JP2022511697A - 新規な中空軸製造方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は中空冷間圧延シームレス鋼管、切断、焼鈍、表面処理、鍛造成型、精密機加工、熱処理の手順を含む新型の中空軸製造方法の一種を提供する。本発明は、従来のプロセスの代わりに、高強度の冷間圧延シームレス鋼管での鍛造プロセスが、棒材に比べて、３回の鍛造、１回の焼き鈍し及び１回の表面処理を減少し、時間とコストの両方で約１／２を節約し、周期を短縮し、コストを低減し、省エネ、廃液・廃ガス・廃物を減少し、材料利用率を約６８％まで高め、工程間で重さによる計算した費用の原価を削減し、同じ製品が本プロセスを利用する場合、製造リードタイムが短縮できる。【選択図】図１

Description

本発明は中空軸の技術分野に関し、特に高強度の中空冷間圧延シームレス鋼管で中空軸を鍛造する製造方法に関する。
現在の中空軸の製造プロセスでは、棒材を鍛造用の長さに切断し、鍛造し、穴あけ加工と旋盤加工を行って中空軸に加工する。
棒材を鍛造し、旋盤加工をした後に穴を開けて作った中空軸は、材料の利用率が約３０％低く、加工周期が長く、コストが高い等の欠点がある。伝統的な棒材プロセスは、複数回の鍛造成型、二回の焼鈍とリン鹸化処理が必要である。
本発明は、下記の手順を含む新規な中空軸製造方法の一種を提供する。
手順一：中空シームレス鋼管の冷間圧延。シームレス鋼管の内径と外径の寸法が、寸法用件を満たすことができる。長さは４－６ｍである。
手順二：切断。冷間圧延されたシームレス鋼管を、丸鋸機で必要な長さに切断する。
手順三：焼鈍と表面処理。切断後の冷間圧延されたシームレス鋼管は、球状化焼鈍または普通焼鈍によって軟化され、次に、リン鹸化処理または環境配慮型の表面潤滑処理が行われる。
手順四：鍛造による成型。鍛造は、長ストローク・マルチステーション鍛造機（ロングストローク多段鍛造機）で行われる。
手順五：精密機械加工。鍛造後の中空軸に旋盤加工、フライス加工を行う。
手順六：熱処理。精密機械加工後の中空軸に、焼入れ及び焼き戻し、または浸炭熱処理を行う。
さらに、手順四に記載した鍛造による成型は三つの鍛造工程を含み、第一鍛造工程は、手順三で焼鈍と表面処理済の材料を、第一鍛造工程の型に入れるために、シームレス鋼管の外径と内径の両方から、段差式の中空軸に押し出す。第二鍛造工程は、第一鍛造工程の型を経た粗材を第二鍛造工程の型に入れるために、フランジをアップセットし、フランジを上型と下型の間に成型させる。第三鍛造工程は第二鍛造工程を経た仕掛品を第三鍛造工程の金型に入れるために、スプライン付き芯棒（マンドレル）でプレスして、歯形を押し出す。
本発明は、従来のプロセスの代わりに、新しい製造方法を使用する。高強度の冷間圧延シームレス鋼管を使用した鍛造プロセスが、棒材を使用する工程に比べて、工程を減少させる。すなわち、３回の鍛造、１回の焼き鈍し及び１回の表面処理を減少し、時間とコストの両方を約１／２を節約し、周期を短縮し、コストを低減し、省エネ、廃液・廃ガス・廃物を減少し、材料利用率を約６８％まで高め、工程間で重さによる計算した費用の原価を削減し、同じ製品が本プロセスを利用する場合、製造リードタイムが短縮できる。
図１は本発明の製造方法のフローチャートである。 図２は本発明による中空モータ軸の製造に用いられる三つの鍛造工程の型の概略図である。 図３は本発明による中空モータ軸の製造に用いられる鍛造過程中の中空モータ軸の構造の概略図である。 図４は本発明による中空モータ軸の製造に用いられる３つの鍛造工程の型の概略図である。 図５は本発明による中空モータ軸の製造に用いられる鍛造過程中の中空モータ軸構造の概略図である。
実施例１
図１、２、３を参照して、中空モータ軸を製造する場合は、下記の手順で行う。
手順一：中空シームレス鋼管の冷間圧延。シームレス鋼管の内径と外径寸法が寸法要求を満たす。長さは４－６ｍ。
手順二：切断。冷間圧延後のシームレス鋼管を、丸鋸機で必要な長さに切断する。
手順三：焼鈍と表面処理。切断後の冷間圧延されたシームレス鋼管は、球状化焼鈍または普通焼鈍によって軟化され、次に、リン鹸化処理または環境配慮型の表面潤滑処理が行われる。
手順四：鍛造成型。長ストローク・マルチステーション鍛造機で鍛造加工を行う。まず、図２に示すように、手順三で焼鈍及び表面処理済の材料を、第一鍛造工程の型に入れ、シームレス鋼管の外径と内径の両方から、段差式の中空モーター軸に押し出す。図３に示すように、第一鍛造工程の粗材構造となる。次に、図２に示すような第一鍛造工程の型を経た粗材構造を第二鍛造工程の型に入れ、フランジをアップセットし、フランジを上型と下型の間に成型させ、図３に示す第二鍛造工程の製品構造とする。最後に、第二鍛造工程を経た仕掛品を第三鍛造工程金型に入れ、スプライン付き芯棒でプレスして歯形を形成し、図３の第三鍛造工程の完成品構造とする。
手順五：精密機械加工。鍛造後の中空軸に旋盤加工、フライス加工を行う。
手順六：熱処理。仕上げた中空軸に、焼入れおよび焼き戻しまたは浸炭熱処理を行う。
製造が完了する。
実施例２
図１、４、５を参照して、中空電機軸を製造する場合は、下記の手順で行う。
手順一：中空シームレス鋼管を冷間圧延。シームレス鋼管の内径と外径寸法が寸法要求を満たす。長さ４－６ｍ。
手順二：切断。冷間圧延後のシームレス鋼管を丸鋸機で必要な長さに切る；
手順三：焼鈍と表面処理。切断後の冷間圧延されたシームレス鋼管は、球状化焼鈍或は普通焼鈍によって軟化され、次に、リン鹸化処理または環境配慮型の表面潤滑処理が行われる。
手順四：鍛造成型。長ストローク・マルチステーション鍛造機で鍛造加工を行う。まず、図４に示すように、手順三で焼鈍及び表面処理済の材料を、第一鍛造工程の型に入れ、シームレス鋼管の外径と内径の両方から、段差式の中空モーター軸に押し出す。図５の第一鍛造工程の粗材構造になる。次に、図４に示すように、第一鍛造工程の型を経た粗材構造を第二鍛造工程の型に入れ、フランジをアップセットし、フランジを上型と下型の間に成型させ、図４に示す第二鍛造工程の製品構造とする。最後に、第二鍛造工程を経た仕掛品を第三鍛造工程金型に入れ、スプライン付き芯棒でプレスして歯形を押し出し、図５の第三鍛造工程の完成品構造とする。
手順五：精密機械加工。手順四で鍛造成型済の中空電機軸に旋盤加工、フライ加工を行う。
手順六：熱処理。仕上げた中空軸に焼き戻し或は浸炭熱処理を行う。
製造が完了する。

Claims (2)

  1. 新規な中空軸の製造方法であって、
    手順一：中空のシームレス鋼管を冷間圧延する工程であって、前記シームレス鋼管の内径と外径の寸法が寸法要求を満たしており、長さは４－６ｍである工程と、
    手順二：切断する工程であって、冷間圧延後の前記シームレス鋼管を丸鋸機で必要な長さに切断する工程と、
    手順三：焼鈍と表面処理の工程であって、切断後の冷間圧延シームレス鋼管を球状化焼鈍または普通焼鈍によって軟化し、次に、リン鹸化処理または環境配慮型の表面潤滑処理を行う工程と、
    手順四：鍛造成型の工程であって、長ストローク・マルチステーション鍛造機で鍛造加工を行う工程と、
    手順五：精密機械加工の工程であって、鍛造後の中空軸に旋盤加工、フライス加工を行う工程と、
    手順六：熱処理工程であって、精密機械加工後の中空軸に焼入れおよび焼き戻し、または浸炭熱処理を行う工程と、
    を備えていることを特徴とする製造方法。
  2. 手順四に記載の鍛造成型の工程が三つの鍛造工程を含み、
    第一鍛造工程は、手順三で焼鈍及び表面処理済の材料を第一鍛造工程の型に入れるために、シームレス鋼管の外径と内径の両方から段差式の中空軸に押し出し、
    第二鍛造工程は、第一鍛造工程の型を経た粗材を第二鍛造工程の型に入れるために、フランジをアップセットし、フランジを上型と下型の間に成型させ、
    第三鍛造工程は、第二鍛造工程を経た仕掛品を第三鍛造工程金型に入れるために、スプライン付き芯棒を使用して、歯形を形成することを特徴とする、請求項1記載の製造方法。
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