活塞桿的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種活塞桿的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，桿主體及桿頭部是通過對(duì)由連續(xù)鑄造制造出來的鋼鐵材料進(jìn)行加工而制造的。在由連續(xù)鑄造制造的鋼鐵材料的中心部存在由于中心偏析導(dǎo)致的雜質(zhì)。因此，若桿主體和桿頭部通過摩擦壓接進(jìn)行接合，則有可能在中心偏析部分產(chǎn)生滯后斷裂(日文:遅機(jī)破壊)。
[0003]在JP2011-56531A中公開了下述活塞桿的制造方法，該制造方法具備如下工序:從端面挖出桿主體及桿頭部的軸心部，將由于中心偏析導(dǎo)致的雜質(zhì)去除；利用摩擦壓接將桿主體和桿頭部彼此的端面接合。
[0004]采用JP2011-56531A中公開的活塞桿的制造方法，在將存在于軸心部的雜質(zhì)去除之后，通過摩擦壓接將彼此的端面接合而一體化，因此能夠制造出接合面不存在雜質(zhì)的活塞桿。因此，采用在JP2011-56531A中公開的活塞桿的制造方法，能夠提高桿主體和桿頭部之間的接合強(qiáng)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明要解決的問題
[0006]在JP2011-56531A中公開的活塞桿的制造方法中，由于在摩擦壓接前挖通桿主體及桿頭部的端面，因此，由于摩擦壓接而在接合面的內(nèi)周側(cè)產(chǎn)生突起(日文:t''一 K )。由于在摩擦壓接后無法將形成于內(nèi)周側(cè)的突起去除，因此在突起根部處產(chǎn)生應(yīng)力集中，接合體可能自接合面開始破壞。
[0007]本發(fā)明的目的在于，抑制接合體的耐久性的下降。
[0008]采用本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案，是將實(shí)心的桿主體和實(shí)心的桿頭部接合來制造活塞桿的活塞桿的制造方法，在該制造方法中，具有:通過摩擦壓接將所述桿主體和所述桿頭部彼此的端面接合的第一工序；以自所述桿頭部側(cè)起貫通所述桿主體和所述桿頭部之間的接合面的方式對(duì)軸心部實(shí)施開孔加工的第二工序。
【附圖說明】
[0009]圖1是表示活塞桿的制造工序前的桿主體及桿頭部的俯視圖，以局部剖視圖示出。
[0010]圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的活塞桿的制造方法的第一工序的圖，以局部剖視圖示出。
[0011]圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的活塞桿的制造方法的第二工序的圖，以局部剖視圖示出。
[0012]圖4是表示通過本發(fā)明的實(shí)施方式的活塞桿的制造方法制造出的活塞桿的圖，示出沒有切去活塞桿外周的毛邊的情況。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面參照附圖，說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0014]本實(shí)施方式的活塞桿的制造方法，是通過摩擦壓接將桿主體2和桿頭部3接合而制造活塞桿I的方法。在本實(shí)施方式中，活塞桿I自由進(jìn)退地插入至用作致動(dòng)器(未圖示)的液壓缸的缸主體。
[0015]桿主體2及桿頭部3是通過對(duì)由連續(xù)鑄造制造的實(shí)心的碳鋼進(jìn)行加工而制造出的。作為碳鋼，例如使用碳含量0.45 %的鋼。
[0016]參照?qǐng)D1，說明桿主體2及桿頭部3。圖1是表示活塞桿I的制造工序前(摩擦壓接前)的桿主體2及桿頭部3的俯視圖。
[0017]桿主體2具有:小徑部2a，其與在缸主體內(nèi)滑動(dòng)的活塞(未圖示)連接;大徑部2b，其為實(shí)心且直徑比小徑部2a的直徑大。在桿主體2的大徑部2b形成有平面狀的端面2c。
[0018]桿頭部3具有:套環(huán)3a，其為環(huán)狀且與載荷連接;軀干部3b，其為實(shí)心且直徑與桿主體2的大徑部2b相同。在軀干部3b形成有平面狀的端面3c。
[0019]活塞桿I是通過利用摩擦壓接將桿主體2的實(shí)心的大徑部2b的端面2c和桿頭部3的實(shí)心的軀干部3b的端面3 c接合起來一體化而制造的。
[0020]桿主體2及桿頭部3是通過對(duì)由連續(xù)鑄造制造的實(shí)心的鋼鐵材料進(jìn)行加工而制造出的。對(duì)于鋼水中的雜質(zhì)而言，與形成為固體相比，其傾向于保留液體形態(tài)，因此，在連續(xù)鑄造中，雜質(zhì)易集聚在最后凝固的軸心部。由此，在由連續(xù)鑄造制造的鋼鐵材料的軸心部存在由于中心偏析導(dǎo)致的雜質(zhì)。因此，在桿主體2的軸心部及桿頭部3的軀干部3b的軸心部存在由于中心偏析導(dǎo)致的雜質(zhì)。在圖1?圖3中，利用虛線示意性地表示雜質(zhì)10。
[0021 ]接著，參照?qǐng)D2及圖3，對(duì)活塞桿I的制造工序進(jìn)行說明。
[0022]首先，在第一工序中，利用摩擦壓接將桿主體2和桿頭部3彼此的端面2c、3c接合。下面，具體地說明作為第一工序的摩擦壓接的步驟。
[0023](I)如圖1所示，桿主體2和桿頭部3以彼此的端面2c、3c相對(duì)的方式同軸地配置。
[0024](2)然后，如圖2所示，在使桿頭部3繞軸中心旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，使桿主體2朝向桿頭部3移動(dòng)并將桿主體2的端面2c按壓于桿頭部3的端面3c上，在接合面11處產(chǎn)生摩擦熱。利用摩擦熱使接合面11附近軟化。
[0025](3)在通過按壓使桿主體2的移動(dòng)到達(dá)預(yù)先規(guī)定的規(guī)定位移的時(shí)刻，使桿頭部3的旋轉(zhuǎn)停止。
[0026](4)進(jìn)一步利用較大的載荷朝向桿頭部3側(cè)按壓桿主體2，如圖2所示，接合面11附近的高溫部向外周側(cè)塑性流動(dòng)并作為毛邊12進(jìn)行排出。這樣，接合面11附近的高溫部在外周側(cè)作為毛邊12被排出，因此，即使接合面11存在雜質(zhì)，也能夠有效地將雜質(zhì)排出，使接合面11變得干凈。另外，如圖2所示，毛邊12的排出進(jìn)行至桿主體2的毛邊12a和桿頭部3的毛邊12b之間的邊界點(diǎn)12c成為桿主體2及桿頭部3的外周面的外側(cè)這種程度為止。
[0027](5)最后，將上述(4)的按壓狀態(tài)保持規(guī)定時(shí)間，從而促進(jìn)桿主體2和桿頭部3之間在接合面11處的相互擴(kuò)散，兩者的接合完成。如上所述，通過摩擦壓接執(zhí)行桿主體2和桿頭部3之間的接合。
[0028]如圖3所示，接合完成后將活塞桿I的外周側(cè)的毛邊12切去，桿主體2和桿頭部3的外周被加工成平滑且連續(xù)的狀態(tài)。活塞桿I的外周側(cè)的毛邊12可以在第一工序完成后切去，也可以在后述的第二工序完成后切去。另外，如圖4所示，也可以不將毛邊12切去而將毛邊12殘留在活塞桿I的外周側(cè)。
[0029]在第一工序完成后，針對(duì)桿主體2和桿頭部3之間的摩擦壓接部，利用超聲波探傷等非破壞試驗(yàn)進(jìn)行品質(zhì)檢測(cè)。通過上述的品質(zhì)檢測(cè)，能夠檢測(cè)出摩擦壓接部處的接合不良等。
[0030]然后，在第二工序中，如圖3所示，從桿頭部3側(cè)開始進(jìn)行開孔加工，以在軸心部形成貫通桿主體2和桿頭部3之間的接合面11這樣的孔13。
[0031]第二工序的開孔加工是通過鉆機(jī)等切削工具自桿頭部3側(cè)以通過桿頭部3及桿主體2的軸心部的方式插入而進(jìn)行的。切削工具以從圖3中的左側(cè)起經(jīng)過桿頭部3的套環(huán)3a、軀干部3b通過桿頭部3的軸心部的方式插入。切削工具到達(dá)桿主體2和桿頭部3之間的接合面11時(shí)，直接貫通接合面11。切削工具通過桿主體2的軸心部并插入至規(guī)定的深度為止。如上所述，在第二工序中，以貫通桿主體2和桿頭部3之間的接合面11的方式插入切削工具來進(jìn)行開孔加工。
[0032]切削工具在貫通接合面11之后的插入深度是通過針對(duì)在第一工序中形成的桿主體2和桿頭部3的接合體進(jìn)行試驗(yàn)、檢測(cè)而確定的。具體地說，通過將多個(gè)在第一工序中形成的接合體作為樣品進(jìn)行試驗(yàn)、檢測(cè)，從而確定雜質(zhì)10集聚的中心偏析部中的有必要去除的部分的深度。另外，對(duì)于通過開孔加工形成的孔13的孔徑，與深度同樣地，根據(jù)針對(duì)接合體的試驗(yàn)、檢測(cè)的結(jié)果來選擇最適合的孔徑。
[0033]通過如上所述進(jìn)行開孔加工，能夠去除構(gòu)成滯后斷裂的原因的軸心部的中心偏析部分。另外，由于以貫通桿主體2和桿頭部3之間的接合面11的方式進(jìn)行開孔加工，因此，能夠防止在接合面11處產(chǎn)生由于滯后斷裂而產(chǎn)生的分離斷裂。
[0034]另外，在通過摩擦壓接將桿主體2和桿頭部3接合的第一工序之后，進(jìn)行作為去除中心偏析的開孔加工的第二工序。因此，在活塞桿I的孔13的內(nèi)周不存在突起。因此，在孔13的內(nèi)周側(cè)不存在應(yīng)力集中。
[0035]并且，在本實(shí)施方式中，根據(jù)針對(duì)在第一工序中形成的桿主體2和桿頭部3的接合體所做的試驗(yàn)、檢測(cè)，確定孔13的深度及孔徑。因此，即使由于材料批次的不同等而桿主體2及桿頭部3的有必要去除的中央偏析部的深度和直徑不同，也能夠可靠地去除軸心部的中心偏析部。
[0036]另外，對(duì)于在第二工序中形成的孔13，可以利用插塞等將開口部密封。這樣，在活塞桿I使用于容易生銹的場(chǎng)所中的情況下，能夠防止孔13內(nèi)部生銹。
[0037]采用以上的實(shí)施方式，具有如下所述的效果。
[0038]在本實(shí)施方式的活塞桿I的制造方法中，在通過摩擦壓接將桿主體2和桿頭部3之間的端面2c、3c接合之后，以自桿頭部3側(cè)貫通接合面11的方式對(duì)軸心部實(shí)施開孔加工。因此，能夠去除由于中心偏析導(dǎo)致的雜質(zhì)10。另外，由于在活塞桿I的孔13的內(nèi)部不存在突起，因此在孔13的內(nèi)周側(cè)也不存在應(yīng)力集中。因此，能夠抑制接合體的耐久性的下降。
[0039]另外，通過對(duì)桿主體2和桿頭部3的接合體實(shí)施開孔加工，因此能夠去除由于中心偏析導(dǎo)致的雜質(zhì)10，因此，能夠利用由于中心偏析帶來的雜質(zhì)10較多且品質(zhì)不太好的材料制造活塞桿I。即，采用本實(shí)施方式，能夠利用品質(zhì)不太好的廉價(jià)材料制造活塞桿1，因此，能夠降低制造成本。
[0040]另外，在預(yù)先從端面挖通桿主體2和桿頭部3的軸心部，然后進(jìn)行摩擦壓接的活塞桿的制造方法這種情況下，所得到的接合體的內(nèi)部已存在空洞。在這樣的情況下，如果針對(duì)摩擦壓接部進(jìn)行非破壞試驗(yàn)的品質(zhì)檢測(cè)，則會(huì)將空洞作為缺陷檢測(cè)出。與此相對(duì)，在本實(shí)施方式中，在通過摩擦壓接接合之后，對(duì)軸心部實(shí)施開孔加工，因此，能夠在形成孔13之前針對(duì)摩擦壓接部實(shí)施非破壞試驗(yàn)的品質(zhì)檢測(cè)。因此，采用本實(shí)施方式，在針對(duì)摩擦壓接部的非破壞試驗(yàn)的品質(zhì)檢測(cè)中，不會(huì)發(fā)生將內(nèi)部的空洞作為缺陷檢測(cè)出這種情況，能夠可靠地僅檢測(cè)出缺陷品。
[0041]以上對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但上述實(shí)施方式只不過表示本發(fā)明的適用例的一部分，并不表示將本發(fā)明的技術(shù)范圍限定為上述實(shí)施方式的具體結(jié)構(gòu)。
[0042]本申請(qǐng)要求基于2013年8月26日向日本國特許廳申請(qǐng)的特愿2013-174759的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的全部內(nèi)容通過參照摘入到本說明書中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種活塞桿的制造方法，將實(shí)心的桿主體和實(shí)心的桿頭部接合來制造活塞桿，其中，具有下述工序: 第一工序，利用摩擦壓接將所述桿主體和所述桿頭部彼此的端面接合； 第二工序，自所述桿頭部側(cè)以貫通所述桿主體和所述桿頭部之間的接合面的方式對(duì)軸心部實(shí)施開孔加工。
【專利摘要】一種活塞桿的制造方法，將實(shí)心的桿主體和實(shí)心的桿頭部接合來制造活塞桿，其中，具有下述工序：第一工序，利用摩擦壓接將桿主體和桿頭部彼此的端面接合；第二工序，自桿頭部側(cè)以貫通桿主體和桿頭部之間的接合面的方式對(duì)軸心部實(shí)施開孔加工。
【IPC分類】B23P15/10, F16J7/00, B23K20/12
【公開號(hào)】CN105473908
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480046515
【發(fā)明人】小林信行
【申請(qǐng)人】Kyb-Ys株式會(huì)社
【公開日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2014年8月11日
【公告號(hào)】EP3040587A1, US20160199951, WO2015029762A1