CN115884845A - 轴的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够更高效地制造在圆筒状部件(管部件)的两端接合有连结部件的中空轴的迄今为止不存在的轴的制造方法。该轴的制造方法是制造在圆筒状部件(10)的端部设置有连结部件(11)而得的轴的方法，该轴的制造方法包含如下的工序：准备工序，准备在端部形成有外螺纹部(5)的圆筒状部件(10)；螺合工序，将具有与所述外螺纹部(5)螺合的内螺纹部(6)的所述连结部件(11)与该外螺纹部(5)螺合；以及扩散接合工序，在通过螺合的所述连结部件(11)的紧固而将所述连结部件(11)与所述圆筒状部件(10)的对置端面彼此按压的状态下进行加热而进行该对置端面彼此的扩散接合。
Description
技术领域
本发明涉及轴的制造方法。
背景技术
作为马达等的轴，有时使用在现成的管部件的两端通过摩擦压接而接合有设置有齿轮或花键的连结部件的中空轴(参照专利文献1)。例如像电动汽车(EV)用马达的轴等那样，在轻量化的要求较高的情况下，大多采用该中空轴。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-258236号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于，提供能够更高效地制造在圆筒状部件(管部件)的两端接合有连结部件的中空轴的迄今为止不存在的轴的制造方法。
用于解决课题的手段
参照附图对本发明的主旨进行说明。
本发明的第一方式是一种轴的制造方法，是制造在圆筒状部件10的端部设置有连结部件11而得的轴的方法，其特征在于，该轴的制造方法包含如下的工序：准备工序，准备在端部形成有外螺纹部5的圆筒状部件10；螺合工序，将具有与所述外螺纹部5螺合的内螺纹部6的所述连结部件11与该外螺纹部5螺合；以及扩散接合工序，在通过螺合的所述连结部件11的紧固而将所述连结部件11与所述圆筒状部件10的对置端面彼此按压的状态下进行加热而进行该对置端面彼此的扩散接合。
另外，本发明的第二方式是根据第一方式所述的轴的制造方法，其特征在于，所述圆筒状部件10是使第1半筒体1与第2半筒体2各自的对置端部彼此相对而形成为圆筒状的部件。
另外，本发明的第三方式是根据第二方式所述的轴的制造方法，其特征在于，所述扩散接合工序包含将所述第1半筒体1与所述第2半筒体2的对置端部彼此扩散接合的工序。
另外，本发明的第四方式是根据第三方式所述的轴的制造方法，其特征在于，在所述扩散接合工序中，在通过所述连结部件11的紧固而将所述连结部件11与所述圆筒状部件10的对置端面彼此按压的状态且将所述第1半筒体1与所述第2半筒体2的所述对置端部彼此按压的状态下进行加热，从而进行所述连结部件11与所述圆筒状部件10的所述对置端面彼此的扩散接合和所述第1半筒体1与所述第2半筒体2的所述对置端部彼此的扩散接合。
另外，本发明的第五方式是根据第二方式至第四方式中的任意一个方式所述的轴的制造方法，其特征在于，在所述第1半筒体1的对置端部设置有第1卡合部3，在所述第2半筒体2的对置端部设置有与所述第1卡合部3卡合的第2卡合部4。
发明效果
本发明如上所述，因此成为能够更高效地制造在圆筒状部件的两端接合有连结部件的中空轴的迄今为止不存在的轴的制造方法。
附图说明
图1是本实施例的工序概略说明图。
图2是本实施例的工序概略说明图。
图3是圆筒状部件10的概略说明端面图。
图4是示出第1卡合部3和第2卡合部4的形状的例子的图。
具体实施方式
根据附图示出本发明的作用并简单地对优选的本发明的实施方式进行说明。
通过在圆筒状部件10的端部形成外螺纹部5，并将连结部件11的内螺纹部6与该外螺纹部5螺合，由此在圆筒状部件10的端部设置连结部件11。
而且，使圆筒部件以将圆筒状部件10与连结部件11的对置端面彼此压合的方式螺旋转动，在通过该连结部件11的紧固而使连结部件11与圆筒状部件10的对置端面彼此压合的状态下进行该对置端面彼此的扩散接合。
即，能够在不另外使用用于产生将连结部件11按压于圆筒状部件10的端部的状态的治具等的情况下，通过连结部件11自身的螺旋转动按压于圆筒状部件10而进行扩散接合，相应地能够简单且高效地制造轴。
另外，例如在采用了使半圆筒状的第1半筒体1与第2半筒体2相对而形成为圆筒状的部件作为圆筒状部件10的情况下，能够在利用连结部件11使第1半筒体1与第2半筒体2的对置端部彼此压合的状态下维持圆筒形状，而且，在将上述连结部件11与圆筒状部件10的对置端面彼此扩散接合时，能够同时进行第1半筒体1与第2半筒体2的对置端部彼此的扩散接合。
【实施例】
根据附图对本发明的具体实施例进行说明。
本实施例是制造在圆筒状部件10的端部设置有金属制的连结部件11而得的轴的方法，该连结部件11设置有齿轮或花键等卡合部。
具体而言，上述方法包含如下的工序：准备工序，准备在端部形成有外螺纹部5的圆筒状部件10；螺合工序，将具有与上述外螺纹部5螺合的内螺纹部6的上述连结部件11与该外螺纹部5螺合；以及扩散接合工序，在通过螺合的上述连结部件11的紧固而将上述连结部件11与上述圆筒状部件10的对置端面彼此按压的状态下进行该对置端面彼此的扩散接合。
作为圆筒状部件10，可以采用现有的管部件(圆筒部件)，也可以采用使半圆筒状的第1半筒体1和第2半筒体2相对而形成为圆筒状的部件。在本实施例中，采用由第1半筒体1和第2半筒体2构成的部件。
另外，第1半筒体1与第2半筒体2并不一定需要在螺合工序前接合而一体化。即，第1半筒体1与第2半筒体2也可以如后所述那样在扩散接合工序中接合。
本实施例的第1半筒体1和第2半筒体2是将筒状部件大致二等分后的半圆筒状的例如高张力钢、不锈钢或者钛合金等金属制的部件，除了第1卡合部3和第2卡合部4的形状以外，第1半筒体1和第2半筒体2为相同形状。第1半筒体1和第2半筒体2的材料可以是相同的金属材料，也可以是不同种类的金属材料。
在本实施例中，如图3所示，在第1半筒体1的对置端部分别设置有第1卡合部3，在第2半筒体2的对置端部分别设置有与第1卡合部3卡合的第2卡合部4。通过第1卡合部3与第2卡合部4卡合，防止向径向的偏移而维持圆筒形状。第1卡合部3和第2卡合部4的形状只要是凹凸嵌合的形状，则能够适当设定。
优选第1半筒体1与第2半筒体2的重合面1a、2a(第1卡合部3和第2卡合部4相互接触的面)的表面粗糙度为Ra0.4～Ra1.6左右。这是因为，在重合面1a、2a的表面粗糙度小于0.4时，加工难易度较高却无法期待接合品质的飞跃性的提高，在重合面1a、2a的表面粗糙度超过1.6时，接合品质降低。
连结部件11采用如下的结构：在通过冷锻或者热锻以越向外侧直径越阶段性地变小的方式对材料进行中空加工后，在外表面通过机械加工(切削加工、齿轮加工、花键滚轧等)而形成齿轮部或花键部。另外，与圆筒状部件10的压接面是通过切削加工而形成的。
另外，在本实施例中，只要是能够抑制相对于与第1半筒体1和第2半筒体2的对置方向X垂直的方向Y的偏移的结构即可，采用在卡合状态下不会阻碍相对于X方向的移动的结构(可以考虑各种形状，例如，将第1卡合部3和第2卡合部4放大后的图4的(a)至图4的(e)以及图4的(g)至图4的(p)那样的结构。图3相当于图4的(d))。另外，例如也可以是图4的(f)、图4的(q)以及图4的(r)那样的相对于X方向不会脱落的形状(即使在将两者卡合的状态下不接合也能够不使用治具而自保持圆筒形状的结构)。在图4的(d)至图4的(f)的形状(z字状和倒z字状)下，能够使重合面较宽，相应地能够良好地扩散接合。
另外，也可以采用如下的结构：能够在相对于X方向不会脱落的防脱卡合的形状下，利用第1半筒体1或者第2半筒体2自身的弹性，使成为扩散接合面的第1卡合部3与第2卡合部4的重合面成为压合的状态。
对制造工序进行具体说明。
制作在半圆筒体上形成有第1卡合部3的第1半筒体1，并且制作在半圆筒体上形成有与第1卡合部3匹配的第2卡合部4的第2半筒体2。
使第1半筒体1和第2半筒体2的第1卡合部3和第2卡合部4以呈圆筒形状的方式卡合，在利用适当的治具保持圆筒状部件10(第1半筒体1和第2半筒体2)的圆筒形状的状态下(图1的(a))，通过螺纹加工在圆筒状部件10的两端部形成外螺纹部5(图1的(b))，得到在两端形成有外螺纹部5的圆筒状部件10(准备工序)。
在形成外螺纹部5时，形成于外周部分的朝向外侧的面10a和存在于连结部件11的内螺纹部6的开口部外周的端面11a成为圆筒状部件10与连结部件11的对置端面。
另外，进行准备工序，并且准备一对在在内周面形成有与各外螺纹部5螺合的内螺纹部6的连结部件11(图1的(c))。
接着，使连结部件11分别与圆筒状部件10的两端部螺合(螺合工序，图2的(d))。适当调整连结部件11的紧固程度，调整圆筒状部件10与连结部件11的对置端面彼此的接触程度(面压)。例如，能够通过紧固扭矩来管理、调整面压(例如使面压为50N·m～100N·m左右)。
然后，在圆筒状部件10与连结部件11的对置端面彼此以规定的压力压合的状态下导入到加热炉内，在使加热炉内部为真空气氛或惰性气体气氛的状态下进行加热而进行扩散接合(扩散接合工序，图2的(e))。例如，在10-6Pa～10-3Pa左右的真空气氛下加热至900℃～1000℃左右，保持规定的时间(几十分钟～几小时)，由此进行扩散接合。
即，在通过连结部件11的紧固而将连结部件11与圆筒状部件10的对置端面彼此按压的状态且将第1半筒体1与第2半筒体2的对置端部彼此按压的状态下进行加热，进行连结部件11与圆筒状部件10的对置端面彼此A的扩散接合和第1半筒体1与第2半筒体2的对置端部彼此B的扩散接合。
此时，圆筒状部件的第1半筒体1和第2半筒体2的圆筒形状通过连结部件11来维持，例如通过适当设定外螺纹部5和内螺纹部6的直径，能够使第1半筒体1与第2半筒体2的对置端部彼此成为以规定的压力压合的状态。因此，通过使连结部件11与圆筒状部件10的两端部螺合，能够维持第1卡合部3与第2卡合部4的接触状态(按压状态)，第1半筒体1和第2半筒体2也能够同时扩散接合。
在扩散接合工序之后，例如在冷却至200℃左右之后，从加热炉取出而得到在圆筒状部件10的两端设置有连结部件11的轴(图2的(f))。
所得到的轴能够用于EV用马达用的轴等。
另外，在扩散接合工序之后，为了去除圆筒状部件10与连结部件11的连结部的外表面侧的凹凸等，也可以进行切削、研磨等精加工(外精加工工序)。此外，在扩散接合工序之后，也可以进行用于去除圆筒状部件10的对置端部的内表面侧的凹凸等的切削、研磨等精加工(内精加工工序)。
本实施例如上所述，因此通过在圆筒状部件10的两端部形成外螺纹部5并将连结部件11的内螺纹部6与该外螺纹部5螺合，在圆筒状部件10的端部设置连结部件11，使圆筒部件以将圆筒状部件10与连结部件11的对置端面彼此压合的方式螺旋转动，能够在通过该连结部件11的紧固而使连结部件11与圆筒状部件10的对置端面彼此压合的状态下进行该对置端面彼此的扩散接合。
即，能够在不另外使用用于产生将连结部件11按压于圆筒状部件10的端部的状态的治具等的情况下，通过连结部件11自身的螺旋转动按压于圆筒状部件10而进行扩散接合，相应地能够简单且高效地制造轴。
另外，如背景技术所述那样，有时在将连结部件11接合于圆筒状部件10的端部时使用摩擦压接，但在摩擦压接中没有量产工序中的各个产品的缺陷检测方法，通常难以保证质量。
关于这一点，在本发明中，将连结部件11与圆筒状部件10的端部螺合，在通过连结部件11的紧固而将连结部件11与圆筒状部件10的对置端面彼此按压的状态下进行加热而进行该对置端面彼此的扩散接合，从而除了螺合强度以外，还赋予了扩散接合强度，由此容易保证接合部的质量。
另外，即使采用使半圆筒状的第1半筒体1和第2半筒体2相对而形成为圆筒状的部件作为圆筒状部件10，也能够在利用连结部件11使第1半筒体1与第2半筒体2的对置端部彼此压合的状态下维持圆筒形状，而且，在将上述连结部件11与圆筒状部件10的对置端面彼此扩散接合时，能够同时进行第1半筒体1与第2半筒体2的对置端部彼此的扩散接合。
因此，圆筒状部件10不限于现有的管部件，能够由任意的材料构成，能够扩大材料选择的范围，此外，与采用预先接合了半圆筒部件的结构的情况相比，能够削减工时。
因此，本实施例成为能够更高效地制造在圆筒状部件的两端接合有连结部件的中空轴的迄今为止不存在的轴的制造方法。
标号说明
1：第1半筒体；2：第2半筒体；3：第1卡合部；4：第2卡合部；5：外螺纹部；6：内螺纹部；10：圆筒状部件；11：连结部件。
Claims (5)
1.一种轴的制造方法，是制造在圆筒状部件的端部设置有连结部件而得的轴的方法，其特征在于，
该轴的制造方法包含如下的工序：
准备工序，准备在端部形成有外螺纹部的圆筒状部件；
螺合工序，将具有与所述外螺纹部螺合的内螺纹部的所述连结部件与该外螺纹部螺合；以及
扩散接合工序，在通过螺合的所述连结部件的紧固而将所述连结部件与所述圆筒状部件的对置端面彼此按压的状态下进行加热而进行该对置端面彼此的扩散接合。
2.根据权利要求1所述的轴的制造方法，其特征在于，
所述圆筒状部件是使第1半筒体与第2半筒体各自的对置端部彼此相对而形成为圆筒状的部件。
3.根据权利要求2所述的轴的制造方法，其特征在于，
所述扩散接合工序包含将所述第1半筒体与所述第2半筒体的对置端部彼此扩散接合的工序。
4.根据权利要求3所述的轴的制造方法，其特征在于，
在所述扩散接合工序中，在通过所述连结部件的紧固而将所述连结部件与所述圆筒状部件的对置端面彼此按压的状态且将所述第1半筒体与所述第2半筒体的所述对置端部彼此按压的状态下进行加热，从而进行所述连结部件与所述圆筒状部件的所述对置端面彼此的扩散接合和所述第1半筒体与所述第2半筒体的所述对置端部彼此的扩散接合。
5.根据权利要求2至4中的任意一项所述的轴的制造方法，其特征在于，
在所述第1半筒体的对置端部设置有第1卡合部，在所述第2半筒体的对置端部设置有与所述第1卡合部卡合的第2卡合部。
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