等速萬向聯軸器的外側聯軸器構件的制造方法以及外側聯軸器構件技術

一種等速萬向聯軸器的外側聯軸器構件的制造方法，外側聯軸器構件的杯狀部和軸部由獨立構件構成，杯狀部在內周形成有供轉矩傳遞元件卡合的滾道槽，軸部形成于該杯狀部的底部，并且外側聯軸器構件通過對形成杯狀部的杯狀構件和形成軸部的軸構件進行焊接而成，其特征在于，杯狀構件和軸構件由中碳鋼形成，作為杯狀構件，準備在通過鍛造加工而一體地形成杯狀構件的筒狀部和底部之后，在機械加工工序中在底部的外表面形成了接合用端面的杯狀構件，作為軸構件，準備在機械加工工序中形成了與杯狀構件的底部接合的接合用端面的軸構件，使杯狀構件的接合用端面與軸構件的接合用端面對接，從該對接部的外側沿徑向照射射束而進行焊接，軸構件由將棒材切斷而成的鋼坯形成，且通過鍛造加工成形出形成有所述接合用端面的臺階部以及徑向內側的凹部。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種等速萬向聯軸器的外側聯軸器構件的制造方法以及外側聯軸器構件。
技術介紹
構成機動車、各種工業機械的動力傳遞系統的等速萬向聯軸器能夠以能夠傳遞轉矩的方式連結驅動側和從動側的二軸，并且即使所述二軸具有工作角也能夠等速地傳遞旋轉轉矩。等速萬向聯軸器大致分為僅允許角度位移的固定式等速萬向聯軸器、允許角度位移以及軸向位移雙方的滑動式等速萬向聯軸器，例如，在機動車的從發動機向驅動車輪傳遞動力的驅動軸中，在差動裝置側(內需側)使用滑動式等速萬向聯軸器，在驅動車輪側(外盤側)使用固定式等速萬向聯軸器。無論滑動式或固定式，等速萬向聯軸器具備外側聯軸器構件作為主要的構成構件，所述外側聯軸器構件具有：在內周面形成有供轉矩傳遞元件卡合的滾道槽的杯狀部、和從該杯狀部的底部沿軸向延伸的軸部。就該外側聯軸器構件而言，經常通過對實心的棒狀材料(棒材)實施鍛造加工、減薄拉伸等塑性加工、切削加工、熱處理、磨削加工等，從而將杯狀部與軸部一體成形。然而，作為外側聯軸器構件，有時使用具有長條的軸部(長桿)的構件。為了使左右的驅動軸的長度相等，將一側的驅動軸的內盤側外側聯軸器構件設為長桿，該長桿被滾動軸承旋轉支承。長桿部的長度根據車型而有所不同，但大致為300mm～400mm左右。在該外側聯軸器構件中，由于軸部為長條，因此難以將杯狀部與軸部高精度地一體成形。因此，存在由獨立構件構成杯狀部和軸部，且通過摩擦壓接將兩構件接合的結構。例如，在專利文獻1中記載了這樣的摩擦壓接技術。根據圖20以及圖21對專利文獻1所記載的外側聯軸器構件的摩擦壓接技術的概要進行說明。外側聯軸器構件71的中間產品71’由杯狀構件72以及軸構件73構成，并通過摩擦壓接而接合。如圖20所示，接合部74隨著壓接而至少在內外徑中的任一方產生毛刺75。為了在外側聯軸器構件71的中間產品71’的軸部安裝滾動軸承(參照圖1)，如圖21所示，需要通過車削等加工去除接合部74的外徑側的毛刺75。雖然省略圖示，但中間產品71’通過機械加工出花鍵、擋圈槽等并經由熱處理、磨削加工等形成外側聯軸器構件71的成品件。因此，雖然在外側聯軸器構件71與中間產品71’之間，存在細微部的形狀不同的地方，但在圖21中為了簡化說明，省略了細微部的形狀的不同點，對于作為成品件的外側聯軸器構件71和中間產品71’，在相同的部分標注了附圖標記。在以后的說明中也相同。在先技術文獻專利文獻專利文獻1：日本特開2012-57696號公報
技術實現思路
專利技術所要解決的課題通過上述摩擦壓接而產生的接合部74的毛刺75通過摩擦熱和之后的冷卻而被淬火從而具有較高的硬度，并且呈向徑向和軸向延展的歪曲的形狀。因此，如圖21所示，在通過車削加工去除外徑側的毛刺75時，由于高硬度而導致車削刀片劇烈磨損，另外，容易因歪曲的形狀而導致車削刀片產生缺口。因此，難以提高車削速度，由于車削刀片的一個循環的切削量較少導致循環數增大，因此存在周期時間變長而制造成本上升的問題。另外，為了檢查外側聯軸器構件71的接合部74的接合狀態，即使進行能夠高速探傷的超聲波探傷，也會由于殘留于接合部74的內徑側的毛刺75而使超聲波散射因而無法確認接合狀態。因此，還存在在接合之后無法進行基于超聲波探傷的全數檢查的問題。對于上述問題，可以考慮通過在接合時使用激光焊接或電子束焊接，來抑制摩擦壓接這樣的接合部表面的隆起，但在如圖22所示那樣使杯狀構件72和軸構件73對接并進行焊接的情況下，由于焊接中的加工熱量，導致中空空洞部76內的氣體壓力上升，在焊接結束后產生壓力的減小。由于該中空空洞部76的內壓的變化，從而產生熔融物的涌出，在焊接部的外徑的表面產生凹陷、熔深不良、在焊接內部產生氣泡導致焊接狀態惡化。其結果是，焊接部的強度不穩定，對品質帶來負面影響。并且，利用了上述的圖20以及圖21的摩擦壓接、圖22的焊接的杯狀構件72與軸構件73針對不同車型在不同形狀、尺寸的軸部分的中途位置接合。因此，已知如后述那樣在生產率的提高、基于杯狀構件的品種統一的成本降低方面也存在問題。此外，著眼于在機動車用等的作為量產產品的等速萬向聯軸器的外側聯軸器構件中，必須減少其軸構件的加工工序，謀求生產率的提高以及制造成本的降低。本專利技術是鑒于上述的問題點而提出的，其目的在于提供一種外側聯軸器構件的制造方法以及外側聯軸器構件，其能夠實現焊接部的強度、品質的提高、焊接成本的降低、軸構件的生產率的提高及制造成本的降低、以及基于品種統一的成本降低、生產管理的負荷減輕。用于解決課題的方案本專利技術人為了實現上述的目的而進行了深入研究以及驗證，發現以下的見解。并且，根據這些多方面的見解，構思出考慮到量產性的新的制造理念，從而完成了本專利技術。(1)在生產技術方面，將杯狀構件與軸構件設置于封閉空間并進行抽真空，在中空空洞部也被真空化的狀態下進行焊接，從而抑制熔融物的涌出、氣泡的產生。(2)另外，在生產率方面，為了實現生產率提高，在對實施了淬火回火的熱處理的杯狀構件與軸構件進行焊接的情況下，存在因焊接時的熱量導致周邊部的溫度上升，熱處理部的硬度下降的顧慮。對于該問題，著眼于通過更換焊接工序的順序，在不對聯軸器功能造成影響的范圍內最有效地通過能夠實現成本降低的工序進行接合的方法。例如，若不存在焊接時的熱影響，則對實施了淬火回火的熱處理的完成狀態的杯狀構件與軸構件進行焊接，另一方面，在存在熱影響的情況下，提出了焊接后的熱處理的工序等，根據杯狀構件、軸構件的形狀、規格等而采取最佳的工序的理念。(3)并且，在生產率、品種統一方面，明確了在圖20～22所示的杯狀構件72中存在如下的問題。即，杯狀構件72采用如下結構：通過鍛造加工等形成與杯狀部的底部相比被縮徑的短軸部，該短軸部以軸構件73的形狀、尺寸為基準而設定，在軸部的中途位置接合。軸構件73根據所組裝的車輛，除標準長度的桿、長桿這種類型的不同以外，要求各種軸徑、外周形狀。因此，在以軸構件73的形狀、尺寸為基準而設定杯狀構件72的短軸部，并在軸部的中途位置接合的情況下，由于與軸構件73接合的杯狀構件72的短軸部的軸徑(接合直徑)及形狀、長度(接合位置)雙方不同，因此對于一個種類的軸構件73需要專用的杯狀構件72。因此，明確了基于生產率的提高、杯狀構件的品種統一的成本降低方面也存在問題。(4)此外，明確了為了使機動車用等的作為量產產品的等速萬向聯軸器的外側聯軸器構件的新的制造理念在實用方面成立，需要精心設計能夠減少外側聯軸器構件的軸構件的加工工序、實現生產率的提高以及制造成本的降低的鍛造加工。具體而言，例如，在使用墩鍛機的鍛造中，由于在各工序間搬運材料，因此不能忽視搬運時間而發生材料溫度的降低。另外，在工序數多的情況下，與模具的接觸也變多，因此材料溫度容易進一步降低。在材料溫度降低的情況下，存在由于變形阻力變大而無法在規定的工序中加工為目標形狀的問題，因此，以往需要將材料溫度加熱至1000～1200℃的熱區域而進行鍛造。其結果是，通過加熱至熱區域而容易引起晶粒的肥大化，從而鍛造加工后的正火工序是必須的，并且在熱區域，在鍛造品表面會形成被稱為氧化皮的氧化被膜，因此存在必須有噴丸硬化工序這一制造成本高的課題。尤其明確了在長軸產品中，與基于棒材的整個區域車削相比不存在成本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種等速萬向聯軸器的外側聯軸器構件的制造方法，所述外側聯軸器構件的杯狀部和軸部由獨立構件構成，所述杯狀部在內周形成有供轉矩傳遞元件卡合的滾道槽，所述軸部形成于該杯狀部的底部，并且所述外側聯軸器構件通過對形成所述杯狀部的杯狀構件和形成所述軸部的軸構件進行焊接而成，所述等速萬向聯軸器的外側聯軸器構件的制造方法的特征在于，所述杯狀構件和所述軸構件由中碳鋼形成，作為所述杯狀構件，準備在通過鍛造加工而一體地形成所述杯狀構件的筒狀部和底部之后，在機械加工工序中在所述底部的外表面形成了接合用端面的杯狀構件，作為所述軸構件，準備在機械加工工序中形成了與所述杯狀構件的底部接合的接合用端面的軸構件，使所述杯狀構件的接合用端面與所述軸構件的接合用端面對接，從所述杯狀構件的接合用端面與所述軸構件的接合用端面的對接部的外側沿徑向照射射束而進行焊接，所述軸構件由將棒材切斷而成的鋼坯形成，且通過鍛造加工成形出形成有所述接合用端面的臺階部以及徑向內側的凹部。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.06.16 JP 2014-1234661.一種等速萬向聯軸器的外側聯軸器構件的制造方法，所述外側聯軸器構件的杯狀部和軸部由獨立構件構成，所述杯狀部在內周形成有供轉矩傳遞元件卡合的滾道槽，所述軸部形成于該杯狀部的底部，并且所述外側聯軸器構件通過對形成所述杯狀部的杯狀構件和形成所述軸部的軸構件進行焊接而成，所述等速萬向聯軸器的外側聯軸器構件的制造方法的特征在于，所述杯狀構件和所述軸構件由中碳鋼形成，作為所述杯狀構件，準備在通過鍛造加工而一體地形成所述杯狀構件的筒狀部和底部之后，在機械加工工序中在所述底部的外表面形成了接合用端面的杯狀構件，作為所述軸構件，準備在機械加工工序中形成了與所述杯狀構件的底部接合的接合用端面的軸構件，使所述杯狀構件的接合用端面與所述軸構件的接合用端面對接，從所述杯狀構件的接合用端面與所述軸構件的接合用端面的對接部的外側沿徑向照射射束而進行焊接，所述軸構件由將棒材切斷而成的鋼坯形成，且通過鍛造加工成形出形成有所述接合用端面的臺階部以及徑向內側的凹部。2.根據權利要求1所述的等速萬向聯軸器的外側聯軸器構件的制造方法，其特征在于，將所述接合用端面的外徑針對每個聯軸器尺寸而設定為相同尺寸。3.根據權利要求1所述的等速萬向聯軸器的外側聯軸器構件的制造方法，其特征在于，所述軸構件的鍛造加工包括：預成形工序，從所述鋼坯將形成有所述接合用端面的臺階部成形為錐狀；以及預成形工序之后的主成形工序，使形成有所述接合用端面的臺階部以及所述凹部形成。4.根據權利要求3所述的等速萬向聯軸器的外側聯軸器構件的制造方法，其特征在于，相對于所述預成形工序中的墩鍛距離L1與所述鋼坯的直徑Dw1之比L1/Dw1...

【專利技術屬性】
技術研發人員：夏目練二，原田邦明，真野義也，鈴木圣廣，坪井駿一郎，永武英，杉山達朗，小林正純，
申請(專利權)人：NTN株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP