動接頭73可轉(zhuǎn)動地與 聯(lián)桿71結(jié)合并固定在桌面91下方的支撐構(gòu)件72。圓柱凸輪70的中心軸和馬達64的轉(zhuǎn)動 軸69的中心軸錯開的距離與上述上升移動移動距離的二分之一乘以轉(zhuǎn)動接頭62的中心至 一個馬達63的轉(zhuǎn)動軸65的中心的距離與轉(zhuǎn)動接頭62的中心至另一個馬達64的轉(zhuǎn)動軸69 的中心的距離之比所算出的距離大致相當。在加工工序中，馬達64需要花費與上述上升移 動的移動時間(即，加工時間，例如，幾十秒至一百幾十秒)相當?shù)臅r間轉(zhuǎn)動180度。通過 該馬達64的180度轉(zhuǎn)動，如虛線所示，臂27在上述移動時間的期間以轉(zhuǎn)動接頭62為支點 向上方向轉(zhuǎn)動(換言之，上述第二驅(qū)動機構(gòu)53上升)并使壓桿27只上升上述移動距離，因 而，下滑塊22上的下模具20同樣地上升。加工工序中，通過上述第一驅(qū)動機構(gòu)52和第二驅(qū)動機構(gòu)53的作用，一邊如圖5中 實曲線80所示使下模具20和上模具30之間的距離反復進行小振幅短周期的振動，一邊 如圖5中點劃線的斜線81所示使上述振動運動的各周期中下模具20和上模具30最接近時的距離漸漸縮短。結(jié)果，加工工序中，下模具20和上模具30以上述振動運動的頻率斷 續(xù)地向徑向內(nèi)側(cè)反復擠壓支座15的承窩16的壁18的外表面。另外，如上上述，加工工序 中，由于轉(zhuǎn)動支撐裝置40對支座15(承窩16)施加轉(zhuǎn)動力，在斷續(xù)地反復擠壓的各間隔中 承窩16只轉(zhuǎn)動某個小角度(每次擠壓時停止轉(zhuǎn)動)。因此，加工工序中，如圖6所示，遍布 于承窩16的壁18外表面的整周上的多個點82、82被逐一地擠壓，承窩16的壁18的直徑 在沿整個圓周均勻地縮小。通過適當?shù)卦O(shè)定上述斷續(xù)擠壓和轉(zhuǎn)動的力學條件，能夠恰當 地 控制球部14和承窩16之間的間隙。另外，由于承窩16的壁18外表面上的多個點82、82、 82、…被逐一地擠壓，與如現(xiàn)有斂縫加工那樣在承窩壁的外表面整個區(qū)域被約束的狀態(tài)下 同時進行擠壓的情況相比，壁18的表面不易產(chǎn)生褶皺。另外，承窩16的外表面也不產(chǎn)生接 合線。如上所述，加工時間T可以為例如幾十秒至一百幾十秒左右，振動周期可以為例如幾 百毫秒至一秒左右，但這僅僅是示例，其最適合的值可以根據(jù)球節(jié)10的各種因素而變化。接下來，對本實施方式的球節(jié)制造裝置1中使用的模具20、30的具體形狀及其功 能進行說明。在此，本實施方式中2個模具20和30基本為同一形狀，為此，只對其中一個 模具20的形狀進行說明。圖7A和7B分別是表示模具20的一個形狀例子的正面視圖和沿其對稱軸面的剖 視圖。圖8A和圖8B分別是表示模具20擠壓承窩16的壁18之前的狀態(tài)和擠壓時的狀態(tài) 的剖視圖。如圖7A、7B和圖8A、8B所示，模具20具有與承窩16的壁18的外表面抵接并對其 進行擠壓的擠壓面100。如圖7A所示，擠壓面100以比承窩16的壁18的外徑大一些的曲 率半徑在沿壁18外周的剖面形狀處彎成凹狀，而且，如圖7B所示，在沿承窩16中心軸的剖 面形狀處也以預(yù)定的曲率半徑彎成凹狀。由此，擠壓面100呈三維的凹面(大致凹球面)形 狀。而且，從圖8A、8B可知，凹面狀的擠壓面100在擠壓時朝傾斜方向103擠壓承窩16的 壁18的外表面，傾斜方向103具有朝向承窩16(壁18)的徑向內(nèi)側(cè)的方向分量101和朝向 軸向后方的方向分量102。如此并不只是單純地朝徑向內(nèi)側(cè)擠壓承窩16的壁18，而是朝具 有徑向內(nèi)側(cè)分量101和軸向后方分量102的傾斜方向103擠壓承窩16的壁18，由此更易于 一邊恰當?shù)乜刂魄虿?4和承窩16之間的間隙一邊使承窩16的壁18向內(nèi)側(cè)彎曲。圖9A、圖9B和圖9C分別是表示模具20的其他的形狀例子的正面視圖、沿其對稱 軸面的剖視圖以及擠壓部的放大剖視圖。圖10A、圖IOB和圖IOC分別是表示圖9A C所 示的模具20擠壓承窩16的壁18之前的狀態(tài)、加工工序前期擠壓時的狀態(tài)以及加工工序后 期擠壓時的狀態(tài)的剖視圖。如圖9A C所示，模具20具有呈三維凹面形狀的擠壓面110，擠壓面110具有分 別呈相互不同的三維凹面形狀的多個(例如2個)輔助擠壓面111、112。這些輔助擠壓面 111、112均呈例如大致凹球面的形狀，但是配置卻不相同，而且，曲率半徑R1、R2和(或)曲 率中心P1、P2的位置也不相同。即，與第二輔助擠壓面112相比，第一輔助擠壓面111配置 在沿承窩16的軸向更靠近前端沿徑向更靠內(nèi)側(cè)的位置上，且相對于承窩16的壁18的外表 面的傾斜角度更大。這樣的第一和第二輔助擠壓面111、112的不同配置和凹面形狀的具體 規(guī)格被設(shè)定以在加工工序中使這些輔助擠壓面111、112起到如下作用。S卩，如圖IOB所示，在加工工序的前期，只有第一輔助擠壓面111與距承窩16的壁 18的前端近(S卩，在軸方向上位于更前方)的第一部分18A的外表面抵接，并朝具有徑向內(nèi)側(cè)分量和軸向后方分量的傾斜方向120對其進行擠壓。此時，第二輔助擠壓面112還未接 觸壁18。在該前期，如參照圖6已說明的那樣，壁18的第一部分18A的外表面的多個點被 逐一地擠壓，第一部分18A向內(nèi)側(cè)彎曲且其直徑縮小。當?shù)谝徊糠?8A適度彎曲，則第二輔 助擠壓面將與壁18接觸，而非第一輔助擠壓面111，加工工序向后期過渡。如圖IOC所示，在加工工序的后期，只有第二輔助擠壓面112與距壁18的前端更 遠的第二部分18B的外表面抵接，并朝具有徑向內(nèi)側(cè)分量和軸向后方分量的傾斜方向121 對其進行擠壓。此時，第一輔助擠壓面111早已不接觸壁18。在此加工工序的后期，也如 參照圖6已說明的那樣，壁18的第二部分18B的外表面的多個點被逐一地擠壓，第二部分 18B向內(nèi)側(cè)彎曲且其直徑縮小。當?shù)诙糠?8B適度彎曲則加工工序完畢。如此，通過不同配置和形狀的多個輔助擠壓面111、112，能夠采用先彎曲離承窩 16的壁18的前端近的部分、后彎曲離前端遠的部分的加工順序，由此，更易于使承窩16的 壁18變形以使承窩16和球部14間的間隙合適。另外，圖9A C以及圖IOA C中，輔助 擠壓面111、112被圖示為相互間交界明確(S卩，交界處的切線方向明顯不同)的曲面，但是 也可以不必如此，相互間交界不明確(即，交界處的切線方向一致或極其接近)的曲面也是 可以的?；蛘?，在如圖8A、8B所示那樣的具有一個凹曲面的擠壓面100的模具20中，也可 以根據(jù)該一個擠壓面100內(nèi)的位置(特別是根據(jù)軸向的位置)改變其擠壓面100的曲率半 徑和(或)曲率中心位置，以如圖IOA C中舉例說明的那樣在加工工序中使壁18的被加 工位置從距前端近的位置向距前端遠的位置移動。而且，上述那樣的加工工序中壁18的被 加工位置沿軸向的移動形態(tài)，可以是跳過相隔的位置空間的不連續(xù) 移動，也可以是依次沿 著連續(xù)的位置所進行的連續(xù)移動。上述壁18的被加工位置從距前端近的位置向距前端遠的位置移動的加工順序， 例如在承窩16的壁18的材料比球部14的材料更硬的條件下特別有用。圖11中示出了具有這種條件的球節(jié)的一個典型例子。圖11所示的球節(jié)200與業(yè)已說明的圖3所示的球節(jié)10 —樣，由斜板式活塞泵的 活塞12和支座15構(gòu)成，但是，支座15具有球部14，活塞12具有承窩16，這一點不同于圖 3所示的球節(jié)10。一般來說，活塞12由鋼那樣的硬材料形成，支座15由銅合金等那樣的軟 材料形成，所以承窩16比球部14硬。為了縮小具有這種條件的球節(jié)200的承窩16的壁18的直徑，優(yōu)選地，采用上述那 樣的壁18的被加工位置從距前端近的位置向距前端遠的位置移動的加工順序。當然，該加 工順序即使在如圖3所示的球節(jié)10所典型具有的條件那樣承窩16比球部14軟的條件下 也能夠適用。以上對本發(fā)明的適當實施方式進行了說明，但上述實施方式只是用于說明的示 例，并不旨在將本發(fā)明的范圍僅限定為上述實施方式。在不脫離本發(fā)明的技術(shù)要點的范圍 內(nèi)，還可以以不同于上述實施方式的各種方式實施本發(fā)明。例如，模具20、30、轉(zhuǎn)動支撐裝置40和/或擠壓裝置50的具體構(gòu)成能夠采用許多 變更。例如，對于擠壓裝置50，不僅可以采用上述凸輪壓力機，還可以采用曲柄壓力機、其他 的連桿運動式壓力機、螺旋壓力機、流體壓力型壓力機等各種類型的壓力機。擠壓裝置50的滑塊驅(qū)動裝置51不僅可以配置在轉(zhuǎn)動支撐裝置40的下方，也可以 配置在上方或配置在其他方向的位置。
模具20、30也可以繞承窩16轉(zhuǎn)動以代替承窩16在模具20、30之間轉(zhuǎn)動。作為加工對象的球節(jié)不僅可以是由斜板式油壓活塞泵的活塞 和支座構(gòu)成的接頭， 也可以是具有其他各種用途和構(gòu)造的接頭。加工工序中模具20、30的振動運動也可以是不具有如圖5的曲線80所示的接近 然后遠離那樣大小明確的空間振幅的振動。對于此振動運動，例如，只要是由將與加工相適 合大小的擠壓力斷續(xù)地施加給承窩16所引起的壓力式振動(擠壓和擠壓解除反復進行 所 引起的振動)即可，空間振動的振幅也可以是微小的。S卩，模具20、30的空間振動只要是在 斷續(xù)地反復進行的擠壓的間隔內(nèi)能夠使承窩16能夠轉(zhuǎn)動并能夠模具20、30之間的距離擴 大必要的最低限度的幅度。
權(quán)利要求
球節(jié)的制造裝置，包括具有球部的第1構(gòu)件和具有大致呈圓筒狀的承窩的第2構(gòu)件，所述承窩容納所述球部，其特征在于，所述球節(jié)的制造裝置包括一對模具，用于縮小壁的直徑，所述壁圍繞所述第2構(gòu)件的所述承窩的開口；轉(zhuǎn)動支撐裝置，在所述球部容納在所述承窩內(nèi)的狀態(tài)下對所述第1和第2構(gòu)件進行支撐，并對所述第2構(gòu)件施加轉(zhuǎn)動力以使所述承窩相對于所述一對模具以所述承窩的中心軸為中心相對地轉(zhuǎn)動；以及擠壓裝置，在所述轉(zhuǎn)動支撐裝置支撐所述第2構(gòu)件并對其施加轉(zhuǎn)動力期間對所述一對模具進行支撐以使所述一對模具從徑向的外側(cè)夾住所述承窩的壁，并驅(qū)動所述一對模具中的至少一個模具以使所述一對模具朝徑向內(nèi)側(cè)反復斷續(xù)地擠壓所述承窩的所述壁的外表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球節(jié)的制造裝置，其特征在于，所述擠壓裝置使所述至少一 個模具沿所述承窩的徑向反復振動，并逐漸縮小所述振動的各周期中的所述一對模具間的 最接近距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的球節(jié)制造裝置，其特征在于，所述擠壓裝置包括第一驅(qū)動機構(gòu)，使所述至少一個模具沿所述徑向在預(yù)定的移動時間長度內(nèi)只前進移動 預(yù)定的移動距離；以及第二驅(qū)動機構(gòu)，在所述第一驅(qū)動機構(gòu)使所述至少一個模具前進移動期間使所述至少一 個模具以比所述移動時間短的周期和小于所述移動距離的振幅沿所述徑向振動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任意一項所述的球節(jié)的制造裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動支撐裝 置包括動力源，產(chǎn)生使所述第2構(gòu)件轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動力；夾緊裝置，夾緊所述第2構(gòu)件；以及轉(zhuǎn)動力控制裝置，從所述動力源向所述夾緊裝置傳遞轉(zhuǎn)動力，所述轉(zhuǎn)動力控制裝置調(diào)整從所述動力源傳遞給所述夾緊裝置的轉(zhuǎn)動力以在所述承窩 被所述一對模具擠壓時停止或抑制所述第2構(gòu)件的轉(zhuǎn)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4任意一項所述的球節(jié)的制造裝置，其特征在于，所述一對模具各 自包括凹面狀的擠壓面，所述凹面狀的擠壓面與所述承窩的所述壁的外表面抵接并朝具有 徑向內(nèi)側(cè)分量和軸向后方分量的傾斜方向擠壓所述壁。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5任意一項所述的球節(jié)的制造裝置，其特征在于，所述一對模具分 別包括第一輔助擠壓面，其被配置成與所述承窩的所述壁中距前端近的第一部分的外表面抵 接；以及第二輔助擠壓面，其被配置成與所述壁中距前端遠的第二部分的外表面抵接，在斷續(xù)的擠壓反復進行期間的前期，所述一對模具的所述第一輔助擠壓面擠壓所述第 一部分并使其直徑縮小，在斷續(xù)的擠壓反復進行期間的后期，所述一對模具的所述第二輔 助擠壓面擠壓所述第二部分并使其直徑縮小。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6任意一項所述的球節(jié)的制造裝置中所使用的模具。
8.球節(jié)的制造方法，所述球節(jié)包括具有球部的第1構(gòu)件和具有容納所述球部的大致呈 圓筒狀的承窩的第2構(gòu)件，其特征在于，所述制造方法包括以下步驟配置用于使壁的直徑縮小的一對模具以使其從徑向外側(cè)夾住所述承窩的壁，其中所述 壁圍繞所述第2構(gòu)件的承窩的開口 ；在所述球部容納在所述承窩內(nèi)的狀態(tài)下，通過所配置的一對模具朝徑向內(nèi)側(cè)反復斷續(xù) 地擠壓所述承窩的所述壁的外表面；以及在斷續(xù)地反復進行擠壓的間隔，使所述承窩相對于所述一對模具以所述承窩的中心軸 為中心相對地 轉(zhuǎn)動。
全文摘要
球節(jié)的制造過程中在使承窩壁的直徑縮小時恰當?shù)乜刂瞥懈C和球部之間的間隙而不在承窩的外表面產(chǎn)生接合線或褶皺。在球節(jié)10的球部14容納在承窩內(nèi)的狀態(tài)下支撐具有球部14的第1構(gòu)件和具有承窩16的第2構(gòu)件。一對模具20、30從徑向外側(cè)夾住圍繞承窩16的開口17的壁18，并反復進行接近或遠離的小幅振動且漸漸接近并朝徑向內(nèi)側(cè)斷續(xù)地擠壓壁18。斷續(xù)擠壓的各間隔中，支撐轉(zhuǎn)動裝置40使承窩16(第2構(gòu)件15)以其中心軸為中心僅小距離轉(zhuǎn)動。結(jié)果，模具20、30對遍布于承窩16的壁18外表面的整個外周上的多個點進行逐一擠壓，承窩16的壁向內(nèi)側(cè)彎曲并且其直徑縮小。
文檔編號B21D53/00GK101849114SQ20088011488
公開日2010年9月29日 申請日期2008年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月7日
發(fā)明者荻野明 申請人:荻野工業(yè)株式會社