烧结机械部件及其制造方法_4

文档序号:9601755阅读:来源:国知局
079] 应力σX= 4W(L-χ) /
[0080] jt[r+Rb-Rb〔l-(x_Ra)2/Ra2〕1/2]3
[0081] B)Ra<x<Ut
[0082] 应力σχ= 4W(L-x) /jtr3
[0083] 如图3那样,在以侧面成为在轴向剖面中表示半径R1的圆弧的曲面的方式形成扩 口基部12b的情况下(在上述式中,Ra=Rb=Rl),如图3(b)那样,因弯曲载荷而引起的 拉伸应力(以下,仅称为应力)增高至一定水平以上的区域S分布在扩口基部12b的上半 部以及销主部12a的颈部,扩口基部12b的主体11侧的下端部分不在区域S内。应力σX 最高的应力最大位置Ρ(在图3(c)中,距离X=Χρ的位置)位于扩口基部12b上,该位置 接近扩口基部12b上端,且位于比与销主部12a的边界更稍靠下侧(0. 5R1 <Xp<R1)。
[0084] 因此,若以至少应力最大位置P的距致密化层15的表面的深度成为d(0. 3_)以 上的方式在应力增高的区域S的侧面形成密度比为96%以上的致密化层15,则销12的根 部的强度提高,抑制销12的折损。致密化层15的形成范围如图3(b)那样,成为扩口基部 12b及其周边中的包含扩口基部12b的上侧大部分与销主部12a的下端部的范围的侧面。 如图3(b)那样,若以致密化层15的深度在应力高的区域S的全部区域成为d以上的方式 形成致密化层15,则非常良好,从而耐久性进一步提高。
[0085] 图4是使主体11的作用表面13与销12的侧面14连续的扩口基部12b的侧面成 型为在轴向剖面中显示比图3的半径R1小的半径R2的圆弧的一个例子,图4(b)的区域S 为应力σx到达与图3的区域S相同的水平的区域。
[0086] 即使在如图4那样形成扩口基部12b的情况下,应力最大位置P也位于扩口基部 12b上,该位置接近扩口基部12b上端,且位于比与销主部12a的边界更稍靠下侧(0. 5R2 < Xp<R2)。但是,圆弧的半径R2 (就是说,扩口基部12b的高度)小,因此应力最大位置 P以及Xp与图3的情况相比低,应力分布集中于销12的根部附近的较窄的范围内。因此, 最大应力σX增大,应力增高的区域S与图3的情况相比反而扩大,如图4 (b)那样,波及扩 口基部12b的整个区域以及颈部。即使在该情况下,也与应力增高的区域S的分布对应地, 以至少应力最大位置P的距致密化层15的表面的深度成为d(0. 3mm)以上的方式形成致密 化层15,从而销12的根部的强度提高,抑制销12的折损。基于图4的扩口基部12b的形 状,为了通过致密化层15的形成而赋予与图3(b)的销12同等的耐久性,如图4(b)那样, 以致密化层15的深度在应力高的区域S的全部区域成为d以上的方式形成致密化层15,致 密化层15的范围与图3的情况相比宽且深。
[0087] 图5以及图6是以扩口基部12b的侧面14b在轴向剖面中显示椭圆弧(长径R3/ 短径R4=3/2)的方式形成扩口基部12b的例子,销12的轴向的椭圆的直径Ra(扩口基部 12b的高度)在图5中为长径R3,在图6中为短径R4。图7是以扩口基部12b的侧面14b 在轴向剖面中显示比图5纵长的椭圆弧(长径R3/短径R4=4/1)的方式形成扩口基部 12b的例子。图5~图7的区域S也为应力〇x到达与图3的区域S相同的水平的区域。
[0088] 在图5的情况下,应力增高的区域S如图5(b)那样分布在除了下侧(主体1U则) 的一部分之外的上侧部分的扩口基部12b,即,偏位于扩口基部12b的上侧(销主部12a 侧)。应力最大位置P位于扩口基部12b上,但该位置与图3的情况相比朝主体11侧向下 方移行,位于扩口基部12b的中间至与销主部12a的边界(扩口基部12b上端)的范围内 (就是说,〇· 5Ra彡Xp<Ra)。
[0089] 在图6的情况下,应力增高的区域S如图6(b)那样分布在扩口基部12b的上侧 部分以及销主部12a的颈部,扩口基部12b的下侧部分(主体11侧部分)不在区域S内。 应力最大位置P接近扩口基部12b的上端,且位于与销主部12a的边界的稍靠下方(0. 5Ra < Xp<Ra) 〇
[0090] 在图7的情况下,应力最大位置Ρ与图5的情况相比进一步向下方移行,位于比扩 口基部12b的中间更靠下方(就是说,0 <Xp< 0. 5Ra)。应力增高的区域S分布在扩口 基部12b的中央附近,扩口基部12b的上侧部分(销主部12a侧)以及下侧部分(主体11 侦D不在区域S内。
[0091] 如根据图5~图7能够理解的那样,伴随着直径Ra(扩口基部12b的轴向高度) 增大,应力最大位置P从扩口基部12b上端附近向主体11侧移行,在销主部12a的下端部 (颈部)形成致密化层的必要性减少。另外,伴随着直径Rb(扩口基部12b的半径的增加 量)增大,应力最大位置P向销主部12a侧移行,从而在主体11附近形成致密化层的必要性 减少。就是说,应力最大位置P在扩口基部12b的范围内由直径Ra、Rb的平衡决定。即使 在图5~图7那样的情况下,至少在应力最大位置P,优选在应力增高的区域S整个区域,以 距致密化层15的表面的深度成为d(0. 3mm)以上的方式在应力增高的区域S形成致密化层 15,由此销12的根部的强度提高,抑制销12的折损。应力增高的区域S作为根据销12所 需求的耐久性使应力在应力分布中成为所希望的水平以上的区域,基于应力分布来确定。
[0092] 图8是表示使主体11与销12连续的扩口基部12b的侧面14b在轴向剖面中局部 地包含直线且作为整体显示曲线的一个例子。在该例子中,扩口基部12b呈局部地包含圆 锥台部12c的形状,如图8(a)那样,由侧面14d在轴向剖面中表示半径R5的圆弧的上部 12d、圆锥台部12c、侧面14e在轴向剖面中表示半径R6的圆弧的下部12e构成。在轴向剖 面中,形成为圆锥台部12c的侧面14c表示直线,圆锥台部12c的侧面14c与销主部12a的 侧面14a经由半径R5的圆弧状的侧面14d平滑地连续,圆锥台部12c的侧面14c与主体11 的作用表面13经由半径R6的圆弧状的侧面14e平滑地连续。圆锥台部12c的侧面14c相 对于销12的轴向以角度Θ倾斜。
[0093] 在该形态中,在距主体11的轴向距离L的位置负载弯曲加重W时的距主体11的 轴向的距离X处的销12的剖面的应力σX能够如下述式那样求得(式中,X:距主体11的 轴向的距离,r:销主部12a的半径,b:通过侧面14c的伸长而形成的圆锥的底面(作用表 面13上)的半径与销主部12a的半径r的差,xl:下部12e上端的轴向高度,x2 :圆锥台部 12c上端的轴向高度,x3:扩口基部12b上端的轴向高度)。应力分布如图8(c)那样,图8 的区域S也为应力σX到达与图3的区域S相同的水平的区域。
[0094]a)0<X<xl时
[0095]σX= 4ff(L-x) {R6 (1-sinΘ)/cosθ+
[0096]r+b- [R62- (x-R6)2]α5} 3/Jr
[0097]b)xl<x<x2 时
[0098]σx= 4W(L_x) [(-tanΘ)χ+r+b] 3/π
[0099]c)x2 <x<x3 时
[0100] σx= 4W(L_x) {r+R5_〔R52-{x_
[0101] [R5 (1-cos Θ )+bcos Θ ]/sin Θ }2〕0.5} 3/ jt
[0102] d)x3 <x<L时
[0103]σx= 4ff(L-χ) / (jtr3)
[0104]图8的形态为将上述的圆锥台部12c的侧面14c倾斜的角度Θ设计为30°,在该 情况下,如图8 (b)、图8 (c)那样,应力最大位置P位于扩口基部12b的上端附近,应力增高 的区域S分布在扩口基部12b(圆锥台部12c、上部12d)以及销主部12a的颈部(包含与扩 口基部12b的边界的下端部),扩口基部12b的下侧部分(下部12e、圆锥台部12c的下侧 部分)不在区域S内。即使在上述的形态下,针对应力增高的区域S,也以至少应力最大位 置P的距致密化层15的表面的深度成为d(0. 3mm)以上的方式形成致密化层15,由此销12 的根部的强度提尚,抑制销12的折损。
[0105]如上述那样,致密化层15以至少应力最大位置P的深度成为d(0. 3mm)以上的方 式形成于扩口基部12b及其周边的区域的全部或者一部分,就是说,因弯曲加重而引起的 应力增高至一定水平以上的区域S。本发明的烧结机械部件不限于上述的实施方式,在多数 情况下,在包含销主部12a与扩口基部12b的边界的范围内形成致密化层15是有效的,需 要将致密化层15形成于扩口基部12b的主体11附近是如图4那样扩口基部12b的高度小 的情况。因此,若将扩口基部12b的高度设定为1mm左右以上,则在销主部12a的颈部(距 边界0. 5mm的范围)以及扩口基部12b的大部分形成致密化层15,由此能够大体应对,从而 能够适当地抑制销的折损。此外,上述的实施方式对销主部12a的形状呈圆筒形的情况进 行说明,针对椭圆柱形、多棱柱形的销,也能够应用本发明,扩大根部附近而设置扩口基部, 由此能够赋予相对于弯曲加重的耐久性。
[0106] (2)烧结机械部件的制造方法的具体例
[0107] 首先,以如上所述具备具有作用表面的主体以及在根部与主体形成为一体并从作 用表面突出的销,且销具有以销的侧面在根部附近平滑地弯曲而与主体的作用表面连续的 方式在根部扩大的轴对称形状的形状,规定烧结机械部件的净成型。然后,准备实际具有在 净成型附加致密化用的余料20的形状的烧结体10'。
[0108] 图9表示在本发明的烧结机械部件的制造方法中作为材料所使用的烧结体的形 状的一个例子。烧结体10'整体由形成烧结机械部件10的基体的烧结合金形成,实际具有 在烧结机械部件10的净成型附加致密化用的余料20的形状。详细而言,烧结体10'具有 销12'在与烧结机械部件10的主体11相同的主体11'的一侧的平坦的下表面13'(相当 于作用表面13)突出的形状,销12'具有销主部12a'、扩口基部12b'、和附加于销主部12a' 的颈部以及扩口基部12b'的侧部的余料20。销主部12a'以及扩口基部12b'除了为不具 有致密化层的单一结构这点之外与烧结机械部件10的销主部12a以及扩口基部12b相同, 如图9(b)那样,销主部12a'以及扩口基部12b'的侧面成型为仅余料20部分膨出的状态。 在图9 (b)中,虚线表示对余料20进行再次压缩后的烧结机械部件的扩口基部12b的形状, 就是说,表示净成型。余料20与形成致密化层15的位置对应地设置为与致密化层15的深 度对应的厚度。此外,关于烧结体10',净成型视为能够包含通过精压加工可修正的
当前第4页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1