JP6748017B2 - Axle manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、アクスルの製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing an axle.
一般的に、アクスルは、デファレンシャルと接続されるアクスルハウジングの端部にアクスルエンドが焼嵌めされた後に溶接され、アクスルハウジングの端部にブレーキフランジが焼嵌めされて溶接されることで、製造されている(例えば、特許文献1参照)。 Generally, an axle is manufactured by shrink-fitting the axle end to the end of the axle housing connected to the differential and then welding, and shrink-welding the brake flange to the end of the axle housing. (For example, see Patent Document 1).
ところで、ブレーキフランジが取り付けられるアクスルハウジングの取付部は小径化されており、アクスルによっては、取付部の基部にR状の段部が形成されたものがある。このようなアクスルでは、ブレーキフランジが段部に乗り上げないように、段部から離間した位置にアクスルエンドを取り付けている。段部からブレーキフランジまでの距離は、アクスルの種類、アクスルが搭載される車両の種類等によって変わるが、段部からブレーキフランジまでの距離が長いと、アクスルハウジングとブレーキフランジとを溶接した際に、段部が溶接金属で覆われない可能性がある。段部が溶接金属で覆われないと、段部に応力集中が発生して、アクスルの寿命低下を招く恐れがある。 By the way, the attachment portion of the axle housing to which the brake flange is attached has a small diameter, and some axles have an R-shaped step formed at the base of the attachment portion. In such an axle, the axle end is attached at a position separated from the step so that the brake flange does not ride on the step. The distance from the step to the brake flange varies depending on the type of axle, the type of vehicle in which the axle is installed, etc., but if the distance from the step to the brake flange is long, when welding the axle housing and the brake flange, , The step may not be covered with weld metal. If the step portion is not covered with the weld metal, stress concentration may occur on the step portion, leading to a reduction in the life of the axle.
このような問題に対して、アクスルハウジング及びブレーキフランジに対するアーク溶接用トーチの相対移動速度を遅く(低く)することで、アクスルハウジングの軸方向における溶接金属の幅を広げることが考えられる。 For such a problem, it is conceivable to widen the width of the weld metal in the axial direction of the axle housing by slowing (lowering) the relative moving speed of the arc welding torch with respect to the axle housing and the brake flange.
しかしながら、アクスルハウジング及びブレーキフランジに対するアーク溶接用トーチの相対移動速度を遅くすると、アクスルハウジング及びブレーキフランジへの入熱量が過大となって、アクスルハウジングの歪みが増大するという問題がある。 However, when the relative moving speed of the arc welding torch relative to the axle housing and the brake flange is slowed, the heat input to the axle housing and the brake flange becomes excessive, which causes a problem that the distortion of the axle housing increases.
そこで、本発明は、アクスルハウジング及びブレーキフランジへの入熱量が増大するのを抑制しつつ、応力集中の発生を抑制することができるアクスルの製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing an axle that can suppress the occurrence of stress concentration while suppressing an increase in the amount of heat input to the axle housing and the brake flange.
本発明に係るアクスルの製造方法は、アクスルハウジングと当該アクスルハウジングの外周面に取り付けたブレーキフランジとをアーク溶接するブレーキフランジ溶接工程を備え、ブレーキフランジ溶接工程では、アクスルハウジングとアーク溶接用トーチとをアクスルハウジングの軸周り方向に相対的に移動させるとともに、アクスルハウジングとアーク溶接用トーチとをアクスルハウジングの軸方向に相対的に往復移動させて、アクスルハウジングとブレーキフランジとをアーク溶接する。 The manufacturing method of an axle according to the present invention comprises a brake flange welding step of arc welding the axle housing and a brake flange attached to the outer peripheral surface of the axle housing, and in the brake flange welding step, an axle housing and an arc welding torch are used. Is relatively moved in the axial direction of the axle housing, and the axle housing and the arc welding torch are relatively reciprocated in the axial direction of the axle housing to arc-weld the axle housing and the brake flange.
このアクスルの製造方法では、アクスルハウジングとアーク溶接用トーチとをアクスルハウジングの軸周り方向に相対的に移動させることで、アクスルハウジングとブレーキフランジとを全周溶接することができる。そして、アクスルハウジングとアーク溶接用トーチとをアクスルハウジングの軸方向に相対的に往復移動させることで、アーク溶接の溶接金属をアクスルハウジングの軸方向に広げることができる。これにより、応力集中が発生する位置まで溶接金属を広げて段部を溶接金属で覆うことができるため、応力集中の発生が抑制されたアクスルを製造することができる。しかも、アクスルハウジング及びブレーキフランジに対するアーク溶接用トーチの相対移動速度を遅くしなくても、広い範囲に溶接金属を形成することができる。これにより、アクスルハウジング及びブレーキフランジへの入熱量の増大を抑制できるため、アクスルハウジング及びブレーキフランジの歪みの増大を抑制することができる。 In this axle manufacturing method, the axle housing and the arc flange can be relatively moved in the axial direction of the axle housing to weld the axle housing and the brake flange all around. By relatively reciprocating the axle housing and the arc welding torch in the axial direction of the axle housing, the weld metal for arc welding can be spread in the axial direction of the axle housing. As a result, the weld metal can be spread to the position where the stress concentration occurs and the step portion can be covered with the weld metal, so that it is possible to manufacture an axle in which the stress concentration is suppressed. Moreover, the weld metal can be formed in a wide range without slowing the relative movement speed of the arc welding torch with respect to the axle housing and the brake flange. As a result, an increase in the amount of heat input to the axle housing and the brake flange can be suppressed, so an increase in distortion of the axle housing and the brake flange can be suppressed.
ブレーキフランジ溶接工程では、アクスルハウジングを軸周りに回転させるとともに、アーク溶接用トーチをアクスルハウジングの軸方向に往復移動させてもよい。このアクスルの製造方法では、アクスルハウジングを軸周りに回転させるとともに、アーク溶接用トーチをアクスルハウジングの軸方向に往復移動させることで、容易にアクスルハウジングとブレーキフランジとをアーク溶接することができる。 In the brake flange welding process, the axle housing may be rotated around the axis and the arc welding torch may be reciprocated in the axial direction of the axle housing. In this axle manufacturing method, the axle housing is rotated around the axis and the arc welding torch is reciprocally moved in the axial direction of the axle housing, so that the axle housing and the brake flange can be easily arc-welded.
ブレーキフランジが取り付けられるアクスルハウジングの取付部は、アクスルハウジングの先端側に向かうに従い外周が小径化する段部と、段部に対するアクスルハウジングの先端側に位置して、アクスルハウジングの軸方向に沿って外周が同径となる同径部と、を有し、同径部の段部から離間した位置に、ブレーキフランジが取り付けられており、ブレーキフランジ溶接工程では、ブレーキフランジから段部に至るまでアーク溶接用トーチをアクスルハウジングの軸方向に往復移動させて、アクスルハウジングとブレーキフランジとをアーク溶接してもよい。このアクスルの製造方法では、同径部の段部から離間した位置に取り付けられているが、ブレーキフランジから段部に至るまでアーク溶接用トーチをアクスルハウジングの軸方向に往復移動させるため、段部を溶接金属で覆うことができる。これにより、段部に応力集中が発生するのを抑制することができる。 The attachment part of the axle housing where the brake flange is attached is located on the tip side of the axle housing with respect to the step portion and the step portion where the outer diameter becomes smaller toward the tip side of the axle housing, and along the axial direction of the axle housing. The outer circumference has the same diameter portion, and the brake flange is attached at a position separated from the step portion of the same diameter portion.In the brake flange welding process, the arc from the brake flange to the step portion is arced. The welding torch may be reciprocated in the axial direction of the axle housing to arc weld the axle housing and the brake flange. In this axle manufacturing method, the arc welding torch is mounted at a position separated from the step of the same diameter part, but since the arc welding torch is reciprocally moved in the axial direction of the axle housing from the brake flange to the step, Can be covered with weld metal. As a result, it is possible to suppress stress concentration on the stepped portion.
ところで、従来のアクスルの製造方法では、アクスルハウジングの端部を加熱膨張させてアクスルハウジングにアクスルエンドを嵌める焼嵌めを行う。すると、アクスルハウジングの端部が冷え固まる際に、アクスルエンドが自重で垂れ下がることでアクスルハウジングに歪みが生じ、アクスルエンドがアクスルハウジングの軸線に対して傾いた状態となる。なお、アクスルエンドがアクスルハウジングの軸線に対して傾くことを、アクスルエンドの振れともいう。その後、アクスルハウジングにブレーキフランジを焼嵌めするが、アクスルハウジングの歪によりアクスルハウジングに対してアクスルエンドが傾いた状態であるため、アクスルハウジングの軸線と、ブレーキフランジの軸線と、アクスルエンドの軸線と、がずれた状態となっている。また、ブレーキフランジの歪により、アクスルエンドに対するブレーキフランジの直角度が低下している。このため、後工程において、アクスルハウジング及びブレーキフランジの歪みを取り除くための大掛かりな機械加工を行う必要がある。 By the way, in the conventional method of manufacturing an axle, the shrink fitting is performed in which the end portion of the axle housing is heated and expanded to fit the axle end in the axle housing. Then, when the end portion of the axle housing cools and solidifies, the axle end hangs down by its own weight, so that the axle housing is distorted, and the axle end is inclined with respect to the axis line of the axle housing. Inclination of the axle end with respect to the axis of the axle housing is also called swing of the axle end. After that, the brake flange is shrink-fitted to the axle housing, but because the axle end is tilted with respect to the axle housing due to the distortion of the axle housing, the axle line of the axle housing, the axis line of the brake flange, and the axle line of the axle end. , Are out of alignment. Further, due to distortion of the brake flange, the squareness of the brake flange with respect to the axle end is reduced. For this reason, it is necessary to perform a large-scale machining to remove the distortion of the axle housing and the brake flange in the post process.
そこで、本発明は、更にこのような課題にも鑑み、ブレーキフランジ溶接工程の前に、アクスルハウジングの端部の外周面にブレーキフランジを常温圧入するブレーキフランジ圧入工程と、アクスルハウジングの端部の内周面にアクスルエンドを常温圧入するアクスルエンド圧入工程と、アクスルエンド圧入工程の後に、アクスルハウジングとアクスルエンドとをアーク溶接するアクスルエンド溶接工程と、を備えることが好ましい。 Therefore, in view of such a problem, the present invention further includes, before the brake flange welding step, a brake flange press-fitting step of press-fitting the brake flange to the outer peripheral surface of the end portion of the axle housing at room temperature, and an end portion of the axle housing. It is preferable to include an axle end press-fitting step of press-fitting the axle end on the inner peripheral surface at room temperature, and an axle end welding step of arc welding the axle housing and the axle end after the axle end press-fitting step.
このアクスルの製造方法では、アクスルハウジングの端部の外周面にブレーキフランジを常温圧入するとともに、アクスルハウジングの端部の内周面にアクスルエンドを常温圧入するため、これらを焼嵌めする従来の方法に比べて、アクスルハウジング及びブレーキフランジに生じる歪みを抑制して、アクスルエンドの振れ及びブレーキフランジの直角度の低下を格段に抑制することができる。これにより、アクスルハウジングに生じた歪を取り除く機械加工を削減することができるため、アクスルの製造工程数を削減することができる。 In this axle manufacturing method, the brake flange is cold pressed into the outer peripheral surface of the end of the axle housing, and the axle end is cold pressed into the inner peripheral surface of the end of the axle housing. Compared with the above, it is possible to suppress the distortion occurring in the axle housing and the brake flange, and to significantly suppress the swing of the axle end and the decrease in the squareness of the brake flange. As a result, it is possible to reduce the number of machining processes for removing the strain generated in the axle housing, so that the number of axle manufacturing steps can be reduced.
ブレーキフランジ溶接工程及びアクスルエンド溶接工程では、電極を通電して発生させたアークにより溶融部を形成し、溶融部が硬化する前に、後行ワイヤを通電せずに溶融部に供給してもよい。通電していない後行ワイヤは加熱されていないため、硬化する前の溶融部に通電していない後行ワイヤを供給することで、冷たい後行ワイヤにより溶融部を冷却することができる。その結果、溶融部の熱収縮範囲が狭くなるとともに、アクスルハウジング及びブレーキフランジへの入熱量を小さく抑えることができるため、溶融部が冷却硬化する際の熱収縮を格段に抑えることができる。これにより、アクスルハウジング及びブレーキフランジに発生する歪みを大幅に抑制することができるため、アクスルエンドの振れ及びブレーキフランジの直角度の低下を格段に抑制することができる。これにより、アクスルハウジング及びブレーキフランジに生じた歪を取り除く機械加工を削減することができるため、アクスルの製造工程数を削減することができる。 In the brake flange welding process and the axle end welding process, the arc is generated by energizing the electrode to form the melted part, and the trailing wire is supplied to the melted part without being energized before the melted part is hardened. Good. Since the non-energized trailing wire is not heated, by supplying the non-energized trailing wire to the melted portion before hardening, the melted portion can be cooled by the cold trailing wire. As a result, the heat shrinkage range of the melted portion is narrowed, and the heat input to the axle housing and the brake flange can be suppressed to a small amount, so that the heat shrinkage when the melted portion is cooled and hardened can be significantly suppressed. As a result, the strain generated in the axle housing and the brake flange can be significantly suppressed, so that the runout of the axle end and the decrease in the squareness of the brake flange can be significantly suppressed. As a result, it is possible to reduce the number of machining processes for removing the strain generated in the axle housing and the brake flange, so that the number of axle manufacturing steps can be reduced.
本発明によれば、アクスルハウジング及びブレーキフランジへの入熱量が増大するのを抑制しつつ、応力集中の発生を抑制することができるアクスルの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an axle manufacturing method capable of suppressing the occurrence of stress concentration while suppressing an increase in the amount of heat input to the axle housing and the brake flange.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.
図1〜図3に示すように、本実施形態に係るアクスルの製造方法は、リアアクスルを製造する方法である。本実施形態に係るアクスルの製造方法により製造されたアクスル1は、アクスルハウジング2の端部の外周面に、ブレーキフランジ3が圧入されており、アクスルハウジング2とブレーキフランジ3とがアーク溶接により全周溶接されている。ブレーキフランジ3は、ドラムブレーキ(不図示)を取り付けるためのリング状の部材であり、周方向に沿ってドラムブレーキを取り付けるための穴(不図示)が形成されている。また、アクスルハウジング2の端部の内周面にアクスルエンド4圧入されており、アクスルハウジング2とアクスルエンド4とがアーク溶接により全周溶接されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the axle manufacturing method according to the present embodiment is a method for manufacturing a rear axle. In the axle 1 manufactured by the method for manufacturing an axle according to the present embodiment, the
アクスルハウジング2の端部には、外周が小径化された取付部5が形成されている。取付部5は、ブレーキフランジ3が取り付けられる(圧入される)部位である。取付部5は、段部6と、同径部7と、により構成される。段部6は、取付部5の基端側に位置して、アクスルハウジング2の先端側に向かうに従い外周が小径化する部位である。段部6は、例えば、所定の曲率半径を有する凹曲面状(R状)に形成されている。同径部7は、ブレーキフランジ3が取り付けられる(圧入される)部位であって、段部6に対するアクスルハウジング2の先端側に位置して、アクスルハウジング2の軸方向の全域に亘って外周が同径となる部位である。
At the end of the
そして、ブレーキフランジ3は、同径部7の段部6から離間した位置に取り付けられており、アクスルハウジング2とブレーキフランジ3とを溶接している溶接金属8は、段部6を覆っている。
The
図3に示すように、本実施形態に係るアクスルの製造方法では、まず、取付部形成工程を行う。取付部形成工程では、アクスルハウジング2の端部に、外周が小径化された取付部5を形成する。すなわち、アクスルハウジング2の端部は円筒状に形成されており、この円筒状に形成されたアクスルハウジングの端部の外周面を切削することで、取付部5の段部6及び同径部7を形成する。このとき、同径部7の外径を、ブレーキフランジ3の内径よりも僅かに大きくする。なお、アクスルハウジング2の端部の切削は、例えば、一般的な切削機により行うことができる。
As shown in FIG. 3, in the axle manufacturing method according to the present embodiment, first, a mounting portion forming step is performed. In the mounting portion forming step, the mounting
取付部形成工程が終了すると、次に、ブレーキフランジ圧入工程を行う。ブレーキフランジ圧入工程では、取付部5の外周面にブレーキフランジ3を常温圧入する。常温圧入するとは、焼嵌めのように加熱することなく常温で圧入することをいう。ここで、ブレーキフランジ3を段部6まで圧入すると、ブレーキフランジ3が段部6に乗り上げられて、ブレーキフランジ3及び段部6に応力集中が発生するとともに、その耐久性が低下する。そこで、ブレーキフランジ圧入工程では、ブレーキフランジ3は、同径部7の段部6から離間した位置まで、ブレーキフランジ3を圧入する。つまり、ブレーキフランジ3は、段部6までは圧入しない。段部6からブレーキフランジ3までの距離は、アクスル1の種類、アクスル1が搭載される車両の種類等によって変わる。なお、取付部5に対するブレーキフランジ3の圧入は、例えば、一般的なプレス機により行うことができる。
When the mounting portion forming process is completed, a brake flange press-fitting process is performed next. In the brake flange press-fitting process, the
ブレーキフランジ圧入工程が終了すると、次に、ブレーキフランジ溶接工程を行う。ブレーキフランジ溶接工程では、アクスルハウジング2とアクスルハウジング2の取付部5に圧入された(取り付けられた)ブレーキフランジ3とをアーク溶接する。なお、アクスルハウジング2に対するブレーキフランジ3の溶接は、ブレーキフランジ3の内側及び外側の双方において行う。
When the brake flange press-fitting process is completed, a brake flange welding process is performed next. In the brake flange welding process, the
図4及び図5に示すように、ブレーキフランジ溶接工程では、アクスルハウジング2と溶接装置11のアーク溶接用トーチ12とをアクスルハウジング2の軸周り方向(周方向)に相対的に移動させるとともに、アクスルハウジング2とアーク溶接用トーチ12とをアクスルハウジング2の軸方向に相対的に往復移動させて、アクスルハウジング2とブレーキフランジ3とをアーク溶接する。本実施形態では、アクスルハウジング2を軸周りに回転させるとともに、溶接装置11のアーク溶接用トーチ12をアクスルハウジング2の軸方向に往復移動させて、アクスルハウジング2とブレーキフランジ3とをアーク溶接する。
As shown in FIGS. 4 and 5, in the brake flange welding step, the
つまり、アクスルハウジング2を軸周りに回転させると、アーク溶接の溶接位置がアクスルハウジング2の軸周り方向に移動するため、アーク溶接の溶接金属8がアクスルハウジング2の軸周り方向に延びる。これにより、アクスルハウジング2とブレーキフランジ3とを全周溶接する。
That is, when the
また、アーク溶接用トーチ12をアクスルハウジング2の軸方向に往復移動させると、アーク溶接の溶接位置がアクスルハウジング2の軸方向に移動するため、アーク溶接の溶接金属8がアクスルハウジング2の軸方向に広がる。そして、本実施形態では、ブレーキフランジ3から段部6に至るまでアーク溶接用トーチ12をアクスルハウジング2の軸方向に往復移動させることで、アーク溶接の溶接金属8をアクスルハウジング2の軸方向に広げて、ブレーキフランジ3と段部6との間の領域と段部6とをアーク溶接の溶接金属8で覆う。
Further, when the
なお、アーク溶接用トーチ12をアクスルハウジング2の軸方向に往復移動させてアクスルハウジング2とブレーキフランジ3とをアーク溶接するのは、ブレーキフランジ3の車両内側のみでよい。
Note that the
ここで、図6も参照して、ブレーキフランジ溶接工程における具体的な溶接方法について詳しく説明する。 Here, a specific welding method in the brake flange welding step will be described in detail with reference to FIG. 6 as well.
ブレーキフランジ溶接工程では、アーク溶接の方法として、コールドタンデム溶接を行う。コールドタンデム溶接は、先行溶接ワイヤ及び後行フィラーワイヤの2本のワイヤを用いた溶接方法であって、先行溶接ワイヤを通電して発生させたアークにより開先に溶融部を形成し、この溶融部が硬化する前に後行フィラーワイヤを通電せずに溶融部に供給する溶接方法である。 In the brake flange welding process, cold tandem welding is performed as an arc welding method. Cold tandem welding is a welding method using two wires, a leading welding wire and a trailing filler wire, in which a molten portion is formed at the groove by an arc generated by energizing the leading welding wire, and this melting This is a welding method in which the trailing filler wire is supplied to the fusion zone without being energized before the zone is cured.
図6に示すように、コールドタンデム溶接を行う溶接装置11は、アーク溶接用トーチ12と、フィラーワイヤ供給装置13と、連結部材14と、を備えている。
As shown in FIG. 6, a
アーク溶接用トーチ12は、アーク溶接を行うものである。このアーク溶接用トーチ12は、第一ワイヤ送出装置15から送り出された消耗電極としての溶接ワイヤ16を母材の溶接位置に向けて送り出す。また、アーク溶接用トーチ12は、電源供給装置17から供給された溶接電流を溶接ワイヤ16に通電して、この溶接ワイヤ16と母材との間にアークを発生させる。溶接ワイヤ16としては、例えば、JIS Z3312 YGW12に準拠するソリッドワイヤを用いることができる。
The
フィラーワイヤ供給装置13は、第二ワイヤ送出装置18から送り出されたフィラーワイヤ19を、通電することなく、母材の溶接位置から近接した位置に送り出すものである。フィラーワイヤ19としては、例えば、JIS Z3312 YGW12に準拠するソリッドワイヤを用いることができる。
The filler
連結部材14は、溶接ワイヤ16による溶接位置とフィラーワイヤ19が送り出される位置とが所定の距離となるようにアーク溶接用トーチ12とフィラーワイヤ供給装置13との間隔を維持しつつ、アーク溶接用トーチ12とフィラーワイヤ供給装置13とを連結する装置である。連結部材14は、アーク溶接用トーチ12とフィラーワイヤ供給装置13とを脱着可能に連結してもよく、アーク溶接用トーチ12とフィラーワイヤ供給装置13とを固定的に連結してもよい。また、連結部材14は、アーク溶接用トーチ12とフィラーワイヤ供給装置13との間隔を固定としてもよく、アーク溶接用トーチ12とフィラーワイヤ供給装置13との間隔を可変としてもよい。
The connecting
このように構成される溶接装置11は、連結部材14に連結されたアーク溶接用トーチ12及びフィラーワイヤ供給装置13が母材に対して相対的に移動する際に、当該移動方向において、フィラーワイヤ供給装置13がアーク溶接用トーチ12の後方に配置される。このため、フィラーワイヤ19が送り出される位置は、当該移動方向において、溶接ワイヤ16による溶接位置の後方となる。本実施形態では、アーク溶接用トーチ12及びフィラーワイヤ供給装置13が母材に対して相対的に移動する方向を、「進行方向」という。
The
そして、コールドタンデム溶接では、アクスルハウジング2を軸周りに回転させるとともに、溶接装置11のアーク溶接用トーチ12及びフィラーワイヤ供給装置13をアクスルハウジング2の軸方向に往復移動させる。そして、アーク溶接用トーチ12を、フィラーワイヤ供給装置13に先行して移動させ、フィラーワイヤ供給装置13を、アーク溶接用トーチに後行して移動させる。このため、アーク溶接用トーチ12から送り出される溶接ワイヤ16は、先行ワイヤとなり、フィラーワイヤ供給装置13から送り出されるフィラーワイヤ19は、後行ワイヤとなる。
In cold tandem welding, the
このとき、フィラーワイヤ供給装置13に先行するアーク溶接用トーチ12において、溶接ワイヤ16に溶接電流を通電し、溶接ワイヤ16と母材であるアクスルハウジング2及びブレーキフランジ3との間にアーク21を発生させる。すると、母材であるアクスルハウジング2及びブレーキフランジ3に、溶接ワイヤ16が溶融した溶融部22が形成される。
At this time, in the
溶融部22は、溶融池により構成されている。この溶融部22は、アーク21の下方において、アーク21からの圧力(アーク力)を受けて掘り下げられており、アーク力により最も掘り下げられた部分が溶融部22の底部22aとなる。また、溶融部22は、底部22aから遠ざかるに従いアーク力の影響が弱まり、次第に上昇して盛り上がる。このため、底部22aの進行方向後方に、溶融部22が盛り上がった盛り上がり部22bが形成される。なお、盛り上がり部22bは、硬化(凝固)される前の溶融金属で構成される部分である。そして、盛り上がり部22bが冷却硬化(凝固)されることで、アクスルハウジング2とブレーキフランジ3との接合箇所に溶接金属8の余盛が形成される。なお、この余盛は、ビードともいう。
The
一方、アーク溶接用トーチ12に後行するフィラーワイヤ供給装置13から、フィラーワイヤ19を通電せずに溶融部22の盛り上がり部22bに供給する。フィラーワイヤ19の供給位置の調整は、例えば、連結部材14によるアーク溶接用トーチ12とフィラーワイヤ供給装置13との間隔の調整や、フィラーワイヤ供給装置13の向きの調整などにより行うことができる。
On the other hand, the filler
フィラーワイヤ19を溶融部22の盛り上がり部22bに供給すると、フィラーワイヤ19が溶融部22の熱により溶融され、溶融部22に溶融金属が補充される。これにより、良好な溶融金属の余盛が形成される。
When the
また、通電されていないフィラーワイヤ19は加熱されていないため、フィラーワイヤ19を溶融部22の盛り上がり部22bに供給すると、溶融部22の熱がフィラーワイヤ19に奪われ、溶融部22が冷却される。
Further, since the
ブレーキフランジ溶接工程が終了すると、次に、アクスルエンド圧入工程を行う。図1〜図3に示すように、アクスルエンド圧入工程では、アクスルハウジング2の端部の内周面にアクスルエンド4を圧入する。アクスルエンド4は、円筒状に形成されており、その外径を、アクスルハウジング2の端部の内径よりも僅かに大きくしておく。なお、アクスルハウジング2の端部に対するアクスルエンド4の圧入は、例えば、一般的なプレス機により行うことができる。
When the brake flange welding process is completed, next, an axle end press-fitting process is performed. As shown in FIGS. 1 to 3, in the axle end press-fitting step, the axle end 4 is press-fitted into the inner peripheral surface of the end portion of the
アクスルエンド圧入工程が終了すると、次に、アクスルエンド溶接工程を行う。アクスルエンド溶接工程では、アクスルハウジング2とアクスルハウジング2に圧入された(取り付けられた)アクスルエンド4とをアーク溶接する。アクスルエンド溶接工程では、アクスルハウジング2と溶接装置11のアーク溶接用トーチ12とをアクスルハウジング2の軸周り方向(周方向)に相対的に移動させて、アクスルハウジング2とアクスルエンド4とをアーク溶接する。本実施形態では、アクスルハウジング2を軸周りに回転させて、アクスルハウジング2とアクスルエンド4とを、コールドタンデム溶接によりアーク溶接する。アクスルエンド溶接工程におけるコールドタンデム溶接は、ブレーキフランジ溶接工程におけるコールドタンデム溶接と同様である。なお、アクスルエンド溶接工程では、ブレーキフランジ溶接工程のように、アクスルハウジング2とアーク溶接用トーチ12とをアクスルハウジング2の軸方向に相対的に往復移動させなくてもよい。
When the axle end press-fitting process is completed, next, an axle end welding process is performed. In the axle end welding process, the
ここで、図7及び図8を参照して、比較例1のアクスルの製造方法について説明する。 Here, a method of manufacturing the axle of Comparative Example 1 will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
図7及び図8に示すように、比較例1のアクスルの製造方法は、ブレーキフランジ溶接工程で、アクスルハウジング2とアーク溶接用トーチ12とをアクスルハウジング2の軸方向に相対的に往復移動させるだけで、アクスルハウジング2と溶接装置11のアーク溶接用トーチ12とをアクスルハウジング2の軸周り方向(周方向)に相対的に移動させずに、アクスルハウジング2とブレーキフランジ3とをアーク溶接する。
As shown in FIGS. 7 and 8, in the axle manufacturing method of Comparative Example 1, in the brake flange welding process, the
このため、比較例1のアクスルの製造方法では、段部6からブレーキフランジ3までの距離が長いと、アクスルハウジング2とブレーキフランジ3とを溶接した際に、段部6が溶接金属8で覆われない可能性がある。段部6が溶接金属で覆われないと、段部6に応力集中が発生して、アクスル1の寿命低下を招く恐れがある。
Therefore, in the axle manufacturing method of Comparative Example 1, when the distance from the
これに対し、本実施形態のアクスルの製造方法では、アーク溶接用トーチ12をアクスルハウジング2の軸方向に往復移動させて、アクスルハウジング2とアーク溶接用トーチ12とをアクスルハウジング2の軸方向に相対的に往復移動させることで、アーク溶接の溶接金属8をアクスルハウジング2の軸方向に広げて段部6を溶接金属8で覆うことができる。具体的には、ブレーキフランジ3から段部6に至るまでアーク溶接用トーチ12をアクスルハウジング2の軸方向に往復移動させるため、段部6を溶接金属8で覆うことができる。これにより、段部6に応力集中が発生するのを抑制することができるため、応力集中の発生が抑制されたアクスル1を製造することができる。
On the other hand, in the axle manufacturing method of the present embodiment, the
しかも、アクスルハウジング2及びブレーキフランジ3に対するアーク溶接用トーチ12の相対移動速度を遅くしなくても、広い範囲に溶接金属8を形成することができる。これにより、アクスルハウジング2及びブレーキフランジ3への入熱量の増大を抑制できるため、アクスルハウジング2及びブレーキフランジ3の歪みの増大を抑制することができる。
Moreover, the
ここで、図9及び図10を参照して、比較例2のアクスルの製造方法について説明する。 Here, a method of manufacturing the axle of Comparative Example 2 will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
図9及び図10に示すように、比較例2のアクスルの製造方法は、アクスル101を製造する方法である。比較例2のアクスルの製造方法では、アクスルエンド焼嵌め工程、アクスルエンド溶接工程、ブレーキフランジ焼嵌め工程、及びブレーキフランジ溶接工程を、この順で行う。
As shown in FIGS. 9 and 10, the method of manufacturing the axle of Comparative Example 2 is a method of manufacturing the
アクスルエンド焼嵌め工程では、図9に示すように、アクスルハウジング102の端部にアクスルエンド104を焼嵌めする。つまり、アクスルハウジング102の端部を加熱膨張させて、アクスルハウジング102の内周面にアクスルエンド104を嵌める。すると、図10に示すように、アクスルハウジング102の端部が冷え固まる際に、アクスルエンド104が自重で垂れ下がることでアクスルハウジング102に歪みが生じ、アクスルエンド104がアクスルハウジング102の軸線に対して傾いた状態となる。なお、アクスルエンド104がアクスルハウジング102の軸線に対して傾くことを、アクスルエンド104の振れともいう。
In the axle end shrink fitting step, as shown in FIG. 9, the
アクスルエンド溶接工程では、アクスルハウジング102とアクスルエンド104とを通常のアーク溶接により溶接する。このとき、アクスルハウジング102及びアクスルエンド104は、アーク溶接により加熱されるため、その歪み量が大きくなる。
In the axle end welding process, the
ブレーキフランジ焼嵌め工程では、図10に示すように、アクスルエンド104にブレーキフランジ103を焼嵌めする。つまり、ブレーキフランジ103を加熱膨張させて、アクスルエンド104の外周面にブレーキフランジ103を嵌める。すると、ブレーキフランジ103が冷え固まる際に、ブレーキフランジ103に歪みが生じ、アクスルエンド104に対するブレーキフランジ103の直角度が低下する。
In the brake flange shrink fitting process, as shown in FIG. 10, the
ブレーキフランジ溶接工程では、アクスルエンド104とブレーキフランジ103とを通常のアーク溶接により溶接する。このとき、アクスルエンド104及びブレーキフランジ103は、アーク溶接により加熱されるため、その歪み量が大きくなる。
In the brake flange welding process, the
このように、比較例2のアクスルの製造方法では、アクスルハウジング102及びアクスルエンド104の歪によりアクスルハウジング102に対してアクスルエンド104が傾いた状態であるため、アクスルハウジング102の軸線と、ブレーキフランジ103の軸線と、アクスルエンド104の軸線と、がずれた状態となっている。また、ブレーキフランジ103及びアクスルエンド104の歪により、アクスルエンド104に対するブレーキフランジ103の直角度が低下している。このため、後工程において、アクスルハウジング102、ブレーキフランジ103及びアクスルエンド104の歪みを取り除くための大掛かりな機械加工を行う必要がある。
As described above, in the axle manufacturing method of Comparative Example 2, since the
これに対し、本実施形態のアクスルの製造方法では、アクスルハウジング2の端部の外周面にブレーキフランジ3を常温圧入するとともに、アクスルハウジング2の端部の内周面にアクスルエンド4を常温圧入するため、これらを焼嵌めする比較例2に比べて、アクスルハウジング2及びブレーキフランジ3に生じる歪みを抑制して、アクスルエンド4の振れ及びブレーキフランジ3の直角度の低下を格段に抑制することができる。これにより、アクスルハウジング2及びブレーキフランジ3に生じた歪を取り除く機械加工を削減することができるため、アクスル1の製造工程数を削減することができる。
On the other hand, in the axle manufacturing method of the present embodiment, the
また、ブレーキフランジ溶接工程及びアクスルエンド溶接工程をコールドタンデム溶接により行うことで、冷たいフィラーワイヤ19により溶融部22を冷却することができる。その結果、溶融部22の熱収縮範囲が狭くなるとともに、アクスルハウジング2、ブレーキフランジ3及びアクスルエンド4への入熱量を小さく抑えることができるため、溶融部22が冷却硬化する際の熱収縮を格段に抑えることができる。これにより、アクスルハウジング2、ブレーキフランジ3及びアクスルエンド4に発生する歪みを大幅に抑制することができるため、アクスルエンド4の振れ及びブレーキフランジ3の直角度の低下を格段に抑制することができる。これにより、アクスルハウジング2、ブレーキフランジ3及びアクスルエンド4に生じた歪を取り除く機械加工を削減することができるため、アクスル1の製造工程数を削減することができる。
Further, by performing the brake flange welding process and the axle end welding process by cold tandem welding, the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment.
例えば、ブレーキフランジ溶接工程では、アクスルハウジングとアーク溶接用トーチとをアクスルハウジングの軸周り方向に相対的に移動させるとともに、アクスルハウジングとアーク溶接用トーチとをアクスルハウジングの軸方向に相対的に往復移動させることができれば、どの部材を移動させてもよい。 For example, in the brake flange welding process, the axle housing and the arc welding torch are relatively moved in the axial direction of the axle housing, and the axle housing and the arc welding torch are relatively reciprocated in the axial direction of the axle housing. Any member may be moved as long as it can be moved.
また、ブレーキフランジ溶接工程及びアクスルエンド溶接工程では、コールドタンデム溶接以外のアーク溶接を行うものとしてもよい。 Further, in the brake flange welding process and the axle end welding process, arc welding other than cold tandem welding may be performed.
また、各工程の順序は適宜入れ替えることができる。例えば、ブレーキフランジ圧入工程、アクスルエンド圧入工程、ブレーキフランジ溶接工程、及びアクスルエンド溶接工程の順に行うものとしてもよい。 Further, the order of each step can be appropriately changed. For example, the brake flange press-fitting process, the axle end press-fitting process, the brake flange welding process, and the axle end welding process may be performed in this order.
1…アクスル、2…アクスルハウジング、3…ブレーキフランジ、4…アクスルエンド、5…取付部、6…段部、7…同径部、8…溶接金属、11…溶接装置、12…アーク溶接用トーチ、13…フィラーワイヤ供給装置、14…連結部材、15…第一ワイヤ送出装置、16…溶接ワイヤ、17…電源供給装置、18…第二ワイヤ送出装置、19…フィラーワイヤ(後行ワイヤ)、21…アーク、22…溶融部、22a…底部、22b…盛り上がり部、101…アクスル、102…アクスルハウジング、103…ブレーキフランジ、104…アクスルエンド。
1... Axle, 2... Axle housing, 3... Brake flange, 4... Axle end, 5... Mounting part, 6... Step part, 7... Same diameter part, 8... Weld metal, 11... Welding device, 12... Arc welding Torch, 13... Filler wire supply device, 14... Connection member, 15... First wire delivery device, 16... Welding wire, 17... Power supply device, 18... Second wire delivery device, 19... Filler wire (subsequent wire) , 21... Arc, 22... Melting part, 22a... Bottom part, 22b... Raised part, 101... Axle, 102... Axle housing, 103... Brake flange, 104... Axle end.
Claims (5)
前記ブレーキフランジ溶接工程では、前記アクスルハウジングとアーク溶接用トーチとを前記アクスルハウジングの軸周り方向に相対的に移動させるとともに、前記アクスルハウジングと前記アーク溶接用トーチとを前記アクスルハウジングの軸方向に相対的に往復移動させて、前記アクスルハウジングと前記ブレーキフランジとをアーク溶接する、
アクスルの製造方法。 Provided with a brake flange welding step of arc welding the axle housing and the brake flange attached to the outer peripheral surface of the axle housing,
In the brake flange welding step, the axle housing and the arc welding torch are moved relatively in the axial direction of the axle housing, and the axle housing and the arc welding torch are moved in the axial direction of the axle housing. Reciprocating relatively, arc welding the axle housing and the brake flange,
Axle manufacturing method.
請求項1に記載のアクスルの製造方法。 In the brake flange welding step, while rotating the axle housing about an axis, the arc welding torch is reciprocated in the axial direction of the axle housing.
The method for manufacturing the axle according to claim 1.
前記同径部の前記段部から離間した位置に、前記ブレーキフランジが取り付けられており、
前記ブレーキフランジ溶接工程では、前記ブレーキフランジから前記段部に至るまでアーク溶接用トーチを前記アクスルハウジングの軸方向に往復移動させて、前記アクスルハウジングと前記ブレーキフランジとをアーク溶接する、
請求項1又は2に記載のアクスルの製造方法。 The attachment portion of the axle housing to which the brake flange is attached is located at a step portion whose outer circumference decreases in diameter toward the tip end side of the axle housing, and the tip end side of the axle housing with respect to the step portion. And an outer diameter having the same outer diameter along the axial direction of,
The brake flange is attached to a position separated from the step portion of the same diameter portion,
In the brake flange welding step, an arc welding torch is reciprocally moved in the axial direction of the axle housing from the brake flange to the step portion, and arc welding is performed between the axle housing and the brake flange.
A method for manufacturing the axle according to claim 1 or 2.
前記アクスルハウジングの端部の内周面にアクスルエンドを常温圧入するアクスルエンド圧入工程と、
前記アクスルエンド圧入工程の後に、前記アクスルハウジングと前記アクスルエンドとをアーク溶接するアクスルエンド溶接工程と、を備える、
請求項1〜3の何れか一項に記載のアクスルの製造方法。 Prior to the brake flange welding step, a brake flange press-fitting step in which a brake flange is press-fitted to the outer peripheral surface of the end portion of the axle housing at room temperature,
An axle end press-fitting step in which the axle end is press-fitted at room temperature onto the inner peripheral surface of the end portion of the axle housing,
After the axle end press-fitting step, an axle end welding step of arc welding the axle housing and the axle end is provided.
The method for manufacturing the axle according to claim 1.
請求項4に記載のアクスルの製造方法。
In the brake flange welding step and the axle end welding step, a molten portion is formed by an arc generated by energizing the electrode, and before the molten portion is hardened, the trailing wire is not energized to the molten portion. Supply,
The method for manufacturing the axle according to claim 4.
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