專利名稱：球式接頭的制造方法
本申請是申請?zhí)?7197071.8、申請日1997年6月6日、發(fā)明創(chuàng)造名稱球式接頭的制造方法的分案申請。
該方法如

圖17所示，由第1、第2、第3工序構成。在第1工序(圖a、b)，把鋼球101作為芯插入金屬模具100內，用壓鑄鑄造形成保持座102。在第2工序(圖c、d)，用凸焊將柄103接合到包在該保持座102內的鋼球101上，形成帶球柄104。在第3工序，對帶球柄104或保持座102施加外力，在第1工序鑄造時相互密接著的鋼球101與保持座102之間形成微小間隙。在保持座102的鑄造時，鋼球101的球面復制保持座一側，所以，用該方法制作的如圖18所示的球式接頭，其鋼球101與保持座102之間無晃動地滑動接觸，可實現(xiàn)靈活的旋轉運動或擺動運動，這是其優(yōu)點。
另外，該制造方法的第1工序中，保持座102的鑄造時，作為芯的鋼球101固定在金屬模具100內，所以，由閉合的金屬模具將該鋼球101上下挾住，在鑄造出的保持座102上，形成與鋼球101的上下位置對應的開口部105、106。上述第2工序中，利用這些開口部105、106進行凸焊，從一方開口部105，使柄103與鋼球101的球面相接，從另一方開口部106，使電極107(該電極導通焊接電流)與鋼球101的球面相接，在此狀態(tài)，在鋼球101與柄103之間通過預定的焊接電流，進行凸焊。
但是，該現(xiàn)有的制造方法中，使電極與球直接相接并進行凸焊時，電極與球之間如果不能確保足夠大的接觸面積，則在球與電極之間會產生對于焊接電流的通電阻力，在電極的相接位置球可能會熔化。因此，開設在保持座上的電極用開口部必須具有一定程度的大小。
但是，由于該電極開口部與接合在球上的柄位于同軸的位置上，所以，當把該電極用開口部開設得足夠大時，沿柄的軸方向投影的球與保持座的接觸面積(見圖18)就不得不減小，存在著對沿柄的軸方向作用的荷重、即軸向荷重的承受能力不足的問題。
另外，為了不使電極用開口部小直徑化而又提高對軸向荷重的承受能力，則必須加大球直徑，這樣會導致球式接頭本身的大型化和重型化。
另一方面，即使開設在保持座上的電極用開口部足夠大，當電極本身與球的相接狀態(tài)不好時，在電極與球之間仍然產生通電阻力，在電極的相接位置球會熔化。為此，在上述的現(xiàn)有制造方法中，把銅板制的電極成形為與球的球面相仿的球面，在反復進行凸焊的過程中，電極的形狀漸漸地產生變化，所以，必須在每進行預定次數的焊接后要修正電極，其生產管理非常麻煩。
另外，上述的現(xiàn)有制造方法中，上述保持座的成形材料，主要是采用以鋅為基材的壓鑄用合金(例如鋅-鋁-銅系的壓鑄用鋅合金)，該壓鑄用鋅合金雖然其張拉強度、硬度和韌性等機械強度高，但是耐蝕性差而且比重大，所以，保持座容易腐蝕且重量大，采用該球式接頭構成的連桿機械，其使用部位有限制，并且影響該連桿機構的輕量化。
作為比重小的壓鑄用合金，可以采用以鋁為基材的合金，但是該壓鑄用鋁合金，用壓鑄成形時，與前述的壓鑄用鋅合金相比，其張拉強度、硬度差，用該合金制作的球式接頭，不能用于要求高機械強度的部位，例如汽車懸架臂部中的轉向橫拉桿等部位。
本發(fā)明是鑒于上述問題而作出的，其目的在于提供一種球式接頭的制造方法，用該制造方法制造的球式接頭的球徑小，且對作用于柄的軸方向的軸向荷重的承受能力高，并且，該制造方法的生產管理容易。
本發(fā)明的另一目的是提供球式接頭的制造方法，該方法能夠用鋁合金的壓鑄件形成機械強度高的保持座。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出球式接頭的以下二種制造方法。
第1制造方法，是保持座和帶球柄以可擺動或可轉動方式連接的球式接頭的制造方法，其特征在于，該方法由第1工序、第2工序和第3工序構成；在第1工序，把球作為芯插入鑄造金屬模具，將熔融的導電性合金鑄入該金屬模具內，鑄造除了柄的接合部外覆蓋該球的保持部；在第2工序，將柄壓接在從保持座露出的球上，并且使電極分別抵接上述柄和保持座，在這些電極間流通焊接電流，用凸焊將球和柄接合，形成帶球的柄；在第3工序，對上述保持座或帶球柄施加外力，在球與保持座之間形成間隙。
根據本發(fā)明的該制造方法，在第2工序中，通過球在柄與保持座之間接通焊接電流，不使電極直接接觸球，用凸焊接合柄和球，所以，不必在保持座上設置用于使電極與球接觸的開口部。因此，在鑄造保持座的第1工序中，可以只留下柄的接合部地用導電性合金包住球，可制作出對于作用在柄上的軸向荷重具有高承受能力的球式接頭。
另外，這樣地通過球在柄與保持座之間流通焊接電流，在第1工序鑄造的保持座與球緊密相接，而且，球從保持座露出的部位只是柄的接合部，所以，球與保持座之間具有充分的接觸面積。因此，球與保持座之間幾乎不產生對焊接電流的通電阻力，不會使球和保持座焊接，只把柄和球用凸焊接合。
另外，本發(fā)明方法中，在凸焊結束后，通過在柄與保持座之間再次流通電流，可以立即對球與柄的接合部進行回火，可防止因焊接后的放置而產生焊接部的裂縫。
第2制造方法，其特征在于，該方法由第1工序、第2工序和第3工序構成；在第1工序，將鋼球作為芯插入鑄造金屬模具，把鋁合金鑄入該金屬模具內，壓鑄包覆該鋼球的保持座；在第2工序，加熱該保持座，對形成該保持座的鋁合金進行固溶處理；在第3工序，對上述鋼球或保持座作用外力，在鋼球與保持座之間形成間隙，使該鋼球可相對于保持座旋轉。
由這些工序構成的本發(fā)明方法，在其第1工序，用鋁合金壓鑄鑄造包覆鋼球的保持座，接著在第2工序，進行保持座的固溶處理，所以，在處理后的數小時產生的時效硬化使保持座的機械強度顯著提高。因此，即使采用被認為機械強度差的鋁合金壓鑄成形保持座，也能充分滿足球式接頭所要求的機械強度。
考慮到球式接頭的功能，上述第1工序中所用的鋼球要求有耐磨損性，通常對該鋼球進行表面預浸碳淬火等的淬火處理。但是，上述第1工序中，包覆著鋼球的鋁合金的固溶處理溫度比鋼球的淬火溫度低得多，所以，對壓鑄鑄造后的保持座進行固溶處理時，產生與對鋼球進行回火處理時同樣的結果，特意用淬火處理而硬化了的鋼球的表面又會軟化，保持座與鋼球的滑接狀態(tài)可能會早期惡化。
圖16是曲線圖，表示對淬火處理后的鋼球(不銹鋼/440℃)進行回火處理時的該回火溫度與鋼球硬度的關系。從該曲線可知，回火溫度超過550℃時，鋼球的硬度急劇下降，鋼球表面的軟化加速。因此，采用不銹鋼等特殊鋼作為上述鋼球時，如果保持座的固溶處理溫度在550℃以下，則可將鋼球表面硬度保持為在實用上沒有問題的程度。
從生產成本和通用性觀點考慮，上述鋼球最好采用經浸碳淬火的普通鋼。該情況時，保持座的固溶處理溫度必須比上述不銹鋼更低。根據本發(fā)明者的確認，如果保持座的固溶溫度在450℃以下，則用普通鋼形成的鋼球的表面硬度可保持為在實用上沒有問題的程度。
該固溶處理溫度因鋁合金的組成而有所不同，所以，為了將固溶處理溫度保持在上述范圍內，鋁合金的組成是關鍵。曾考慮過調制對鋁合金的添加元素，使固溶處理溫度在上述溫度范圍內的鋁合金。但是，根據本發(fā)明者的確認，鋁-鋅-硅素類的壓鑄用鋁合金，其固溶處理溫度是360～450℃，并且，時效硬化能提高壓鑄用鋅合金的機械強度。關于該壓鑄用鋁合金的具體組成將在后文中說明。
本發(fā)明方法中，保持座的固溶處理和淬火處理結束后，也可以與現(xiàn)有的制造方法同樣地，用凸焊將柄接合在鋼球上，形成帶球的柄。但是，保持座的固溶處理后，如前所述鋼球表面有軟化的傾向，所以，為了防止鋼球的損傷，最好用前述第1制造方法使焊接電流間接地通向鋼球。根據這樣的構成，不把電極壓在鋼球上也能實施凸焊，可不損傷鋼球表面地形成帶球柄。
另外，上述柄不一定非要在保持座的壓鑄鑄造后與鋼球接合，也可以在壓鑄鑄造前與鋼球接合。該情況時，只將接合形成的帶球柄的鋼球部插入鑄造金屬模具內，在此狀態(tài)進行保持座的壓鑄鑄造。
本發(fā)明方法中所用的鋼球上不一定非要接合柄，也可以采用形成貫通孔的開孔鋼球來壓鑄鑄造保持座，這時，將連桿機構的柄等插入該貫通孔內并固定之，可以使用本發(fā)明方法做成的球式接頭。
本發(fā)明方法的第2工序中，經固溶處理的保持座已經包覆住鋼球，所以，對保持座加熱時也加熱了鋼球，該鋼球的表面因氧化作用而變粗糙，從而不能發(fā)揮保持座與鋼球靈活滑動接合這一球式接頭的原有功能。因此，從該觀點考慮，最好在無氧環(huán)境下加熱該保持座，進行固溶處理，這樣可防止因加熱導致鋼球表面氧化，確保保持座與鋼球的靈活滑動接觸動作。
圖2是表示第1實施例球式接頭的使用例的剖面圖。
圖3是表示第1實施例中保持座的鑄造工序的圖。
圖4是表示鑄造成的保持座的剖面圖。
圖5是表示鑄入保持座的鋼球與柄的焊接工序的圖。
圖6是表示用焊接接合的帶球柄的剖面圖。
圖7是曲線圖，表示第1實施例中用的壓鑄用鋁合金的固溶處理溫度與張拉強度的關系。
圖8是曲線圖，表示第1實施例中用的壓鑄用鋁合金的固溶處理溫度與拉伸的關系。
圖9是曲線圖，表示第1實施例中用的壓鑄用鋁合金的固溶處理溫度與硬度的關系。
圖10是表示用本發(fā)明方法制造的球式接頭第2實施例的剖面圖。
圖11是表示第2實施例中鋼球與柄的焊接工序的圖。
圖12是表示第2實施例中保持座的鑄造工序的圖。
圖13是表示用本發(fā)明方法制造的球式接頭第3實施例的剖面圖。
圖14是表示第2實施例中軸承襯套的鑄造工序的圖。
圖15是表示鑄入保持座和軸承襯套的鋼球與柄的焊接工序的圖。
圖16是表示不銹鋼的硬度與回火溫度關系的曲線圖。
圖17是表示現(xiàn)有的球式接頭制造方法的工序圖。
圖18是表示用現(xiàn)有的制造方法制作的球式接頭的剖面圖。
符號說明1b-柄；2-保持座；8-鋼球；10-電極。
帶球柄1是把桿狀的柄1b焊接到作為球部1a的高圓度鋼球上而形成的，在該柄1b上形成供推桿3嵌合的錐形安裝部11，在該安裝部11的前端形成陽螺紋12。因此，將螺母13螺紋結合到該陽螺紋12上，可將推桿3固定到錐形安裝部11上。
保持座2是用后述的壓鑄鑄造制作的，只留下柄1b與球部1a的接合部地包覆住該球部1a。在保持座2上，在與柄1b相反側的位置上形成平坦部20，該平坦部20在后述的柄1b的凸焊時作為電極的抵接面使用。在保持座2的外周形成突緣部21，該突緣部21用于把保持座2接合到上述擺動臂4上，在離開該突緣部21的位置，形成環(huán)形槽22，止動環(huán)23嵌合在該環(huán)形槽22內，這樣，上述擺動臂4固定在保持座2上。
在保持座2的外周緣與帶球柄1的柄1b之間，安裝著密封部件5，由該密封部件5形成收容潤滑脂(該潤滑脂供給球部1a與保持座2的間隙內)等潤滑劑的潤滑劑袋24，并且，防止塵埃等從球部1a與柄1b的接合部侵入上述間隙。密封部件5的靠柄1b側的端部5a，由其彈性與柄1b密接；靠保持座2側的端部7b通過卡接環(huán)挾入保持座2的外周緣之間，以避免因帶球柄1的擺動或轉動而脫離保持座2。
該實施例的保持座2中，在其中心開設著注油孔25。但是，如果僅用收容在上述潤滑劑袋24內的潤滑劑就可以充分潤滑保持座2與球部1a之間時，則也可以不開設該注油孔25。
下面，說明本實施例球式接頭的具體制造方法。
先在第1工序用鋁合金壓鑄鑄造上述保持座。本發(fā)明者在試驗中使用的壓鑄用鋁合金的組成如表1所示。
表1
在該壓鑄鑄造時，如圖3所示，把帶球柄1鋼球部1a的鋼球8作為芯插入上下分割的一對金屬模具6、7內，在此狀態(tài)下把熔融的金屬壓入金屬模具的模腔9內。這時，插入的鋼球8由形成在金屬模具7內支承座7a定位，借助從金屬模具6突出的卡接桿6a固定在支承座7a上。
如果能用磁性吸引力或真空裝置等的吸引力將鋼球8切實固定于金屬模具7的支承座7a上，則也可以不要金屬模具6的卡接桿6a。
這樣，如圖4所示，用上述合金鑄造出包覆鋼球8的保持座2，鋼球8只在與支承座7a對應的部位露出于保持座2。另外，本實施例中，是用卡接桿6a一邊推壓鋼球8一邊進行壓鑄鑄造，所以，在與該卡接桿6a對應的部位，在保持座2上開設著小孔，該孔可作為注油孔25使用。保持座2的突緣部21是用該壓鑄鑄造形成的，環(huán)形槽22是用壓鑄鑄造后的機械加工形成的。
接著，在第2工序，對壓鑄鑄造出的保持座2加熱，對形成該保持座2的鋁合金進行固溶處理。具體地說，把包覆住鋼球8的保持座2放入真空爐，在無氧環(huán)境下加熱至固溶處理溫度后，取出并急冷，表1所示的鋁合金的固溶處理溫度是360～450℃，加熱時間約2小時。
然后，在第3工序，把柄1b焊接到經固溶處理的保持座2的鋼球8上。該焊接是采用凸焊，如圖5所示，以預定壓力F將柄1b的端面壓接在從保持座2露出的鋼球8的球面上，同時，使電極10a、10b分別與保持座2和柄1b接觸，在這些電極10a、10b間流通預定的焊接電流。
導通焊接電流用的電極10a不直接與鋼球接觸，而是與保持座2的平坦部20相接，通過保持座2間接地向鋼球8導通焊接電流。保持座2由于在前一工序中的鑄造時與鋼球8密接，所以，這樣通過保持座2間接地向鋼球8導通焊接電流，在保持座2與鋼球8的交界部的通電阻力極小，保持座2與鋼球8不會溶接。另外，鋼球8的表面被前一工序中的固溶處理加熱而成為退火狀態(tài)，它可能會軟化，但是由于電極10a不直接壓接在鋼球8上，所以，不會損傷鋼球8的表面。
凸焊結束后，如圖6所示，形成了帶球柄1，該帶球柄1由被保持座2包覆的鋼球8和柄1b接合而成。該帶球柄1的鋼球部1a成為鑄入保持座2內的狀態(tài)。
在該工序中，凸焊結束后，以其原封不動的電極連接狀態(tài)再次流通電流，對鋼球8與柄1b的接合部進行回火處理，這樣，可防止該接合部在焊接后產生裂縫。
接著，在第4工序，對保持座2或帶球柄1作用外力，在相互密接著的保持座2與鋼球部1a之間形成微小間隙。施加外力的方法，例如可以是輕輕敲擊保持座2的外周或沿軸方向輕輕敲擊帶球柄1，或者輕輕敲擊鋼球部1a。這樣，帶球柄1的鋼球部1a自由地與保持座2滑動接合，帶球柄1與保持座2成為可擺動或可轉動的連接狀態(tài)。
最后，在柄1b與保持座2的外周緣之間安裝上述密封部件5，在該密封部件5形成的潤滑劑袋24內充填潤滑脂等的潤滑劑，便完成了本實施例的球式接頭。
本實施例的球式接頭如上述地制造出來，根據該制造方法，在第3工序，一邊將電極10壓接在保持座2上，一邊向保持座2與柄1b之間導通焊接電流，所以，在保持座2上不必開設用于將電極直接接觸鋼球8的開口部，可只留下極小注油口25地用保持座2包覆球部1a的頂部。
因此，如圖2所示，沿著帶球柄1的軸方向投影球部1a和保持座2的接觸面積，將其與圖11所示的現(xiàn)有技術中的接觸面積相比，當球部1a的直徑相同時，本實施例球式接頭的該接觸面積比現(xiàn)有技術中的顯著增大。因此，用本發(fā)明的制造方法生產出的球式接頭，與用在保持座2上形成電極用開口部的現(xiàn)有制造方法制造出的球式接頭相比，對于沿帶球柄1軸方向的軸向荷重的承受能力高。
另外，由于電極10不壓接在鋼球8上，而是壓接在保持座2的平坦部20上，所以，不必特意將電極10形成為球面，而且也不必相應于焊接次數地修整電極10的形狀。因此，本發(fā)明的制造方法與現(xiàn)有制造方法相比，生產管理容易，更適合于球式接頭的自動化大量生產。
根據該制造方法，在第2工序，對成形保持座2的鋁合金進行固溶處理時，是在無氧環(huán)境下進行的，所以，被保持座2包覆著的鋼球8的表面不會氧化而變粗糙，在完成的球式接頭中，能得到保持座2與鋼球8的靈活滑動接合。
另外，在本實施例的球式接頭制造方法中，如前所述，由于在第2工序中進行保持座2的固溶處理，所以，在球式接頭完成后的數小時內，時效硬化進展著，保持座2的張拉強度、拉伸、沖擊值等機械強度比不實施固溶處理時有很大改善。下面的表2中表示改善結果的具體數值，在圖7至圖9的曲線中表示固溶處理溫度與張拉強度、拉伸、硬度的關系。
表2
本實施例中所使用的壓鑄用鋁合金，其保持座2的固溶處理溫度最高為450℃，在400℃前后也能進行固溶處理，所以，可盡可能地防止被保持座包覆的鋼球8成為退火狀態(tài)而軟化。下面的表3中，表示對從表面至0.5mm深度實施了浸碳淬火的普通鋼的鋼球(表面硬度Hv＝653)在各種溫度下實施退火時的鋼球表面硬度。
表3
為了防止鋼球8因與保持座2的滑動接觸而損傷，雖然與保持座2的硬度有關，但鋼球8的硬度必須在Hv＝327左右，從表3的結果看，保持座2的固溶處理溫度必須在450℃以下。因此，表1所示的壓鑄用鋁合金滿足該條件，所以，即使對保持座2進行固溶處理，鋼球8的硬度也能保持在充分發(fā)揮球式接頭功能的程度。
另外，由鋁合金壓鑄成形的制品一旦加熱時，會產生泡疤而使機械強度降低，所以，通常對鋁合金壓鑄制品不實施固溶處理。但是，本實施例中所用的壓鑄用鋁合金，其固溶處理溫度為360～450℃，低于JIS標準規(guī)定的一般鋁合金的固溶溫度，所以，因泡疤的產生對機械強度的影響少，即使實施固溶處理也能顯著提高保持座2的機械強度。第2實施例圖10表示用本發(fā)明方法制造的球式接頭的第2實施例。是用與第1實施例完全相同的方法制造的另一球式接頭。該球式接頭中，帶球柄15的形狀與第1實施例中的完全相同，但是保持座16上設置了與上述擺動臂4同樣功能的臂部17，在該臂部17內形成陰螺紋18。其它構造與第1實施例相同，在圖中注以相同標記，其詳細說明從略。
另一方面，該第2實施例的球式接頭，也可以不采用第1實施例的方法制造，而是如下述地先形成帶球柄1，然后壓鑄鑄造保持座16，這樣地制造出來。
即，如圖11所示，先用預定的力F把柄1b的端面壓接在鋼球1a的球面上，同時在它們之間導通預定的焊接電流，用凸焊將鋼球1a和柄1b接合，形成帶球柄1。
接著，把這樣形成的帶球柄1的鋼球部1a作為芯，進行保持座16的壓鑄鑄造。該壓鑄鑄造時，如圖12所示，把在前一工序形成的帶球柄1固定到鑄造金屬模具37內，把該帶球柄1的鋼球部1a插入模腔38內，把與第1實施例同樣的壓鑄用鋁合金熔融液壓入該模腔38內。這樣，便完成了用鋁合金包覆住帶球柄1鋼球部1a的保持座16。
這樣地將帶球柄1與保持座16連接起來后，在與第1實施例同樣的條件下，用真空爐進行保持座16的固溶處理，接著，對帶球柄1或保持座16作用外力，使相互密接著的它們之間產生微小間隙。這樣，帶球柄1的鋼球部1a可自由地與保持座16滑動接合，然后，在帶球柄1與保持座16之間安裝密封部件5，便完成了本實施例的球式接頭。
如上述制造出的該第2實施例的球式接頭中，也對用鋁合金壓鑄形成的保持座16實施固溶處理，所以，該固溶處理后產生的時效硬化，使保持座16的機械強度顯著提高。另外，由于上述固溶處理是在無氧環(huán)境下進行的，所以，被保持座16包覆的鋼球部1a的表面不會因氧化而變粗糙，而且，由于把固溶處理溫度抑制在450℃以下，所以，可盡可能地防止鋼球部1a的表面軟化。即，該第2實施例的球式接頭制造方法，也與第1實施例的方法同樣地，可制造出機械強度高、帶球柄1的鋼球部1a與保持座16能靈活滑動接合的球式接頭。第3實施例圖13表示用本發(fā)明方法制造的球式接頭的第3實施例。該實施例的球式接頭中，帶球柄31的球部31a和保持座41通過軸承襯套50可擺動或可轉動地連接著。通過上述軸承襯套50的鑄造，將球部31a鑄入保持座41的內部。
上述帶球柄31，與第1實施例完全同樣地，是把桿狀柄31b焊接到作為球部31a的高圓度鋼球上而形成的。在該柄31b上形成錐狀的安裝部32和陽螺紋33。
在保持座41上，呈凹陷狀地形成直徑稍大于球部31a的接球部42，上述軸承襯套50用后述的鑄造鑄入該接球部42的內部。在該保持座41上，在與柄31b相反側的位置，形成平坦部40，該平坦部40在柄31b的凸焊時作為電極的抵接面使用。另外，在該保持座41的中心，開設著注油口43，在其外周的一個部位形成貫通孔44，該貫通孔44作為在鑄造上述軸承襯套50時的澆口。另外，在該保持座41上突設著連接部45，在該連接部上形成陽螺紋46。
在柄31b與保持座41的外周緣之間，安裝著密封部件51，形成潤滑劑袋52。
該第3實施例球式接頭的制造方法如下。
先在第1工序，形成備有上述接球部42、注油口43、連接部45等的保持座41。該保持座41的形成可以用機械加工的方式，也可以用鍛造方式。
接著，在第2工序，用鋅合金或鋁合金壓鑄鑄造上述軸承襯套。在該鑄造時，如圖14所示，把保持座41和帶球柄31球部31a的鋼球(球)80作為芯插入上下分割的一對金屬模具60、70內，把熔融的金屬壓入形成于保持座41的接球部42與鋼球80之間的模腔90內。這時，插入的鋼球80由形成在金屬模具70內的支承座71保持在保持座41的接球部42內預定的位置，另一方面，由貫通保持座41的注油口43的金屬模具60的卡接桿61固定在支承座71上。
這樣，包覆鋼球80的軸承襯套50，以保持座41作為模子被鑄造。上述鋼球80只在與支承座71對應的部位露出于軸承襯套50和保持座41。
接著，在第3工序，把柄31b焊接到在前一工序被軸承襯套50包覆了的鋼球80上。該焊接是采用與第1實施例同樣的凸焊，如圖15所示，用預定的力F把柄31b的端面壓接在從軸承襯套50露出的鋼球80的球面上，同時，使電極10a、10b分別與保持座41和柄31b相接，在這些電極10a、10b之間導通預定的焊接電流。
該實施例中，電極10也不直接與鋼球80接觸，而是與保持座41的平坦部40相接，在第2工序中，鑄造的軸承襯套50與保持座41及鋼球80密接，所以，這樣通過保持座41和軸承襯套50間接地向鋼球80導通焊接電流，在保持座41、軸承襯套50及鋼球80三者間交界部的通電阻力也極小，不會產生軸承襯套50加熱與鋼球80熔接的現(xiàn)象。
當凸焊結束時，就形成了帶球柄31，該帶球柄31是隔著軸承襯套50被保持座41包覆的鋼球80與柄31b結合而成的，該帶球柄31的球部31a成為鑄入保持座41內的狀態(tài)。另外，在該第3工序，也可采用與第1實施例同樣的方法，對鋼球80與柄31b的接合部實施回火處理。最后，在第4工序，與第1實施例的第4工序同樣地，對保持座41或帶球柄31作用外力，使相互密接著的保持座41與球部31a之間形成微小間隙，同時，在柄31b與保持座41的外周緣之間安裝上述密封部件51，將潤滑脂等的潤滑劑充填到該密封部件51形成的潤滑劑袋52內。這樣，帶球柄31的球部31a可自由地與鑄入保持座41的軸承襯套50滑動接觸，帶球柄31和保持座41成為可擺動或可轉動的連接狀態(tài)。
該第3實施例的制造方法中，也同樣地，在第3工序，一邊將電極10壓接在保持座41的端面，一邊向保持座41與柄31b之間導通焊接電流，所以，在保持座41和軸承襯套50上不必開設用于將電極直接接觸鋼球80的開口部，這樣可以生產出對軸向荷重具有高承受能力的球式接頭。
另外，該實施例中，由于是用機械加工等預先形成保持座41，所以，如果選擇機械強度高的材質作為保持座41的材質，則用于壓鑄鑄造的合金，只要具有好的軸承特性即可。即使軸承襯套50采用鋁合金，也不必進行固溶處理。
工業(yè)實用性如上所述，根據本發(fā)明的球式接頭制造方法，用凸焊把柄焊接在鑄入保持座內的球上，在該凸焊時，可通過保持座間接地向球導通焊接電流，不必在保持座上開設用于將電極接觸球的開口部，所以，可制作出對于柄的軸向荷重具有高承受能力的球式接頭。
另外，在凸焊中所用的電極不直接接觸球，而是與保持座接觸，所以，只要預先在保持座上形成用于接觸電極的平坦部，可以把已往必須形成為球面狀的電極做成簡單的平板狀，而且，在球式接頭的生產中不需要電極形狀的修整作業(yè)，所以，本發(fā)明的制造方法，其生產管理極為簡單，可用制造工序的自動化促進球式接頭的大量生產。
另外，根據本發(fā)明的制造方法，即使用鋁合金的壓鑄法成形球式接頭的保持座，只要對該保持座實施固溶處理，就可以得到與已往的鋅模鑄合金做成的保持座同等或更強的機械強度?？芍圃斐鲚p的、機械強度高的球式接頭。
再者，根據本發(fā)明的制造方法，即使對包覆鋼球的保持座進行固溶處理，也能盡可能地防止鋼球表面的軟化，仍然能制造出可進行靈活擺動或轉動的球式接頭。
權利要求
1.一種球式接頭的制造方法，構成連桿機構的構造部件所接合著的鋼球與包覆著該鋼球的保持座，可擺動或可轉動地連接著，其特征在于由第1工序、第2工序和第3工序構成；在第1工序，將鋼球作為芯插入鑄造金屬模具，將鋁合金鑄入該鑄造金屬模具內，壓鑄鑄造包覆該鋼球的保持座；在第2工序，在550℃以下加熱該保持座，對形成該保持座的鋁合金進行固溶處理；在第3工序，對上述鋼球或保持座作用外力，在鋼球與保持座之間形成間隙，使該鋼球可相對于保持座轉動。
2.一種球式接頭的制造方法，構成連桿機構的構造部件所接合著的鋼球與包覆著該鋼球的保持座，可擺動或可轉動地連接著，其特征在于由第1工序、第2工序和第3工序構成；在第1工序，將鋼球作為芯插入鑄造金屬模具，將鋁合金鑄入該鑄造金屬模具內，壓鑄鑄造包覆該鋼球的保持座；在第2工序，加熱該保持座，對形成該保持座的鋁合金進行固溶處理，而且在急冷后放置固溶處理結束的保持座，使鋁合金進行時效硬化；在第3工序，對上述鋼球或保持座作用外力，在鋼球與保持座之間形成間隙，使該鋼球可相對于保持座轉動。
3.如權利要求1或2所述的球式接頭的制造方法，其特征在于采用經浸碳淬火處理過的普通鋼作為上述鋼球時，上述保持座的鑄造材料即壓鑄用鋁合金的固溶處理溫度為450℃以下。
4.如權利要求3所述的球式接頭的制造方法，其特征在于上述保持座的鑄造材料是鋁-鋅-硅素類的鋁合金，并且固溶處理溫度為360℃～450℃。
5.如權利要求1或2所述的球式接頭的制造方法，其特征在于上述第2工序的固溶處理是在無氧環(huán)境下進行的。
6.如權利要求1～3中任一項所述的球式接頭的制造方法，其特征在于在上述第2工序結束后、第3工序開始前，還備有這樣的工序，即，將柄壓接在露出于保持座的鋼球上，同時使電極分別與上述柄和保持座相接，在這些電極間導通焊接電流，用凸焊將鋼球與柄接合起來，形成帶球柄。
7.如權利要求1～3中任一項所述的球式接頭的制造方法，其特征在于在上述第1工序開始前，將柄預先接合在上述鋼球上，形成帶球柄；在第1工序，把該帶球柄的鋼球部插入鑄造金屬模具內。
全文摘要
本發(fā)明的涉及球式接頭制造方法,該球式接頭中,作為連桿機構擺動中心的球8和包覆著該球的保持座2可擺動或可轉動地連接著。本發(fā)明的方法由4個工序構成。在第1工序,將球8作為芯插入鑄造金屬模具,將熔融的鋁合金鑄入該金屬模具,鑄造出除了柄1b的接合部外包覆該球8的保持座2。在第2工序,加熱該保持座2,對形成該保持座2的鋁合金進行固溶處理。在第3工序,將柄1b壓接在從保持座2露出的球8上,同時,使電極10a、10b分別與柄1b和保持座2相接,在這些電極間導通焊接電流,用凸焊將球8與柄1b接合起來,形成帶球柄1。在第4工序,對上述保持座2或帶球柄1作用外力,在球8與保持座2之間形成間隙。
文檔編號B23P15/00GK1379190SQ0211995
公開日2002年11月13日 申請日期2002年5月16日 優(yōu)先權日1997年6月6日
發(fā)明者高橋邦久, 結城升, 真木信行, 菅嘉一 申請人:蒂業(yè)技凱株式會社