专利名称：轴部件的制造方法
技术领域：
本发明涉及轴部件、特别是在外周具有挖陷形状的轴部件的制造方法。
背景技术：
在轴部件中，具有在轴部件的外周设有挖陷形状(凹形掘”下#形状)的结构。 例如，图IA所示的用于带式无级变速器的固定带轮为了在对滑轮面及台阶部进行研磨加工时使砂轮不与被研磨面以外相干涉，在滑轮面与轴部的连接部以及轴部的台阶部形成有挖陷形状。由于这样的挖陷形状为凹割形状，故而若利用锻造或铸造形成则导致工序数及模具的增加，使制造成本上升。因此，通常，在一旦将图Ib所示的与挖陷形状对应的部位形成 R形或锥形后，使用车床等将这些部位切削加工成挖陷形状(专利文献I)。专利文献I :(日本)特开2003-343672号公报但是，在利用切削加工形成挖陷形状的情况下，材料的成品率差，另外，由于产生切削粉末而使废弃物增加。另外，在形成多个挖陷形状时，需要对每个挖陷形状进行切削加工，故而车床等工作机械的数量、设置区域增加，加工时间也增加。另外，若在利用锻造成形粗制材的情况下实施切削加工，则锻造时形状的锻件流线(金属流动)被切断，轴部件的强度下降。
发明内容
本发明是鉴于这样的技术课题而设立的，其目的在于，不基于切削加工即可在轴部件的外周形成挖陷形状。本发明第一方面提供一种轴部件的制造方法，该轴部件在外周具有挖陷形状，其特征在于，包括在轴形粗制材的内部形成中空部的中空部形成工序；使所述粗制材的表层部硬化而使所述表层部比所述粗制材的内侧部分硬的表层部硬化工序；将辊压靠在硬化后的所述表层部而在所述粗制材的所述外周形成所述挖陷形状的辊滚轧制造工序。根据上述方面，不基于切削加工即可在外周形成挖陷形状，能够避免材料的成品率低下、切削粉末的产生、工序增加、锻件流线切断导致的强度降低的问题。另外，通过在形成了硬化后的表层部和中空部的基础上进行辊滚轧制造，抑制辊滚轧制造时材料厚度(肉)在表面隆起的情况，能够防止卷边(厚度在轴部表面折叠的状态)以及折皱的产生。
图IA是固定带轮的剖面图；图IB是制造固定带轮时使用的粗制材的剖面图；图2A是用于说明辊滚轧制造工序的图2B是用于说明由辊滚轧制造工序产生的卷边的图；图3是用于说明本发明实施方式的固定带轮的制造方法的图。符号说明I:固定带轮(轴部件)2 :粗制材3 :辊4:中空部14 :挖陷形状25 :表层部26:内侧部分
具体实施例方式以下，参照
本发明的实施方式。图IA表示带式无级变速器的固定带轮I的剖面图。固定带轮I在滑轮面11与轴部12的连接部、及轴部的台阶部13设有在周向上延伸的挖陷形状14(凹槽)。挖陷形状 14在该例中具有防止对滑轮面11及台阶部13进行研磨加工时砂轮与被研磨面以外相干涉的避让作用，其它用途也可以是用于嵌合其它部件。在制造这样的固定带轮I时，通常，在利用锻造或铸造一旦成形将与挖陷形状14 对应的部位形成为R形21或锥形22的图IB所示的粗制材2之后，利用基于车床等的切削加工将这些部位形成为挖陷形状14。利用切削加工是因为，挖陷形状14为凹割形状，故而若要利用锻造或铸造成形挖陷形状，则导致工序数及模具的增加，使制造成本提高。但是，在利用切削加工形成挖陷形状14的情况下，如作为现有技术的课题所列举地，具有材料的成品率低、切削粉末的产生、工序增加、锻件流线切断导致的强度降低的问题。因此，申请人考虑如下方案，即，如图2A所示，通过将具有与挖陷形状14对应的端面形状31的辊3压靠在粗制材2上而将辊3的端面形状滚轧到粗制材2上的辊滚轧制造， 形成挖陷形状14。根据该方法，能够消除由切削加工引起的上述各种问题。但是，仅单单压靠辊3是不能够得到所希望的挖陷形状14的。这是因为，在辊3 与粗制材2开始接触的初始状态下，辊3为突起形状，在辊3与粗制材2之间产生间隙，粗制材2的材料厚度(肉)进入该间隙中，厚度(肉)在挖陷形状14的周围隆起，产生卷边 (厚度在轴部表面折叠的状态)及折皱的缺陷。图2B表示将辊3压靠在粗制材2的中途的状态。通过压靠辊3而隆起的粗制材 2的厚度(肉)随着辊3的压靠而被压碎，导致卷边及折皱。因此，在本实施方式的制造方法中，在辊滚轧制造工序之前，通过追加中空部形成工序以及表层部硬化工序，抑制上述厚度(肉)的隆起、不产生卷边及折皱而形成挖陷形状。图3是用于说明本实施方式的制造方法的流程图。参照其对本实施方式的固定带轮I的制造方法进行说明。在SI (锻造工序)中，利用热轧锻造或冷轧锻造，成形与挖陷形状14对应的部位形成R形21或锥形22的图IB所示的粗制材2。流程右侧为轴部12的中途(与图I的台阶部13对应的部位)的放大剖面图(以下相同)。在S2(中空部形成工序)中，利用钻孔加工在粗制材2的内部形成在轴向上延伸的中空部4。中空部4至少形成在形成有挖陷形状14的部位的内侧。在S2中，除此之外还进行必要的开孔加工等机械加工。在S3(表层部硬化工序)中，在粗制材2的周围配置高频加热线圈5，通过高频淬火使粗制材2的表层部25硬化，表层部25比内侧部分26硬。具体而言，利用高频加热线圈5加热粗制材2的表层部25，然后利用水冷等冷却。 结果，表层部25硬化，其厚度大约在2mm以内，硬度以洛氏硬度表示为HRC30左右(内侧部分26的非硬化部的硬度为HRCO 10左右)。表层部25的厚度和硬度的设定值为在S5的辊滚轧制造工序中不产生裂痕和辊3的相似形状可滚轧在粗制材2上，根据粗制材2的材质而不同。另外，为了调节表层部25的硬度，根据需要利用高频加热线圈5进行淬火。在S4 (清扫工序)中，对粗制材2的淬火部分进行清扫。在S5(辊滚轧制造工序)中，将辊3压靠在粗制材2的表面，形成挖陷形状14。由于表层部25硬化，故而在按压辊3时的初始状态下，即使在辊3与粗制材2之间具有间隙， 粗制材2的厚度(肉)也不会进入该间隙而在表面隆起。若表层部25被压入粗制材2的内部，则对应于此，内侧部分26的厚度向中空部4 移动，将厚度挤出到中空部4中。S卩，不仅通过表层部25的硬化，而且通过内侧部分26的厚度向中空部4内移动来抑制粗制材2的厚度在表面隆起。另外，虽未作图示，但若使用具有多个突起的辊3，则能够在一次工序中同时形成多个挖陷形状14。因此，根据上述制造方法，不利用切削加工即可在粗制材2的外周形成挖陷形状 14，能够抑制切削加工引起的材料成品率的降低、切削粉末的产生、工序增加、锻件流线切断造成的强度降低的问题(对应于权利要求1、2的效果)。另外，通过在形成了硬化后的表层部25和中空部之后进行辊滚轧制造，抑制厚度在表面隆起的情况，能够防止卷边及折皱的产生(对应于权利要求1、2的效果)。以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式只不过是本发明的一适用例，本发明的技术范围不限定于上述实施方式的具体构成。例如，在上述实施方式中，表示了本发明适用于无级变速器的固定带轮I的制造方法的例子，但本发明的制造方法广泛利用于在外周具有挖陷形状的轴部件的制造。另外，在上述实施方式中，利用锻造成形粗制材2，但也可以利用铸造成形。另外，利用钻孔加工形成有中空部，但也可以利用铸造2 (或铸造)同时成形。另外，在S3中，利用高频淬火使表层部25硬化，但使表层部25硬化的方法不限于此,也可以时激光淬火、火焰淬火、喷丸硬化等。
权利要求
1.一种轴部件的制造方法，该轴部件在外周具有挖陷形状，其特征在于，包括在轴形粗制材的内部形成中空部的中空部形成工序；使所述粗制材的表层部硬化而使所述表层部比所述粗制材的内侧部分硬的表层部硬化工序；将辊压靠在硬化后的所述表层部而在所述粗制材的所述外周形成所述挖陷形状的辊滚轧制造工序。
2.如权利要求I所述的轴部件的制造方法，其特征在于，在所述表层部硬化工序中，使所述表层部硬化成以下硬度，即，在所述辊滚轧制造工序中在所述表层部不产生裂痕并可形成与所述辊相似的挖陷形状。
全文摘要
一种轴部件的制造方法，不基于切削加工即可在轴部件的外周形成挖陷形状。在外周具有挖陷形状(14)的轴部件的制造方法中，包括在轴形粗制材(2)的内部形成中空部(4)的中空部形成工序(S2)；使粗制材(2)的表层部(25)硬化而使表层部(25)比粗制材(2)的内侧部分(26)硬的表层部硬化工序(S3)；将辊(3)压靠在硬化后的表层部(25)上而在粗制材(2)的外周形成挖陷形状(14)的辊滚轧制造工序(S5)。
文档编号B21H1/00GK102581179SQ20121000816
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月12日 优先权日2011年1月13日
发明者外园保治 申请人:加特可株式会社