BR112019025890B1

BR112019025890B1 - Método de fabricação de uma mola oca e mola oca

Info

Publication number: BR112019025890B1
Application number: BR112019025890-6A
Authority: BR
Inventors: Hironobu Sayama
Original assignee: Mitsubishi Steel Mfg. Co., Ltd
Priority date: 2017-06-28
Filing date: 2018-06-28
Publication date: 2021-07-06
Also published as: WO2019004375A1; US20200094376A1; EP3608057B1; CN110678295A; BR112019025890A2; EP3608057A4; KR102153847B1; CA3133268C; CN110678295B; US10987779B2; PH12019502534A1; JPWO2019004375A1; CA3065750C; CA3065750A1; RU2741437C1; TW201907096A; ES2921753T3; WO2019003477A1; WO2019003397A1; JP2020038010A

Abstract

uma mola oca inclui um tubo de aço no qual a média da rugosidade superficial é menor do que 10 µm através da superfície interna inteira do tubo de aço e/ou uma tensão residual de compressão é proporcionada à superfície interna inteira do tubo de aço. a mola oca pode ser fabricada por uma etapa de polimento da superfície interna do tubo de aço ao se fluir um meio abrasivo viscoelástico (200) no membro tubular (10), entre uma primeira abertura (11) e uma segunda abertura (12) do membro tubular (10). o meio abrasivo (200) pode incluir um material de base viscoelástica e um abrasivo granular. a superfície interna do tubo de aço é polida uniformemente para redução da rugosidade superficial e/ou é proporcionada uma tensão residual de compressão para aumentar a vida quanto à fadiga da mola oca.

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente invenção se refere a uma mola oca com a vida quanto à fadiga melhorada e a um método de fabricação da mesma.

TÉCNICA ANTECEDENTE

[0002] As molas ocas estão sendo examinadas quanto a pedidos para redução de peso de veículos, tais como automóveis. Como um tipo de molas ocas, uma barra estabilizadora oca produzida pela flexão de um tubo de aço em um formato predeterminado é fornecida para redução do rolamento da carroceria veicular em curvas, por exemplo. Nos últimos anos, as exigências para redução de peso tendem a aumentar mais à luz de conservação de energia e recursos. As demandas por barras estabilizadoras ocas, ao invés de estabilizadores sólidos, estão crescendo adicionalmente (veja PTL 1).

[0003] Em uma mola oca, a tensão na superfície interna do tubo usualmente é mais baixa do que na superfície externa. Contudo, quando uma granalhagem é executada na superfície externa para proporcionar uma tensão residual de compressão, a tensão na superfície externa é reduzida e a diferença de tensão entre as superfícies externa e interna é reduzida. Como a espessura de parede da mola oca é reduzida para redução de peso, a tendência mencionada anteriormente se torna pronunciada, às vezes causando uma ruptura se originando a partir da superfície interna.

[0004] Uma vez que uma ruptura por fadiga geralmente se origina a partir da superfície, a redução na rugosidade da superfície contribui para uma redução na concentração de tensão, e permite melhorar a vida quanto à fadiga. Por exemplo, é fornecida uma técnica, a qual reduz a rugosidade superficial da superfície interna de um material de tubo pelo jateamento de um abrasivo na superfície interna (PTL 2), por exemplo.

[0005] Mais ainda, outra técnica é fornecida, a qual executa uma granalhagem para a superfície interna de um material de tubo para se proporcionar uma tensão residual de compressão à superfície interna, desse modo se aumentando a vida e a durabilidade da superfície interna (PTL 3). LISTA DE CITAÇÃO LITERATURA DE PATENTE PTL 1: JP H7-89325 A PTL 2: JP 2012-117652 A PTL 3: JP 2009-125827 A

PROBLEMA TÉCNICO

[0006] As molas ocas têm formatos complexos formados por flexão. Quando a espessura de parede de uma mola oca é reduzida para redução de peso, as porções flexionadas têm probabilidade de terem seções transversais achatadas. Quando a superfície interna de uma mola oca como essa é submetida a um jateamento com um abrasivo, o abrasivo tende a atingir algumas áreas mais duramente do que outras áreas. Portanto, é difícil melhorar a vida quanto à fadiga pelo polimento da superfície interna uniformemente para redução da rugosidade superficial ou ao se proporcionar uma tensão residual de compressão à superfície interna.

[0007] Em PTL 3, uma granalhagem é executada enquanto um membro de reflexão está se movendo e tornando o processo complicado. Portanto, a técnica de PTL 3 não pode lidar suficientemente com materiais de tubo de formatos mais complexos ou diâmetro mais fino.

[0008] A modalidade é proposta à luz das circunstâncias mencionadas anteriormente. Um objetivo da modalidade é fornecer uma mola oca com a vida quanto à fadiga melhorada pelo polimento uniformemente da superfície interna para redução da rugosidade superficial e/ou ao se proporcionar uma tensão residual de compressão para a superfície interna e fornecer um método de fabricação da mesma. SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

[0009] Para resolução do problema mencionado anteriormente, em uma mola oca de acordo com o pedido, a média de rugosidade superficial é menor do que 10 μm através da superfície interna inteira de um tubo de aço.

[0010] Mais ainda, uma outra mola oca de acordo com o pedido pode ser uma mola oca composta por um tubo de aço, em que uma tensão residual de compressão é proporcionada à superfície interna inteira do tubo de aço.

[0011] Um método de fabricação de uma mola oca de acordo com o pedido inclui as etapas de: fornecimento de um tubo de aço a ser usado como uma mola oca; e polimento da superfície interna do tubo de aço pelo fluxo de um meio abrasivo viscoelástico no tubo de aço, entre uma primeira abertura e uma segunda abertura do tubo de aço, em que a rugosidade superficial da superfície interna do tubo de aço é desse modo reduzida e/ou uma tensão residual de compressão é proporcionada à superfície interna do tubo de aço para aumento da vida quanto à fadiga da mola oca. O tubo de aço pode ser flexionado em um formato predeterminado. O tubo de aço pode ser tratado termicamente de antemão. O meio abrasivo pode incluir um material de base viscoelástico e um abrasivo granular.

[0012] A etapa de polimento pode incluir uma etapa de fluxo do meio abrasivo a partir da primeira abertura do tubo de aço em direção à segunda abertura. O fluxo do meio abrasivo ainda pode incluir o suprimento do meio abrasivo a partir de uma fonte de suprimento para a primeira abertura do tubo de aço.

[0013] A etapa de polimento pode incluir: uma primeira etapa de fluxo do meio abrasivo a partir da primeira abertura do tubo de aço em direção à segunda abertura; e uma segunda etapa de fluxo do meio abrasivo a partir da segunda abertura em direção à primeira abertura. A primeira etapa pode suprir o meio abrasivo a partir da fonte de suprimento para a primeira abertura do tubo de aço e coletar o meio abrasivo a partir da segunda abertura do tubo de aço para a fonte de suprimento, enquanto a segunda etapa supre o meio abrasivo a partir da fonte de suprimento para a segunda abertura do tubo de aço e coleta o meio abrasivo a partir da primeira abertura do tubo de aço para a fonte de suprimento.

[0014] Uma mola oca de acordo com o pedido pode ser fabricada pelo método mencionado anteriormente. EFEITO

[0015] De acordo com a presente invenção, na mola oca, a superfície interna do tubo de aço é uniformemente polida e/ou é proporcionada uma tensão residual de compressão. O tubo de aço desse modo tem uma vida quanto à fadiga melhorada. Mais ainda, a superfície interna da mola oca é polida e/ou é proporcionada uma tensão residual de compressão, e, portanto, a vida quanto à fadiga da mola oca é aumentada. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS a figura 1 mostra um fluxograma que ilustra uma série de etapas de fabricação de uma barra estabilizadora oca; a figura 2 mostra um diagrama que ilustra um aparelho usado para a implementação de um método de fabricação de uma barra estabilizadora oca de acordo com a modalidade; a figura 3 mostra um desenho em três vistas ilustrando um material tubular; a figura 4 mostra vistas em seção transversal de uma porção flexionada de um membro tubular; a figura 5 mostra uma vista em seção transversal para explicar o polimento da superfície interna de um membro tubular; a figura 6 mostra gráficos que ilustram formas de onda de rugosidade superficial do Exemplo 1; a figura 7 mostra gráficos que ilustram os resultados de medição da rugosidade superficial da superfície interna em uma porção flexionada e uma porção reta do membro tubular; a figura 8 mostra um gráfico que ilustra os resultados de medição de tensão residual na superfície interna do membro tubular do Exemplo 1; a figura 9 mostra uma vista de topo do membro tubular que ilustra posições em que a rugosidade superficial é medida no Exemplo 2; a figura 10 mostra uma vista em seção transversal do membro tubular ilustrando pontos em que a rugosidade superficial é medida no Exemplo 2; a figura 11 mostra um gráfico que ilustra a média dos resultados de medição da rugosidade superficial do Exemplo 2; a figura 12 mostra um gráfico que ilustra os resultados de medição da rugosidade superficial do Exemplo 2 em relação ao formato local do membro tubular; a figura 13 mostra um gráfico que ilustra os resultados de medição de tensão residual do Exemplo 2 em relação ao formato local do membro tubular.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES

[0016] Adiante nesse relatório descritivo, é dada uma descrição de uma mola oca de acordo com uma modalidade e um método de fabricação do mesmo em detalhes com referência aos desenhos. A mola oca da modalidade é composta por um tubo de aço. A média da rugosidade superficial da mesma é de menos de 10 μm através da superfície interna inteira. À superfície interna inteira do tubo de aço pode ser proporcionada uma tensão residual de compressão. Esta modalidade é descrita assumindo-se que a mola oca seja uma barra estabilizadora oca. Contudo, a modalidade não é limitada à barra estabilizadora oca e é aplicável a outros tipos de molas ocas, tais como molas em espiral ocas para suspensões de automóveis, por exemplo. Na barra estabilizadora oca da modalidade, o corpo da barra estabilizadora oca, além das porções de extremidade servindo à função de conexão com outros membros, corresponde à mola oca.

[0017] Conforme ilustrado no fluxograma da figura 1, a barra estabilizadora oca de acordo com a modalidade é fabricada por uma série de etapas do método de fabricação de acordo com a modalidade incluindo: recebimento de um tubo de aço como uma matéria-prima (etapa S1); corte (etapa S2); flexão (etapa S3); tratamento térmico (etapa S4); polimento de superfície interna (etapa S5); tratamento de extremidade (etapa S6); granalhagem (etapa S7); e revestimento (etapa S8).

[0018] O método de fabricação da modalidade corresponde à etapa de polimento de superfície interna (etapa S5). No método de fabricação da modalidade, um tubo de aço tendo sido submetido à recepção de matéria-prima (etapa S1), corte (etapa S2), flexão (etapa S3) e tratamento térmico (etapa S4) é fornecido e é submetido ao polimento de superfície interna. Na descrição a seguir, o tubo de aço ao qual o método de fabricação da modalidade é para ser aplicado após as etapas S1 a S4 é referido como um membro tubular, por conveniência.

[0019] O método de fabricação da modalidade recebe o membro tubular submetido a um tratamento térmico, como, por exemplo, resfriamento e revenimento, na etapa S4 e, então, executa um processo correspondente ao polimento de superfície interna na etapa S5 para reduzir a rugosidade superficial da superfície interna e/ou proporcionar tensão residual de compressão à superfície interna. De modo a reduzir a rugosidade superficial da superfície interna e/ou proporcionar uma tensão residual de compressão, o membro tubular precisa ser submetido ao tratamento térmico na etapa S4, antes de o método de fabricação da modalidade ser aplicado a ele.

[0020] Se a ordem do método de fabricação da modalidade e o tratamento térmico na etapa S4 for invertida, de modo que o tratamento térmico seja executado após o polimento de superfície interna do método de fabricação da modalidade, o tratamento térmico pode aumentar a rugosidade superficial ou reduzir a tensão residual de compressão.

[0021] Como um exemplo comparativo, a Tabela 1 ilustra a variação na rugosidade superficial da superfície interna no caso de execução de um tratamento térmico para o tubo de aço após polimento da superfície interna. A rugosidade média aritmética Ra (unidade: μm) e rugosidade máxima Rz (unidade: μm), as quais são medidas por um dispositivo de medição do tipo de ponteiro, são temporariamente reduzidas em relação àquelas da matéria-prima, devido ao polimento de superfície interna, mas são uniformemente aumentadas devido ao tratamento térmico. Uma vez que o tratamento térmico aumenta a rugosidade superficial, é obviamente inadequado que o tratamento térmico seja executado após polimento da superfície interna. A Tabela 1 mostra os dados medidos na mesma posição do mesmo tubo de aço.

[0022] A figura 2 mostra uma vista que ilustra um aparelho usado para realização do método de fabricação de uma barra estabilizadora oca. O aparelho ilustrado na figura 2 supre um meio abrasivo para fluir em um membro tubular 10 e polir a superfície interna do mesmo. O aparelho inclui: uma primeira fonte de suprimento 31 que supre o meio abrasivo; um primeiro acionador 35 que aciona a primeira fonte de suprimento 31; e um primeiro canal 21 que conecta a primeira fonte de suprimento 31 e membro tubular 10 para alimentação do meio abrasivo. O aparelho ainda inclui: uma segunda fonte de suprimento 32 que supre o meio abrasivo; um segundo acionador 36 que aciona a segunda fonte de suprimento; e um segundo canal 22 que conecta a segunda fonte de suprimento 32 e membro tubular 10 para alimentação do meio abrasivo.

[0023] A figura 3 mostra um desenho em três vistas que ilustra o membro tubular 10. A figura 3(a) é a vista de topo do mesmo, a figura 3(b) é a vista dianteira, e a figura 3(c) é a vista lateral. O membro tubular 10 é formado pela flexão de um tubo de aço em um formato em U e, então, pela execução de um tratamento térmico, incluindo resfriamento e revenimento, para o tubo de aço flexionado. Primeira e segunda extremidades 11 e 12 do membro tubular 10 são abertas e constituem as primeira e segunda aberturas 11a e 12a, respectivamente.

[0024] A figura 4 mostra diagramas que ilustram a variação no formato de seção transversal de porções flexionadas do membro tubular 10. A figura 4(a) ilustra o formato de uma seção transversal AA na figura 3(a); na figura 4(b), o formato de uma seção transversal BB; e na figura 4(c) o formato de uma seção transversal CC. O formato de seção transversal do membro tubular 10 ilustrado na figura 4(b) é mais achatado do que nas figuras 4(a) e 4(b). Quando a espessura de parede do membro tubular 10 é reduzida para redução de peso, as seções transversais das porções flexionadas têm uma tendência pronunciada a serem achatadas.

[0025] As primeira e segunda fontes de suprimento 31 e 32 da figura 2 suprem um meio abrasivo viscoelástico para o membro tubular 10 através dos primeiro e segundo canais 21 e 22, respectivamente. As primeira e segunda fontes de suprimento 31 e 32 coletam o meio abrasivo a partir do membro tubular 10 através dos primeiro e segundo canais 21 e 22, respectivamente. Enquanto a primeira fonte de suprimento 31 supre o meio abrasivo para o membro tubular 10 através do primeiro canal 21, a segunda fonte de suprimento 32 pode coletar o meio abrasivo através do segundo canal 22. Enquanto a segunda fonte de suprimento 32 supre o meio abrasivo para o membro tubular 10 através do segundo canal 22, a primeira fonte de suprimento 31 pode coletar o meio abrasivo através do primeiro canal 21.

[0026] O meio abrasivo contém um abrasivo granular (grãos abrasivos) em um material de base viscoelástico e tem a propriedade de fluir sob alta pressão. O material de base pode ser um material de polímero, tal como um polímero de poliborossiloxano. O abrasivo pode ser carbureto de silício ou diamante. O material de base e o abrasivo do meio abrasivo não estão limitados àqueles exemplificados nesse relatório descritivo e podem ser alguns próprios.

[0027] A figura 5 mostra uma vista em seção transversal que ilustra o polimento da superfície interna do membro tubular 10. A primeira abertura 11a da primeira extremidade 11 do membro tubular 10 é conectada ao primeiro canal 21 com um primeiro acessório 25. A segunda abertura 12a da segunda extremidade 12 do membro tubular 10 é conectada ao segundo canal 22 com um segundo acessório 26.

[0028] Em um primeiro processo, um meio abrasivo 200 é suprido a partir da primeira fonte de suprimento 31 para a primeira abertura 11a do membro tubular 10 através do primeiro canal 21. O meio abrasivo 200 suprido para a primeira abertura 11a flui no membro tubular 10 em direção à segunda abertura 12a e é descarregado a partir da segunda abertura 12a. O meio abrasivo 200 descarregado a partir da segunda abertura 12a é coletado na segunda fonte de suprimento 32 através do segundo canal 22.

[0029] Em um segundo processo, o meio abrasivo 200 é suprido a partir da segunda fonte de suprimento 32 para a segunda abertura 12a do membro tubular 10 através do segundo canal 22. O meio abrasivo 200 suprido para o segunda abertura 12a flui no membro tubular 10 em direção à primeira abertura 11a e é descarregado a partir da primeira abertura 11a. O meio abrasivo 200 descarregado a partir da primeira abertura 11a é coletado para a primeira fonte de suprimento 31 através do primeiro canal 21.

[0030] Os primeiro e segundo processos mencionados anteriormente são alternados, e o meio abrasivo 200 alterna no membro tubular 10. O meio abrasivo 200 contém um abrasivo granular (grãos abrasivos) e flui no membro tubular 10, durante o polimento da superfície interna do membro tubular 10. A superfície interna do membro tubular 10 é gradualmente polida pelo meio abrasivo fluindo no membro tubular 10. Mesmo no membro tubular 10 que é flexionado em um formato em U, conforme ilustrado na figura 3 e tem uma seção transversal plana nas porções flexionadas, conforme ilustrado na figura 4, o interior do membro tubular 10 é polido uniformemente pelo fluxo do meio abrasivo 200. Então, a superfície interna da barra estabilizadora oca é uniformemente polida para ter a rugosidade superficial reduzida e/ou é proporcionada tensão residual de compressão e, portanto, a vida quanto à fadiga da barra estabilizadora oca é melhorada.

[0031] No exemplo ilustrado na modalidade, os primeiro e segundo processos são alternados, e o meio abrasivo 200 alterna no membro tubular 10. Contudo, a presente invenção não está limitada a este exemplo. Por exemplo, o método da presente invenção pode incluir qualquer um dentre o primeiro processo no qual o meio abrasivo 200 flui a partir da primeira abertura 11a em direção à segunda abertura 12a no membro tubular 10 e o segundo processo no qual o meio abrasivo 200 flui a partir da segunda abertura 12a em direção à primeira abertura 11a no membro tubular 10.

[0032] Mais ainda, na modalidade, as primeira e segunda fontes de suprimento 31 e 32 são providas separadamente como ilustrado na figura 2. A presente invenção não está limitada a esta configuração. As primeira e segunda aberturas 11a e 12a do membro tubular 10 são supridas com o meio abrasivo a partir da mesma fonte de suprimento através dos primeiro e segundo canais 21 e 22, respectivamente. O meio abrasivo pode ser suprido ou coletado pela mesma fonte de suprimento, de modo que o meio abrasivo alterne no membro tubular 10 ou o meio abrasivo flua em uma direção no membro tubular 10, por exemplo. EXEMPLO 1

[0033] No Exemplo 1, o método de fabricação de uma barra estabilizadora oca da modalidade foi aplicado, e foi confirmado se a superfície interna do membro tubular flexionado em um formato em U, conforme ilustrado na figura 3, foi polida. No Exemplo 1, uma medição foi realizada para porções flexionadas submetidas à flexão e porções retas intermediárias não submetidas à flexão.

[0034] No Exemplo 1, o meio abrasivo continha carbureto de silício como o abrasivo. O carbureto de silício tinha um tamanho de grão equivalente a pedras de moagem fixas de #80 a #100. O meio abrasivo foi suprido a partir da fonte de suprimento do meio abrasivo para o membro tubular e fluiu pelo mesmo no membro tubular sob as condições de pressão de 5 MPa, uma vazão de 600 mm/min e um tempo de polimento de 20 minutos.

[0035] A Tabela 2 ilustra os resultados de medição da rugosidade superficial da superfície interna com o dispositivo de medição de tipo de ponteiro, após o meio abrasivo ter sido feito para fluir em um membro tubular para polimento da superfície interna do mesmo. A Tabela 2 mostra a rugosidade média aritmética Ra (unidade: μm) e a rugosidade máxima Rz (unidade: μm) em uma porção flexionada e uma porção reta. A Tabela 2 também ilustra os resultados de medição de rugosidade superficial da superfície interna de um membro tubular não polido, em uma porção flexionada e uma porção reta sob as mesmas condições, como Exemplo Comparativo.

[0036] A figura 6 ilustra os resultados de medição de dados de forma de onda de rugosidade do Exemplo 1. A figura 6(a) ilustra a forma de onda de rugosidade da porção flexionada do Exemplo 1. A figura 6(b) ilustra a forma de onda de rugosidade da porção reta do Exemplo 1. A figura 6(c) ilustra a forma de onda de rugosidade da porção flexionada do Exemplo Comparativo. A figura 6(d) ilustra a forma de onda de rugosidade da porção reta do Exemplo Comparativo.

[0037] A Tabela 2 e a figura 6 mostram que a rugosidade superficial da porção flexionada ou reta no Exemplo 1 foi menor do que aquelas do Exemplo Comparativo. Portanto, o Exemplo 1 revela que o método de fabricação de uma barra estabilizadora oca de acordo com a modalidade pode reduzir suficientemente a rugosidade superficial no membro tubular, na porção flexionada ou reta.

[0038] A figura 7 ilustra gráficos dos resultados de medição da rugosidade superficial em quatro pontos randomicamente localizados na direção circunferencial da superfície interna, nas porções flexionada e reta do membro tubular do Exemplo 1. A figura 7(a) mostra a rugosidade média aritmética Ra e a rugosidade máxima Rz na porção flexionada do membro tubular no eixo vertical para cada ponto no eixo horizontal, do primeiro ao quarto ponto. O diagrama inclui as médias da rugosidade média aritmética Ra e da rugosidade máxima Rz em conjunto. A figura 7(b) mostra a rugosidade na porção reta do membro tubular de uma maneira similar.

[0039] Conforme mostrado na figura 7, os valores numéricos da rugosidade média aritmética Ra e da rugosidade máxima Rz nos quatro pontos foram comparativamente próximos das médias dos quatro pontos, na porção flexionada (figura 7(a)) e na porção reta (figura 7(b)). Isto revela que, de acordo com o método de fabricação de uma barra estabilizadora oca da modalidade, a superfície interna é polida, de modo que a rugosidade superficial seja constante, independentemente da posição circunferencial, nas porções flexionada e reta.

[0040] A figura 8 mostra um gráfico que ilustra os resultados de medição de tensão residual na superfície interna da porção reta do membro tubular 10. A tensão residual foi medida com respeito à distância a partir de superfície interna do membro tubular 10 na direção de profundidade usando-se um aparelho de medição de tensão com raios X. Os valores de medição a no diagrama foram obtidos no caso em que a superfície interna do membro tubular 10 foi polida, conforme descrito acima. O diagrama também mostrou valores de medição b obtidos no caso em que a superfície interna do membro tubular 10 não foi polida para comparação.

[0041] A tensão residual no caso em que a superfície interna não foi polida, indicado pelos valores de medição b na figura 8, assumiram um valor positivo na superfície interna do membro tubular 10 e diminuíram com a distância a partir de superfície interna para serem saturados a um valor negativo substancialmente constante. Isto mostra que a tensão residual é uma tensão de tração na superfície interna, enquanto muda para uma tensão de compressão a uma certa distância a partir de superfície interna.

[0042] Por outro lado, a tensão residual no caso em que a superfície interna foi polida, indicado pelos valores de medição a na figura 8, assumiram um valor negativo na superfície interna do membro tubular 10. O valor absoluto da tensão residual foi maior do que aquele no caso em que a superfície interna não foi polida, indicado pelos valores de medição b. O valor absoluto diminuiu com a distância a partir de superfície interna e a tensão residual foi saturada a um valor negativo substancialmente constante. Isto mostra que o valor absoluto da tensão residual na superfície interna é maior do que aquele no caso em que a superfície interna não foi polida, e também mostra que a tensão residual é uma tensão de compressão, independentemente da distância a partir de superfície interna.

[0043] Conforme descrito acima, o polimento da superfície interna do membro tubular 10 proporciona uma tensão residual de compressão à superfície interna apropriadamente.

[0044] A tensão residual de compressão é proporcionada pelo polimento da superfície interna do membro tubular, conforme descrito acima, simultaneamente enquanto a rugosidade é reduzida pelo polimento da superfície interna do membro tubular 10. O número de etapas para processo do membro tubular 10, portanto, não muda e a carga de trabalho não aumenta.

[0045] A Tabela 3 mostra os resultados de testes de fadiga por flexão repetidos para barras estabilizadoras ocas fabricadas pelo polimento uniformemente da superfície interna do membro tubular. O Exemplo 1 é de barras estabilizadoras ocas com as superfícies internas polidas de acordo com a modalidade. O Exemplo Comparativo é de barras estabilizadoras ocas com a superfície interna não polida. Os testes de fadiga foram realizados usando-se duas amostras para o Exemplo 1 e o Exemplo Comparativo, cada um.

[0046] A Tabela 3 confirmou que o número de ciclos de flexão até a falha das barras estabilizadoras ocas com as superfícies internas uniformemente polidas aumentou e as vidas quanto à fadiga das mesmas foi melhorada. EXEMPLO 2

[0047] No Exemplo 2, o método de fabricação de uma barra estabilizadora oca da modalidade foi aplicado, e a superfície interna do membro tubular 10 flexionada em um formato em U (ilustrado na figura 3) foi polida. A medição da rugosidade superficial e da tensão residual foi realizada para membros tubulares polidos e não polidos. No Exemplo 2, o polimento e a medição foram realizados sob as mesmas condições que no Exemplo 1.

[0048] A figura 9 mostra a vista de topo do membro tubular 10 ilustrando as posições em que a rugosidade superficial foi medida no Exemplo 2. A medição de rugosidade superficial foi realizada em uma primeira posição P1 em uma porção reta, uma segunda posição P2 em uma porção flexionada, uma terceira posição P3 em uma outra porção reta, uma quarta posição P4 em uma outra porção flexionada e uma quinta posição P5 em ainda uma outra porção reta, na ordem começando a partir da primeira extremidade 11 do membro tubular 10 em direção à segunda extremidade 12. As primeira, terceira e quinta posições P1, P3 e P5 foram substancialmente nos centros das respectivas porções retas na direção em que o membro tubular 10 se estendeu.

[0049] A figura 10 mostra uma vista em seção transversal do membro tubular 10, ilustrando os pontos em que a rugosidade superficial foi medida na superfície interna no Exemplo 2. A medição de rugosidade superficial foi realizada para os membros tubulares polidos e não polidos em quatro pontos, incluindo um ponto superior 10a, um ponto inferior 10b, um ponto interno 10c e um ponto externo 10d nas primeira a quinta posições P1 a P5 ilustradas na figura 9. Nesse relatório descritivo, os pontos interno e externo 10c e 10d foram definidos com base na direção em que o membro tubular 10 é flexionado nas segunda e quarta posições P2 e P4 nas porções flexionadas. Os pontos interno e externo nas primeira, terceira e quinta posições P1, P3 e P5 nas porções retas, conectando-se ali, são regulados na mesma direção. Em cada uma da primeira à quinta posições P1 a P5, valores máximo, mínimo e médio da rugosidade máxima Rz nos quatro pontos, incluindo os pontos superior, inferior, interno e externo 10a a 10d, foram calculados.

[0050] A figura 11 mostra um gráfico que ilustra a média dos resultados de medição da rugosidade superficial (rugosidade máxima) do Exemplo 2. Uma comparação entre a linha poligonal do membro tubular polido e a linha poligonal para o membro tubular não polido mostra que a rugosidade superficial diminuiu em todas da primeira a quinta posições P1 a P5, devido ao polimento. A média de rugosidade superficial (rugosidade máxima) excedeu a 10 μm em uma das posições de medição do membro tubular não polido, mas não excedeu a 10 μm em qualquer posição de medição do membro tubular polido.

[0051] No Exemplo 2, o meio abrasivo foi fluído no membro tubular 10 para polimento. O membro tubular 10 foi polido uniformemente com o meio abrasivo, independentemente do formato local do mesmo, nas porções retas correspondentes às primeira, terceira e quinta posições P1, P3 e P5 ou nas porções flexionadas correspondentes às segunda e quarta posições P2 e P4. A média da rugosidade superficial (rugosidade máxima) diminuiu através da superfície interna inteira, independentemente do formato local do membro tubular, nas porções retas ou flexionadas.

[0052] A figura 12 mostra um gráfico que ilustra os resultados de medição da rugosidade superficial (rugosidade máxima) do Exemplo 2 em relação ao formato local do membro tubular. Uma comparação entre os membros tubulares polidos e não polidos relevou que a faixa do valor mínimo para o máximo da rugosidade máxima foi estreitada devido ao polimento. A faixa do valor mínimo para o máximo da rugosidade máxima excedeu a 10 μm na porção flexionada do membro tubular não polido, mas não excedeu a 10 μm no membro tubular polido, independentemente do formato local do mesmo.

[0053] No Exemplo 2, o meio abrasivo foi fluído no membro tubular 10 para polimento. O membro tubular 10 desse modo foi uniformemente polido com o meio abrasivo, independentemente do formato local do mesmo, nas porções retas correspondentes às primeira, terceira e quinta posições P1, P3 e P5 ou nas porções flexionadas correspondentes às segunda e quarta posições P2 e P4. A faixa do valor mínimo para o máximo da rugosidade máxima foi estreita, portanto, através da superfície interna inteira, independentemente do formato local, nas porções retas ou flexionadas.

[0054] A figura 13 mostra um gráfico que ilustra os resultados de medição de tensão residual no Exemplo 2 em relação ao formato local do membro tubular. De uma maneira similar à figura 12, a figura 13 ilustra a média de tensão residual dos membros tubulares polidos e não polidos em relação ao formato local dos mesmos, incluindo as porções retas correspondentes às primeira, terceira e quinta posições P1, P3 e P5 e as porções flexionadas correspondentes às segunda e quarta posições P2 e P4. No membro tubular polido, à superfície interna foi proporcionada uma tensão residual, independentemente do formato local do mesmo, nas porções retas ou flexionadas.

[0055] No Exemplo 2, o meio abrasivo foi fluído no membro tubular 10 para polimento, e, portanto, o membro tubular 10 foi uniformemente polido nas porções retas ou flexionadas. Uma tensão residual de compressão foi proporcionada, portanto, à superfície interna inteira, independentemente do formato local do membro tubular, nas porções retas ou flexionadas.

[0056] No Exemplo 2, o meio abrasivo foi fluído no membro tubular 10 para uniformemente polir a superfície interna do mesmo de uma maneira similar ao Exemplo 1. Isto reduziu a média da rugosidade superficial para menos de 10 μm através da superfície interna inteira do membro tubular 10 e/ou proporcionou uma tensão residual de compressão através da superfície interna inteira. De modo similar ao Exemplo 1, portanto, o número de ciclos de flexão até à falha das barras estabilizadoras ocas do Exemplo 2 aumentou e a vida quanto à fadiga foi melhorada.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

[0057] A presente invenção é aplicável a uma mola oca usada em veículos, tais como automóveis, e a um método de fabricação da mesma. DESCRIÇÃO DE NÚMEROS DE REFERÊNCIA 10 membro tubular 11 primeira extremidade 11a primeira abertura 12 segunda extremidade 12a segunda abertura 21 primeiro canal 22 segundo canal 200 meio abrasivo

Claims

1. Método de fabricação de uma mola oca, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: fornecimento de um tubo de aço a ser usado como uma mola oca, o tubo de aço sendo flexionado em um formato predeterminado e tratado termicamente; e após a etapa de flexão e tratamento térmico, reduzir uma rugosidade da superfície sobre toda a superfície interna do tubo de aço e propagar uma tensão residual de compressão para toda a superfície interna do tubo de aço para aumentar a vida quanto à fadiga da mola oca pelo polimento da superfície interna do tubo de aço com um fluxo de um meio abrasivo viscoelástico passado dentro do tubo de aço entre uma primeira abertura e uma segunda abertura do tubo de aço.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a etapa de polimento incluir uma etapa de fluxo de um meio abrasivo a partir da primeira abertura do tubo de aço em direção à segunda abertura.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o fluxo de meio abrasivo ainda incluir o suprimento do meio abrasivo a partir de uma fonte de suprimento para a primeira abertura do tubo de aço.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a etapa de polimento incluir: uma primeira etapa de fluxo do meio abrasivo a partir da primeira abertura do tubo de aço em direção à segunda abertura; e uma segunda etapa de fluxo do meio abrasivo a partir da segunda abertura em direção à primeira abertura.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de a primeira etapa suprir o meio abrasivo a partir da fonte de suprimento em direção à primeira abertura do tubo de aço e coletar o meio abrasivo a partir da segunda abertura do tubo de aço para a fonte de suprimento, e a segunda etapa suprir o meio abrasivo a partir da fonte de suprimento para a segunda abertura do tubo de aço e coletar o meio abrasivo a partir da primeira abertura do tubo de aço para a fonte de suprimento.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o meio abrasivo incluir um material de base viscoelástico e um abrasivo granular.

7. Mola oca, caracterizada pelo fato de ser fabricada pelo método, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6.