转子和带有被磨削的均等表面积的转子的制造方法技术

公开了一种用于可变气门正时发动机的转子，其中转子的相对的平面表面具有形成在其中的一个或多个凹陷部，以便平衡、均衡或等同化相对的表面上的平面表面积。除此之外，这可以提高在制造转子的相关方法期间，磨削转子的精度和效率。

Manufacturing Method of Rotor and Rotor with Grinded Equal Surface Area

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】转子和带有被磨削的均等表面积的转子的制造方法相关申请的交叉引用本申请要求2017年1月3日提交的美国临时专利申请第62/441，827号、名称为“转子和利用用于磨削的均衡的表面区域制造转子的方法”的提交日期的权益，该临时申请为了全部目的以参见的方式纳入本文，如同其全文在本文中阐述的那样。联邦赞助研究或开发的声明不适用。本公开涉及用于可变气门正时(VVT)发动机的转子和用于制造这种类型的转子的相关方法，其中待磨削的成对平行平面表面的表面区域被修改以便提供改进的磨削。
技术介绍
在内燃机中，可变气门正时(VVT)描述了可用于改变内燃机内的气门升程事件的形状或正时的机构和相关方法。VVT发动机允许在发动机运行期间改变进气门和/或排气门的升程或正时。在VVT发动机中，转子和定子通常具有复杂的形状。具体地，转子本体通常包括具有叶片的主体、用于油或空气输送的通道以及用于组装到凸轮轴的中心钻孔。叶片与定子壳体结合，在定子壳体内限定可变的油或空气压力室。通道允许油或空气从一个压力室输送到其它压力室。
技术实现思路
考虑到转子的复杂和不对称形状，有效制造转子可能是困难的。由于粉末冶金是生产大批量零件的有效方式，因此目前许多转子通过将粉末金属压实成类似转子的预制件并在升高的温度下烧结来形成烧结的转子本体来制作。然而，由于考虑到转子在发动机中的最终用途的转子的非常精确的几何要求，烧结粉末金属转子仍然需要最后的精加工步骤以制备转子的轴向面以实现精确的尺寸和平整度。然而，出现的一个具体问题是，由于转子的不同轴向面具有不同几何形状和图案，可能难以均匀地磨削轴向面。通常，未精加工的转子放置磨床中，在两个轴向面都在其中同时磨削。在许多情况下，由于轴向面是不均匀的，因为相反的轴向面的要求，一个轴向面需要磨削比该面单独所需的时间更长的时间。除此之外，这可能导致：磨削时间延长到磨削占用最长时间磨削的侧部所需的时间，一个侧部将比另一个侧部被移除更多的原料或材料，并且零件之间的尺寸稳定性可能更难以控制。本文公开了一种通过平衡被磨削的表面积来改进VVT转子的生产过程的方式。从概念上讲，通过选择性地凹陷可能以其它方式形成待磨削的轴向侧部的一部分的区域，将具有接触砂轮的较大表面积的表面有意地形成为具有接触砂轮的减小的表面积，从而使被磨削的相反的表面区域均衡(或者至少使两个轴向侧部的表面区域彼此接近)。根据一个方面，公开了一种制造用于可变气门正时发动机的转子的方法。该方法包括以下步骤：在工具和模具组中压实粉末金属材料以形成粉末金属压坯，烧结粉末金属压坯以形成烧结的粉末金属零件，并且磨削烧结的粉末金属零件。烧结的粉末金属零件压坯具有成对轴向侧部，其各自具有相应的平面表面，以在烧结的粉末金属零件上提供彼此平行并且相反地彼此背离的成对平面表面。成对轴向侧部中的至少一个具有一个或多个凹陷的表面，这些凹陷的表面从相应的平面表面轴向偏移，以均衡相应的平面表面的表面区域和另一个平面表面的表面区域。在研磨步骤期间，同时研磨这对平面表面以在烧结的粉末金属零件上生产成对精加工的平面表面以生产转子。在该方法的一些形式中，该对平面表面中的每一个的表面区域可以在彼此的15％、10％或5％之内。除此之外，这可有助于使被磨削的表面区域均衡。虽然可以设想表面可以在相比较的表面区域中简单地被带到彼此接近，以便经受该过程的许多益处，但是在一些形式中，表面区域可以制成彼此相等。转子可包括中心本体，该中心本体具有从中心本体径向向外延伸的多个叶片。为了在一些形式中帮助使表面积均衡，在成对平面表面中的一个或两个上，多个叶片中的每个叶片可以具有形成在其中的凹陷的表面。在一些形式中，烧结的粉末金属本体可以具有轴向延伸的通孔，并且在烧结的粉末金属本体的一个轴向侧部上，中心本体可以具有延伸到轴向延伸的通孔的沉孔表面，并且在中心本体的另一个轴向侧部上，中心本体可以具有凹陷的表面。中心本体上的凹陷的表面可以与它所位于的相应的平面表面的外周向边缘和内周向边缘向内间隔开，使得内周向边缘与轴向延伸的通孔共享。在一些形式中，成对平面表面中的两个各自可具有分别从其轴向偏移的一个或多个凹陷的表面。在一些形式中，凹陷的表面可以与成对平面表面中的相应一个的周向边缘向内间隔开。例如，凹陷的表面可以与周向边缘间隔至少2mm。在该方法的一些形式中，同时磨削成对平面表面的步骤可以包括相对于彼此以相反方向旋转的平行的成对磨盘。然而，在其它形式中，同时磨削成对平面表面的步骤可以包括相对于彼此以相同方向旋转的平行的成对磨盘。可以设想，在一些形式中，凹陷的表面(一个或多个)相对于磨削后的相应的平面表面的深度可以在0.1mm至0.2mm之间。根据另一个方面，公开了一种用于可变气门正时发动机的转子。转子包括中心本体，该中心本体具有从中心本体径向向外延伸的多个叶片，其中中心本体和多个叶片是由烧结的粉末金属制成或包括烧结的粉末金属的一体部件。转子具有各自具有相应的平面表面的成对轴向侧部，以在转子上提供彼此平行并且相反地彼此背离的成对平面表面(在最后的零件中，这些平面表面将被“精加工”或磨削)。成对轴向侧部中的一个或两个具有至少一个凹陷的表面，其从相应的平面表面轴向偏移，以使相应的平面表面的表面积和另一个平面表面的表面积相等。在一些形式中，该对平面表面中的每一个的表面积可以在彼此的15％、10％或5％之内。在一些形式中，烧结的粉末金属本体可具有轴向延伸的通孔。在烧结的粉末金属本体的一个轴向侧部上，中心本体可以具有延伸到轴向延伸的通孔的沉孔表面，并且在烧结的粉末金属本体的另一个轴向侧部上，中心本体可以具有凹陷的表面。在成对平面表面中的两个中，多个叶片中的每个叶片可以具有形成在其中的凹陷的表面。在一些形式中，成对平面表面中的两个各自可具有分别从其轴向偏移的至少一个凹陷的表面。在一些形式中，至少一个凹陷的表面可以与成对平面表面中的相应一个的周向边缘向内间隔开，可以与周向边缘间隔开至少2mm，并且可以相对于相应的平面表面具有在0.1mm之间0.2mm之间的深度。本专利技术的这些和其它优点将从具体实施方式和附图中变得明显。以下仅是对本专利技术的一些较佳实施例的描述。由于这些较佳实施例不旨在成为在权利要求书的范围内的仅有的实施例，因而为评估本专利技术的完整范围，应参见权利要求书。附图说明图1A是用于可变气门正时发动机的传统转子的一侧的立体图。图1B是图1A的转子的另一侧的立体图。图2A是用于可变气门正时发动机的改进转子的一侧的立体图，其中转子具有基于图1A和1B的转子的改进结构。图2B是图2A的转子的另一侧的立体图。图3是概述用于制造改进的转子的方法的步骤的流程图。具体实施方式首先参照图1A和1B，示出了传统的转子100。这种类型的转子可以是可变气门正时(VVT)发动机的一个部件，并且从现有技术中已知转子如何与VVT发动机中的其它部件相互作用的细节，并且在此不再详细描述。知道VVT转子具有异常小的尺寸公差和与许多相反的平面表面的平整度和平行度有关的精确要求就够了，因为当转子用于组装的发动机中，其中即使小偏差(在人类头发厚度的数量级上)也可能是不可接受的。转子100具有本体102，本体102从第一平面表面104(显示为斑点或点状表面以指示平面并且仅出于说明的目的)延伸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造用于可变气门正时发动机的转子的方法，所述方法包括以下步骤：将粉末金属材料压实在工具和模具组中以形成粉末金属压坯；烧结所述粉末金属压坯以形成烧结的粉末金属零件，所述烧结的粉末金属零件压坯具有成对轴向侧部，所述成对轴向侧部各自具有相应的平面表面，以在所述烧结的粉末金属零件上提供彼此平行并且反向地彼此背对的成对平面表面，其中，所述成对轴向侧部中的至少一个具有从所述相应的平面表面轴向偏移的至少一个凹陷的表面，以使所述相应的平面表面的表面积和另一个平面表面的表面积相等；以及同时研磨所述成对平面表面，以在所述烧结的粉末金属零件上生产成对精加工的平面表面以生产所述转子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.03 US 62/441,8271.一种制造用于可变气门正时发动机的转子的方法，所述方法包括以下步骤：将粉末金属材料压实在工具和模具组中以形成粉末金属压坯；烧结所述粉末金属压坯以形成烧结的粉末金属零件，所述烧结的粉末金属零件压坯具有成对轴向侧部，所述成对轴向侧部各自具有相应的平面表面，以在所述烧结的粉末金属零件上提供彼此平行并且反向地彼此背对的成对平面表面，其中，所述成对轴向侧部中的至少一个具有从所述相应的平面表面轴向偏移的至少一个凹陷的表面，以使所述相应的平面表面的表面积和另一个平面表面的表面积相等；以及同时研磨所述成对平面表面，以在所述烧结的粉末金属零件上生产成对精加工的平面表面以生产所述转子。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述成对平面表面中的每一个的所述表面积在彼此的15％之内。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述成对平面表面中的每一个的所述表面积在彼此的10％之内。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述成对平面表面中的每一个的所述表面积在彼此的5％之内。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转子包括中心本体，所述中心本体具有从所述中心本体径向向外延伸的多个叶片。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述成对平面表面中的至少一个上，所述多个叶片中的每个叶片具有形成在所述每个叶片之中的凹陷的表面。7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述成对平面表面中的两个上，所述多个叶片中的每个叶片具有形成在其中的凹陷的表面。8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述烧结的粉末金属本体具有轴向延伸的通孔，并且在所述烧结的粉末金属本体的一个轴向侧部上，所述中心本体具有延伸到所述轴向延伸的通孔的沉孔表面，并且在所述中心本体的另一个轴向侧部上，所述中心本体具有凹陷的表面。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述中心本体上的所述凹陷的表面与它所位于的相应的平面表面的外周向边缘和内周向边缘向内间隔开，使得所述内周向边缘与所述轴向延伸的通孔共享。10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述成对平面表面中的两个各自具有分别从其轴向偏移的至少一个凹陷的表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·R·奥哈拉，J·T·希尔，
申请(专利权)人：GKN烧结金属有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US