CN109702137B

CN109702137B - 带式无级变速器用带轮轴的制造方法

Info

Publication number: CN109702137B
Application number: CN201811255987.6A
Authority: CN
Inventors: 大岛骏介
Original assignee: JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 2017-10-26
Filing date: 2018-10-26
Publication date: 2021-03-19
Anticipated expiration: 2038-10-26
Also published as: JP2019076942A; CN109702137A; JP6949428B2

Abstract

一种带式无级变速器用带轮轴的制造方法，该无级变速器用带轮轴通过锻造一体制造轴部、圆锥状带轮部和配设于圆锥状带轮部的背面侧的驻车齿轮，其中，在形成带轮部和驻车齿轮的精加工工序使材料充满驻车齿轮部。在形成圆锥状的带轮部(120)和驻车齿轮(130)的精加工工序前实施形成具备比带轮部(120)的圆锥的顶角θ3小的顶角θ1的圆锥状的带轮准备部(14c)的准备工序。

Description

带式无级变速器用带轮轴的制造方法

技术领域

本发明涉及构成带式无级变速器(以下称为CVT)的固定带轮的带轮轴的制造方法，特别是涉及用于在滑轮的背面(滑轮面的相反侧的面)与带轮一体形成比带轮外径稍小径的驻车齿轮的带轮轴的制造的优选的制造方法。

背景技术

在搭载于车辆的CVT中需要装备驻车机构，但已知有将构成该驻车机构的驻车齿轮一体附设于固定带轮(带轮轴)的滑轮面的背面侧(专利文献1)。

专利文献1：(日本)特开平11－254084号公报

在通过锻造制造上述的带轮轴的情况下，通常使用硅(Si)的含量为0.2质量％左右的钢材，但是该情况下，为了提高滑轮面的耐久性，需要在后工序中实施微喷丸处理。然而，在用于微喷丸处理的喷丸未被完全去除而仍少量残留时，该喷丸为夹杂物(污染物)，在作为制品的CVT会产生油振等不良情况。

因此，近年来，研究了为了提高带轮轴(特特别是滑轮面)的耐久性，并且为了废除微喷丸处理工序，作为材料使用硅含量为0.8～1.0质量％的高Si钢。

使用上述高Si钢进行通常的热锻造(加热温度1250℃前后)时，产生硬度高的氧化皮，锻造模型(模型)的磨损在短时间内进展，因此，通过申请人等的研究判明，在确保模型的寿命方面需要在加热温度比通常低的亚热锻造(加热温度1120℃～1160℃)下制造。

然而，在亚热锻造时，加热引起的工件的硬度降低不充分，模型内的材料的流动性降低，因此，材料无法遍布整个模型，特别是材料无法充满上述驻车齿轮部(为了形成驻车齿轮而设置的模型的槽部)，可能成为次品。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而设立的，其目的在于提供一种带式无级变速器用带轮轴的制造方法，即使利用高Si钢进行亚热锻造，也能够使材料充分充满整个模型内、特别是驻车齿轮部。

(1)为了实现上述的目的，本发明提供一种带式无级变速器用带轮轴的制造方法，带式无级变速器用带轮轴将轴部、向所述轴部的径向外方延伸设置的圆锥状的带轮部、在所述带轮部的外周部附近从所述带轮部的圆锥的底面沿着所述轴部的轴向突出设置的环状的驻车齿轮一体锻造成型，其中，具有下述工序：精加工工序，经过多个锻造工序，从圆柱状的工件形成所述带轮部和所述驻车齿轮；准备工序，在所述精加工工序前，形成具备比所述带轮部的圆锥的顶角小的顶角的圆锥状的带轮准备部。

(2)优选的是，在所述精加工工序的模型内形成有用于形成所述驻车齿轮的环状槽，在所述准备工序中，所述带轮准备部的圆锥的底面的外周缘以位于所述环状槽的槽宽的中间的方式形成。

(3)优选的是，在所述准备工序，所述带轮准备部的圆锥的底面大体平坦地形成。

(4)另外，优选的是，作为所述工件的材料，使用硅(Si)含量为0.8～1.0质量％的高Si钢，整个工序在所述工件的加热温度为热锻造和温锻造的中间的亚热锻造下实施。

根据本发明，因为在形成圆锥状的带轮部和驻车齿轮的精加工工序前实施形成具备比带轮部的圆锥的顶角小的顶角的圆锥状的带轮准备部的准备工序，因此在精加工工序的初期，插入模型的工件的所述带轮准备部的圆锥面不与模型接触，因此，能够抑制原材料的温度降低，确保原材料的流动性，能够使原材料充满驻车齿轮部(用于形成驻车齿轮的环状槽)。

另外，根据本发明，由于带轮准备部的圆锥的底面的外周缘以位于精加工工序的模型中形成的驻车齿轮形成用的环状槽的槽宽的中间的方式形成，因此材料更大量地配置在所述环状槽附近，能够使材料快速流入驻车齿轮部(环状槽)内。进而，通过使带轮准备部的底面大体平坦，能够使材料更快速流入，可使材料充满驻车齿轮部。

另外，通过将高Si钢作为材料通过亚热锻来制造，能够在原材料充满驻车齿轮部后，提高制品的耐久性，还可省略后工序的微喷丸处理。

附图说明

图1是表示本发明一实施方式的制造方法的各工序的结束状态的锻造装置的剖视图，(a)表示第一工序，(b)表示第二工序，(c)表示第三工序(准备工序)，(d)表示第四工序(精加工工序)；

图2是表示本发明一实施方式的第四工序(精加工工序)开始前的状态的局部剖视图；

图3是表示与本发明一实施方式的第四工序(精加工工序)的工序的进展对应的材料的流动状态的局部剖视图，(a)表示初期状态，从(b)向(d)按顺序进行，(e)表示结束状态。此外，(c)、(d)、(e)是放大表示驻车齿轮部的局部放大剖视图。

标记说明

2d：锻模

4d：冲头(精加工工序的模型)

41d：模型槽(环状槽)

10a～10c：工件(第1～3工件)

14c：带轮准备部

16c：带轮准备部14c的底面

18c：带轮准备部14c的外周缘

20c：带轮准备部14c的圆锥面

100：轴(轴部)

120：带轮(带轮部)

122：滑轮面

140：带轮轴(第4工件)

θ1：带轮准备部14c的顶角

θ3：滑轮面122的顶角

D1：模型41d的槽宽

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

此外，以下所示的实施方式只不过是示例，并非排除以下的实施方式中未明示的各种变形及技术应用。

另外，本实施方式中使用的锻造装置除了模型的模型形状以外，与目前众所周知的一般的锻造装置相同，因此，省略装置各部的说明。

进而，在图1中，为了明确在各工序形成的工件的形状，省略锻造装置的剖面部分的阴影。

首先，作为实施第一工序的前工序，将以高Si钢作为材料的未图示的圆柱状的工件加热至1120℃～1160℃(亚热锻造)。

之后，将被加热的圆柱状工件放置在图1(a)的第一工序的模型的锻模2a中，通过模型的冲头4a进行锻造加工，形成图1(a)所示形状的第一工件10a。在该第一工件10a上形成有短的轴部12a和圆锥状的准备面14a。

接着，第一工件10a被放置在图1(b)的第二工序的模型的锻模2b中，通过冲头4b进行锻造加工，形成为具备长轴12b和圆锥状的准备面14b的图1(b)所示形状的第二工件10b。

接下来，第二工件10b被放置在图1(c)的第三工序(准备工序)的模型的锻模2c中，通过冲头4c进行锻造加工，形成为具备长轴12c和圆锥状的带轮准备部14c的图1(c)所示形状的第三工件10c。

通过设定锻模2b、2c、2d的各模型形状，该带轮准备部14c的圆锥的顶角θ1比所述准备面14b的圆锥的顶角θ2大，比形成在接下来的第四工序形成的带轮部的滑轮面的圆锥的顶角θ3小。

另外，通过设定冲头4c的模型形状，在圆锥状的带轮准备部14c的底面16c(图1(c)中带轮准备部14c的上方的面部)大体平坦地形成。

进而，第三工件10c被放置在图1(d)的第四工序(精加工工序)的模型的锻模2d中，通过冲头4d进行锻造加工，作为将轴(轴部)100、具备圆锥状的滑轮面122的带轮120(圆锥状的带轮部)、在带轮120的圆锥的底面124(滑轮面122相反侧的面)沿着轴100的轴向突出设置且比带轮120的外径稍小且环状的驻车齿轮130一体形成的图1(d)所示形状的第四工件(带轮轴)140被精加工。

此外，圆锥的滑轮面122的顶角以比带轮准备部14c的圆锥的顶角θ1大的顶角θ3形成。

另外，驻车齿轮130的齿形成在环状的驻车齿轮130的外周侧。

图2是表示开始上述第四工序前的状态的装置的局部剖视图，在锻模2d中形成有模型面21d，该模型面21d形成带轮120的滑轮面122。该模型面21d由具备与滑轮面122的顶角θ3相同的顶角的圆锥面构成。

另外，在冲头4d上形成有用于形成驻车齿轮130的环状的模型槽41d(以下也称为驻车齿轮部)。

而且，工件10c在第三工序以带轮准备部14c的底面16c的外周缘18c位于模型槽41d的槽宽D1的中间的方式形成。

放置在第四工序的模型2d、4d中的第三件10c的圆锥面200的顶角θ1比模型面21d的顶角θ3小，因此，在该状态(第四工序开始前的状态)下，圆锥面20c不与模型面21d接触，因此，能够防止工件10c和模型2d的接触造成的工件10c的放热，能够抑制工件10c的温度降低。

之后，冲头4d下降开始工件的冲压(锻造)时，工件随着冲头4d的下降，按图3(a)～图3(e)的顺序变形(材料流动)，最终形成为图1(d)所示的形状。此时，如图3(e)所示，在模型槽41d(驻车齿轮部)内充满材料。

由此，第四工序结束。

此外，在图3(e)中，向模型2d、4d的空间部6d流出的材料部分为制品的溢料(バリ)142，在后面工序被切断。

通过将模型不只在成为制品的范围内密闭，而如上所述以作为溢料142流出到空间部6d的方式构成，与密闭模型相比，能够降低锻造的模型负荷，能够确保锻造装置的寿命。

本发明一实施方式的带式无级变速器用带轮轴的制造方法如上所述，在第四工序(精加工工序)前，实施形成具有比第四工序使用的锻模2d的模型面21d的顶角θ3(即带轮部120的滑轮面122的顶角θ3)小的顶角θ1的带轮准备部14c的第三工序(准备工序)，因此，在第四工序的初期，避免工件10c和锻模2d的接触，抑制放热造成的工件10c的温度降低，能够确保第四工序的锻造加工中的材料的流动性。

因此，即使将需要亚热锻造的高Si钢用作材料，也能够确保材料的流动性，能够使材料充满模型槽(驻车齿轮部)41d。

另外，由于将在第三工序形成的带轮准备部140的外周缘18c以位于模型槽41d的槽宽D1的中间的方式形成，因此，材料大量配置在模型槽41d附近，能够使材料快速流入模型槽41d内。

进而，由于将带轮准备部14c的底面16c形成为大体平坦的形状，因此能够使材料更快地流入模型槽41d内。

另外，根据本发明一实施方式，在第一或第二工序产生密闭溢料(材料能够侵入锻模2a、2b与冲头4a、4b之间的极小间隙的溢料)，即使这在后工序成为缺陷残留的情况下，通过实施第三工序，也能够使缺陷向图2中用点划线所示的O标记A的位置移动。之后，通过第四工序的进展引起的材料的流动，缺陷(O标记A)如图3(a)～(d)所示地移动，最后停留在图3(e)所示的位置、即驻车齿轮130的背面侧(齿相反侧的面)。此外，在图2及图3中，为了便于说明，将缺陷表示为切口，但不表示实际的缺陷形状。

因此，能够使密闭溢料造成的缺陷移动至不影响驻车齿轮130的齿的功能的部位，能够防止在完成的制品(带轮轴140)产生故障。

以上，说明了本发明的实施方式，但能够将本发明的实施方式适当变形实施。

例如，在上述实施方式中，表示了将高Si钢作为材料通过亚热锻造制造带轮轴140的情况，但本发明也可应用于使用其它的材料或锻造方法制造带轮轴的情况。

另外，在实施方式中，在模型中设置了形成溢料142的空间部6d，但也可以使用没有该空间部6d的模型。

Claims

1.一种带式无级变速器用带轮轴的制造方法，所述带式无级变速器用带轮轴将轴部、向所述轴部的径向外方延伸设置的圆锥状的带轮部、在所述带轮部的外周部附近从所述带轮部的圆锥的底面沿着所述轴部的轴向突出设置的环状的驻车齿轮一体锻造成型，其特征在于，该带式无级变速器用带轮轴的制造方法具有下述工序：

精加工工序，经过多个锻造工序，从圆柱状的工件形成所述带轮部和所述驻车齿轮；

准备工序，在所述精加工工序前，以带轮准备部不与模型接触的方式，在所述工件上形成具备比所述带轮部的圆锥的顶角小的顶角的圆锥状的所述带轮准备部；

在所述精加工工序的所述模型内形成有用于形成所述驻车齿轮的环状槽，

在所述准备工序中，所述带轮准备部的圆锥的底面的外周缘以位于所述环状槽的槽宽的中间的方式形成。

2.如权利要求1所述的带式无级变速器用带轮轴的制造方法，其特征在于，

在所述准备工序，所述带轮准备部的圆锥的底面大体平坦地形成。

3.如权利要求1或2所述的带式无级变速器用带轮轴的制造方法，其特征在于，

作为所述工件的材料，使用硅(Si)含量为0.8～1.0质量％的高硅钢，

整个工序在所述工件的加热温度为热锻造和温锻造的中间的亚热锻造下实施。