JPS58199821A - 中空孔付シヤフトの製造方法 - Google Patents
中空孔付シヤフトの製造方法Info
- Publication number
- JPS58199821A JPS58199821A JP57082496A JP8249682A JPS58199821A JP S58199821 A JPS58199821 A JP S58199821A JP 57082496 A JP57082496 A JP 57082496A JP 8249682 A JP8249682 A JP 8249682A JP S58199821 A JPS58199821 A JP S58199821A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hollow hole
- shaft
- laser beam
- keyway
- hole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/06—Surface hardening
- C21D1/09—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は回転電機などの中空孔付シャ７）０＄１造方法
に関する。
に関する。
第１図は回転電機の回転子であって、一方の端部に中空
孔（１ｍ）を有する中空孔付シャツ）（１）Ｋは回転子
鉄心（２）を固定し負荷側軸受（３）および反負荷側軸
受（４）Ｋよって回転自在に支承され、中空孔（１ｍ）
Ｋはキー溝（ｌｂ） を設は図示していない相手方駆動
軸に連結結合される。
孔（１ｍ）を有する中空孔付シャツ）（１）Ｋは回転子
鉄心（２）を固定し負荷側軸受（３）および反負荷側軸
受（４）Ｋよって回転自在に支承され、中空孔（１ｍ）
Ｋはキー溝（ｌｂ） を設は図示していない相手方駆動
軸に連結結合される。
中空、孔付シャツ）（１）Ｆｉ中空孔（１ｍ）に相手方
駆動軸會轡入して連続回転するのて内面（１ｅ）は耐摩
耗性が必要であり、さらに相手方負荷とははめあいＫよ
り結合される丸め、中空孔（１ｍ）は高精度な同心度が
必要である。このため従来は中空孔（ｌｌｋ） を高岡
焼入れ、やタフトライド処理等の表面硬化処理をしてい
た。
駆動軸會轡入して連続回転するのて内面（１ｅ）は耐摩
耗性が必要であり、さらに相手方負荷とははめあいＫよ
り結合される丸め、中空孔（１ｍ）は高精度な同心度が
必要である。このため従来は中空孔（ｌｌｋ） を高岡
焼入れ、やタフトライド処理等の表面硬化処理をしてい
た。
しかしながら、かかる表面処理は機械加工精度を極度に
悪化させ、しかも多工程の加工方法をとるので製造を大
巾に引上げていた。たとえば、高周波焼入れの場合は円
筒内径部の焼入れのため作業が複艙となり、熱入量が大
きいため熱歪が生じ、あらかじめ仕上代ｔ−残して高岡
焼入れ後に最終積ｆを確保する後工程が必要となる。ま
たキー溝（ｌｂ）’を有する友め局部過熱によるキー溝
エッジが溶損したり、焼入層の加工により焼入され九表
面が削り取られ表面硬化処理が低下する。さらにタフト
ライド処理の場合は３〜４時間６００Ｃ前後に加熱処理
するため、処理後の熱歪１押える友め規準等の・前処理
管必要とし、処理槽に円筒内径部のみ浸漬することがで
きないためシャフト全体を処理することにな９他の嵌合
部をあらかじめ処理により寸法変化を見込んで加工する
必要があった。
悪化させ、しかも多工程の加工方法をとるので製造を大
巾に引上げていた。たとえば、高周波焼入れの場合は円
筒内径部の焼入れのため作業が複艙となり、熱入量が大
きいため熱歪が生じ、あらかじめ仕上代ｔ−残して高岡
焼入れ後に最終積ｆを確保する後工程が必要となる。ま
たキー溝（ｌｂ）’を有する友め局部過熱によるキー溝
エッジが溶損したり、焼入層の加工により焼入され九表
面が削り取られ表面硬化処理が低下する。さらにタフト
ライド処理の場合は３〜４時間６００Ｃ前後に加熱処理
するため、処理後の熱歪１押える友め規準等の・前処理
管必要とし、処理槽に円筒内径部のみ浸漬することがで
きないためシャフト全体を処理することにな９他の嵌合
部をあらかじめ処理により寸法変化を見込んで加工する
必要があった。
かかる製造方法では精度の悪化、表面硬度の低下により
負荷の組付が困難であり、中空孔（１ｍ）の異常摩耗、
シャフトの折損、キー溝のへたり、または振動７レツテ
イングによる軸の焼入、摩耗等により軸の引抜きが不可
能となり、機器のメンテナンスができなくなって寿命の
低下をＩ九すなどの欠点があった。
負荷の組付が困難であり、中空孔（１ｍ）の異常摩耗、
シャフトの折損、キー溝のへたり、または振動７レツテ
イングによる軸の焼入、摩耗等により軸の引抜きが不可
能となり、機器のメンテナンスができなくなって寿命の
低下をＩ九すなどの欠点があった。
本発明は上記欠点に鑑みなされたもので、中空孔内面お
よびキー溝表面を熱艙響の少なく部分硬化させて機械加
工による寸法精度を保持し再加工の必要のない中空孔付
シャフトの製造方法を提供すること１目的とする。
よびキー溝表面を熱艙響の少なく部分硬化させて機械加
工による寸法精度を保持し再加工の必要のない中空孔付
シャフトの製造方法を提供すること１目的とする。
すなわち、中空孔内面シよびキー溝表面をシャフト全加
工終了後にレーザビームを照射して、高エネルギ密度の
熱源により加工速度を増大し、ビームの方向管偏向させ
て全面に表面硬化処理を施すもので、機械加工による寸
法精［ｔ−保持し、中空孔表面およびキー溝表面の硬度
をＨ，ｃ６０以上に保つことができる。
工終了後にレーザビームを照射して、高エネルギ密度の
熱源により加工速度を増大し、ビームの方向管偏向させ
て全面に表面硬化処理を施すもので、機械加工による寸
法精［ｔ−保持し、中空孔表面およびキー溝表面の硬度
をＨ，ｃ６０以上に保つことができる。
以下本発明管図面に示す一実施例について説明する。第
３図において、図示してないレーザ発振機により発光し
たレーザビーム（５） Ｆｉビーム誘導管（６）に取付
は友集束レンズ（７）で集束してパワー密度を高め、偏
向鏡（８）で直角に屈曲して中空孔（ｌａ）の内面およ
びキー溝（ｌｂ）の表面を照射する。ま友ビーム誘導管
（６）ヲ中空孔付シャフト（１）の軸方向（Ｘ方向）に
移動し、同時に回転（Ｙ方向）を与えることにより中空
孔（１ｊＬ）表面の広範囲な面積を表面硬化処理する。
３図において、図示してないレーザ発振機により発光し
たレーザビーム（５） Ｆｉビーム誘導管（６）に取付
は友集束レンズ（７）で集束してパワー密度を高め、偏
向鏡（８）で直角に屈曲して中空孔（ｌａ）の内面およ
びキー溝（ｌｂ）の表面を照射する。ま友ビーム誘導管
（６）ヲ中空孔付シャフト（１）の軸方向（Ｘ方向）に
移動し、同時に回転（Ｙ方向）を与えることにより中空
孔（１ｊＬ）表面の広範囲な面積を表面硬化処理する。
従ってレーザビームのトレース（５ｍ）は第４図のよう
壜軌跡をたどり中空孔（１ｍ）の内面（ｌｅ）を均一に
硬化し、キー溝（１ｂ）の表面もビーム誘導管（６）を
主として軸方向（Ｘ方向）Ｋ移動してレーザビームのト
レース（５ｂ） Ｋより硬化処理される。
壜軌跡をたどり中空孔（１ｍ）の内面（ｌｅ）を均一に
硬化し、キー溝（１ｂ）の表面もビーム誘導管（６）を
主として軸方向（Ｘ方向）Ｋ移動してレーザビームのト
レース（５ｂ） Ｋより硬化処理される。
次に作用を説明する。レーザビーム（５）は平行性の良
い光であるため、集束レンズ（７）で集束するとパワー
密度のきわめて高い小さなスポットにでき、偏向鏡（８
）Ｋより直角に屈曲して中空孔（１ｍ）の表面を照射し
、硬度がＨ１Ｃ６Ｇ程度にする様に加工する。金属の表
面をレーザビームで走査すると表面の各点は走査速度で
決まる時間だけ加熱され、ある温度に違したのち母体金
属への熱伝導により冷却される。この時の金属表層の放
熱条件はレーザビームで加熱する場′谷と逆等価である
から、その表層の冷却速度は計算式で与えられ、例えば
スポット径２箇、走査速度２０ｍ）／ＩＩ＠ｃ とする
と、炭素鋼のオーステナイトの溶融点９００℃となるレ
ーザビームのパワーを設定すると冷却速度は４５００１
：／ｓｅｅがえられ、シャフトの表面焼入層はオーステ
ナイトからパーライトへ転移することなくマルテンサイ
トへ変態し表面が焼入れされる。
い光であるため、集束レンズ（７）で集束するとパワー
密度のきわめて高い小さなスポットにでき、偏向鏡（８
）Ｋより直角に屈曲して中空孔（１ｍ）の表面を照射し
、硬度がＨ１Ｃ６Ｇ程度にする様に加工する。金属の表
面をレーザビームで走査すると表面の各点は走査速度で
決まる時間だけ加熱され、ある温度に違したのち母体金
属への熱伝導により冷却される。この時の金属表層の放
熱条件はレーザビームで加熱する場′谷と逆等価である
から、その表層の冷却速度は計算式で与えられ、例えば
スポット径２箇、走査速度２０ｍ）／ＩＩ＠ｃ とする
と、炭素鋼のオーステナイトの溶融点９００℃となるレ
ーザビームのパワーを設定すると冷却速度は４５００１
：／ｓｅｅがえられ、シャフトの表面焼入層はオーステ
ナイトからパーライトへ転移することなくマルテンサイ
トへ変態し表面が焼入れされる。
このようにレーザビーム加工は高エネルギ密度を有し、
従来の表面処理方法による熱源と比して１０”〜１０’
倍のパワー密度がある良め、被加工物への熱影響がほと
んどなく、且つ連続し九加工が′＋き、加工速度も大き
く加工時間も極めて短時間で焼入れすることができる。
従来の表面処理方法による熱源と比して１０”〜１０’
倍のパワー密度がある良め、被加工物への熱影響がほと
んどなく、且つ連続し九加工が′＋き、加工速度も大き
く加工時間も極めて短時間で焼入れすることができる。
以上のように本発明によれば、中空孔付シャフトの製造
方法において全機械加工した後に中空孔およびキー溝に
レーザビーム管照射して表面硬化処理をするようにした
ので、機械加工による寸法精度を保持し、中空孔表面お
よびキー溝表面の硬度を向上するので、耐岸耗性にすぐ
れ、軸の焼付、キー溝のへたり、または軸の折損を防止
でき、機器の信頼性を高め、安価で一貫したライン化構
成で生産することができるなどのすぐれた効果がある。
方法において全機械加工した後に中空孔およびキー溝に
レーザビーム管照射して表面硬化処理をするようにした
ので、機械加工による寸法精度を保持し、中空孔表面お
よびキー溝表面の硬度を向上するので、耐岸耗性にすぐ
れ、軸の焼付、キー溝のへたり、または軸の折損を防止
でき、機器の信頼性を高め、安価で一貫したライン化構
成で生産することができるなどのすぐれた効果がある。
本発明の中空孔付シャフトの製造方法の一実施における
加工状ｍを示す縦断面図、第４図はレーザビームトレー
スを示す縦断面図である。 （１）・・・中空孔付シャフト （１１） ・・・中空孔 （ｌｂ） ・・・キ
ー溝（５）・・・レーザビーム （６）−・ビーム誘
導管（７）・・・集束レンズ ＋８） ＝・偏向鏡
（５ｍ）、（５ｂ）・・・レーザビームのトレース代理
人 弁理士 丼 上“−男 第 １ 図 第 ２ 図 Ｉ＋
加工状ｍを示す縦断面図、第４図はレーザビームトレー
スを示す縦断面図である。 （１）・・・中空孔付シャフト （１１） ・・・中空孔 （ｌｂ） ・・・キ
ー溝（５）・・・レーザビーム （６）−・ビーム誘
導管（７）・・・集束レンズ ＋８） ＝・偏向鏡
（５ｍ）、（５ｂ）・・・レーザビームのトレース代理
人 弁理士 丼 上“−男 第 １ 図 第 ２ 図 Ｉ＋
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、端部に軸方向の中空孔およびキー溝を有するシャツ
）を全機械加工しぇｉｌＫ前記中空孔およびキー溝にレ
ーザビームを照射して表面硬化処理をすることを一徴と
する中空孔付シャフト０１１造方法。 −１レーザビームは中空孔内を軸方向に移転しながら回
転して照射することを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の中空孔付シャフトの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57082496A JPS58199821A (ja) | 1982-05-18 | 1982-05-18 | 中空孔付シヤフトの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57082496A JPS58199821A (ja) | 1982-05-18 | 1982-05-18 | 中空孔付シヤフトの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58199821A true JPS58199821A (ja) | 1983-11-21 |
Family
ID=13776094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57082496A Pending JPS58199821A (ja) | 1982-05-18 | 1982-05-18 | 中空孔付シヤフトの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58199821A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5719376A (en) * | 1996-11-18 | 1998-02-17 | Ingersoll-Rand Company | Method for laser heating a surface formed by a circular bore extending through a workpiece |
| US5719373A (en) * | 1996-11-18 | 1998-02-17 | Ingersoll-Rand Company | Laser device for heating a surface formed by a small diameter bore in a workpiece |
-
1982
- 1982-05-18 JP JP57082496A patent/JPS58199821A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5719376A (en) * | 1996-11-18 | 1998-02-17 | Ingersoll-Rand Company | Method for laser heating a surface formed by a circular bore extending through a workpiece |
| US5719373A (en) * | 1996-11-18 | 1998-02-17 | Ingersoll-Rand Company | Laser device for heating a surface formed by a small diameter bore in a workpiece |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0130749B1 (en) | Method and apparatus for laser hardening of workpieces | |
| US4456811A (en) | Method of and apparatus for heat treating axisymmetric surfaces with an annular laser beam | |
| CN109593919B (zh) | 基于分布式三维光束扫描的轴承表面激光淬火装置及方法 | |
| JPH0390237A (ja) | アイレス縫合針の加工方法 | |
| CN105755215A (zh) | 一种发动机曲轴的制造方法及其激光冲击强化装置 | |
| JPS58199821A (ja) | 中空孔付シヤフトの製造方法 | |
| JP4179009B2 (ja) | クランクシャフトの製造方法 | |
| JPS619517A (ja) | 回転体機械部品の表面改質装置 | |
| CN104294011A (zh) | 内孔激光淬火头及淬火方法 | |
| JP2000054027A (ja) | リニアガイドレールの製造方法 | |
| KR19980032848A (ko) | 강부재의 표면처리방법 | |
| JP2018172721A (ja) | 機械部品の製造方法 | |
| JPH064892B2 (ja) | レーザ照射によるねじ軸表面硬化方法 | |
| CN110899983A (zh) | 一种应用激光干涉改善零件表面功能性的方法 | |
| JPS62109924A (ja) | レ−ザ焼入れ方法 | |
| JP2021011593A (ja) | レーザ焼入れ方法 | |
| JPH06316722A (ja) | 円筒表面のレーザ焼入加工装置 | |
| JPH0791587B2 (ja) | 摺動軸へのレーザ焼入れ方法 | |
| JPS6199622A (ja) | レ−ザビ−ム加工装置 | |
| JP2016128612A (ja) | 鋼材部品に表面焼入れを行う方法 | |
| JPH04141522A (ja) | クランクシャフトの油穴部の焼入れ方法 | |
| JP7270514B2 (ja) | ビームシェイパ、加工装置、及び加工方法 | |
| Migliore | Heat treating with lasers | |
| CN115161466A (zh) | 高集热激光相变硬化的方法 | |
| JPH05212572A (ja) | レーザ加工装置 |