等速万向联轴器的外侧联轴器构件及其制造方法技术

在杯状构件(12a)设有筒状部(12a1)、底部(12a2)以及呈实心轴状且在端部具有接合用端面(50)的短轴部(12a3)。轴构件(13a)呈实心轴状且在一端具有接合用端面(51)。通过使杯状构件的接合用端面与轴构件的接合用端面对接并从外径侧照射高能密度束流来进行焊接，从而形成环状的焊接部(49)。此时，中心部偏析(S)不与焊接部(49)干涉。杯状构件通过锻造工序来成形，所述锻造工序包括：连续且多级地对柱状的钢坯进行镦锻的镦锻加工、成形筒状部和短轴部的挤出加工以及对筒状部进行减薄拉伸的减薄拉伸加工，在镦锻的过程中使相当于钢坯的杯状构件的底侧的区域缩小。由此，实现通过焊接将杯状构件与轴构件接合的等速万向联轴器的外侧联轴器构件的接合部的强度、品质的提高。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】等速万向联轴器的外侧联轴器构件及其制造方法
本专利技术涉及一种等速万向联轴器的外侧联轴器构件及其制造方法，更详细而言，涉及一种将杯状构件与轴构件接合而制造的接合类型的外侧联轴器构件及其制造方法。
技术介绍
构成机动车、各种工业机械的动力传递系统的等速万向联轴器将驱动侧与从动侧的两轴能够传递转矩地连结，并且，即使所述两轴具有工作角也能够等速地传递旋转转矩。等速万向联轴器大致分为仅允许角度位移的固定式等速万向联轴器、允许角度位移以及轴向位移双方的滑动式等速万向联轴器。例如，在机动车的从发动机向驱动车轮传递动力的驱动轴中，在差速器侧(内盘侧)使用滑动式等速万向联轴器，在驱动车轮侧(外盘侧)使用固定式等速万向联轴器。无论固定式、滑动式，等速万向联轴器作为其主要的构成要素而具备内侧联轴器构件、外侧联轴器构件和转矩传递构件。并且，外侧联轴器构件具有杯状部和轴部，在杯状部的内周面形成有供转矩传递构件滚动的滚道槽，轴部从杯状部的底部沿轴向延伸。就该外侧联轴器构件而言，多数情况下通过对实心的棒状材料即圆棒实施锻造加工、减薄拉伸加工等的塑性加工、切削加工、热处理、磨削加工等而将杯状部与轴部一体成形(参照专利文献1的图4、图8)。在专利文献1中，记载有杯状部与轴部成为一体的外侧联轴器构件的锻造加工的制造工序。参照图26a～26e说明其锻造加工，首先，对棒状材料即钢坯170(图26a)实施前方挤出成形而获得具有轴部174和实心主体部176的成形体172(图26b)。接着，对其实心主体部176进行镦锻而获得由轴部174和实心大径部180构成的中间成形体178(图26c)。接着，通过后方挤出将其实心主体部178成形为在一端开口的那样的杯状部184而获得前锻成品件182(图26d)。然后，对前锻成品件182的杯状部184进行减薄拉伸加工，而获得高精度地做成了的减薄拉伸成品186(图26e)。需要说明的是，在杯状部的内侧，在后方挤出、减薄拉伸的过程中，在滚珠型的等速万向联轴器的情况下，形成有成为转矩传递滚珠的滚动面的滚道槽188，在三球销型的等速万向联轴器的情况下，形成有滚道槽(未图示)。通过前方挤出(图26b)而成形的轴部174在之后的镦锻(图26c)、后方挤出(图26d)、减薄拉伸(图26e)的所有的过程中由下部成形模(未图示)来保持。另外，镦锻由单一的工序来进行(图26c)。但是，存在使用轴部的长度比标准长的外侧联轴器构件(长杆型)的情况。例如，为了使左右的驱动轴的长度相等，在一侧的驱动轴的内盘侧等速万向联轴器采用长杆型。在该情况下，利用支承轴承旋转自如地支承轴部。长杆型的轴部的长度根据车型而有所不同，但大致为300～400mm左右。长杆型的外侧联轴器构件由于轴部为长条，因此，难以将杯状部与轴部高精度地一体成形。因此，公知分别制作杯状部和轴部后通过摩擦压接进行接合的技术(专利文献2)。专利文献2记载的外侧联轴器构件的摩擦压接技术的概要如下所述。首先，如图27所示，通过摩擦压接将杯状构件72与轴构件73接合而制作中间产品71’，接着，去除接合部74的外径侧的毛刺75而获得图28所示那样的外侧联轴器构件71。由于在中间产品71’的接合部74伴随压接而产生毛刺75，因此，通过车削等加工去掉接合部74的外径侧的毛刺75，从而能在外侧联轴器构件71的轴部安装支承轴承(滚动轴承6：参照图1)。虽省略图示，但中间产品71’通过机械加工出花键、挡圈槽等并经由热处理、磨削加工等而成为外侧联轴器构件71的成品件，因此，在外侧联轴器构件71和中间产品71’之间，存在细微部的形状不同的地方。但是，在图27及图28中，为了简化说明，省略细微部的形状的不同点，对于作为成品件的外侧联轴器构件71和中间产品71’的相同的部分标注相同的附图标记。在以下的说明中也同样。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开平11-179477号公报专利文献2：日本特开2012-057696号公报专利文献3：日本特开2013-100859号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题通过摩擦压接而产生的接合部74的毛刺75不但由于摩擦热和之后的冷却而被淬火从而变硬，并且呈向轴向和径向扩展的歪曲的形状。因此，在通过车削加工去除外径侧的毛刺75时，由于高硬度导致车削刀片剧烈磨损，另外，容易因歪曲的形状而导致车削刀片产生缺口。因此，难以提高车削速度，车削刀片的一个循环的切削量较少导致循环数增大，存在周期时间变长、制造成本上升这样的问题。另外，为了检查外侧联轴器构件71的接合部74的接合状态，即使想要进行能够高速探伤的超声波探伤，也会由于残留于接合部74的内径侧的毛刺75而使超声波散射，因而无法确认接合状态。因此，还存在接合之后无法进行基于超声波探伤的全数检查这样的问题。对于上述问题，可以考虑通过采用激光焊接或电子束焊接这样的基于高能密度束流的焊接，来抑制摩擦压接这样的接合部表面的隆起(参照专利文献3)。但是，在如图29所示那样的使杯状构件72和轴构件73对接而进行焊接的情况下，形成有容积比较大的空洞部76，由于焊接中的加工热量，导致空洞部76内的压力上升，且在焊接结束后，压力减小。由于这样的空洞部76的内压的变化，产生熔融物的涌出，且产生焊接部的表面的凹陷、熔深不良、内部产生气泡这样的不良情况，从而导致焊接状态恶化。其结果是，焊接部的强度不稳定，对品质带来负面影响。另外，考虑对构成等速万向联轴器的外侧联轴器构件的构件(工件)进行对接焊接的情况时，这些工件为了确保强度而使用碳含量较多的中、高碳钢，因此，若直接焊接，则会导致焊接部显著硬化，容易产生裂纹。因此，出于降低硬度、确保韧性的目的进行预热，使焊接后的冷却速度减慢，但若对实心轴状的工件直接进行对接焊接，则接合部周边的体积较多而预热需要较长时间，周期时间变长，导致制造成本上升。并且，在通过焊接将杯状构件与轴构件接合而制造的接合型的外侧联轴器构件的情况下，特别是成为杯状构件的材料的棒状材料的中心部偏析进入焊接部时，由于杂质，接合部的强度降低，不良率恶化。在此，偏析是指合金元素、杂质不均匀地偏置的现象或其状态(JISG0201钢铁用语(热处理))。另外，中心部偏析是指由于钢的凝固过程中的成分的偏置而在钢材中心部出现偏析的情况(参照JISG0553钢的宏观组织试验方法)。专利文献1所记载的外侧联轴器构件由于为杯状部与轴部成为一体的类型，因此关于在对杯状部与轴部进行焊接的情况下面对的问题，完全没有考虑。但是，在如专利文献1所记载的锻造加工那样通过单工序实施镦锻时，截面减少率、高度减少率会变大。在钢坯端面，由于冲模、冲头之间的摩擦，横向延展存在限制，因此导致钢坯的高度方向的中央部进行横向延展(扩径)。其结果是，中心部偏析也向外径侧移动。这样，向外径侧移动了的中心部偏析在接合型的外侧联轴器构件的情况下可能对接合部产生干涉。若中心部偏析对接合部产生干涉，则会成为强度不足、焊接不良的原因，因此，为了使中心部偏析不与焊接部干涉，在锻造加工的过程中，需要想办法将中心部偏析阻止在内径侧。截面减少率是指，在将材料的成形前的截面积设为A0、将成型后的截面积设为A时，100×(A0-A)/A。另外，高度减少率是指，在将进行镦锻等的材料部分的加工前的高度设为H0、将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等速万向联轴器的外侧联轴器构件，其是通过将杯状构件与轴构件接合而制造的外侧联轴器构件，其中，所述杯状构件呈在一端开口的有底筒状，且包括筒状部、底部以及从所述底部突出的短轴部，所述短轴部为实心轴状且在端部具有接合用端面，所述轴构件为实心轴状且在一端具有接合用端面，通过使所述杯状构件的所述接合用端面与所述轴构件的所述接合用端面对接并进行焊接而形成环状的焊接部，从而避免中心部偏析与所述焊接部干涉。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.18 JP 2014-1255021.一种等速万向联轴器的外侧联轴器构件，其是通过将杯状构件与轴构件接合而制造的外侧联轴器构件，其中，所述杯状构件呈在一端开口的有底筒状，且包括筒状部、底部以及从所述底部突出的短轴部，所述短轴部为实心轴状且在端部具有接合用端面，所述轴构件为实心轴状且在一端具有接合用端面，通过使所述杯状构件的所述接合用端面与所述轴构件的所述接合用端面对接并进行焊接而形成环状的焊接部，从而避免中心部偏析与所述焊接部干涉。2.一种等速万向联轴器的外侧联轴器构件的制造方法，其在制造权利要求1所述的等速万向联轴器的外侧联轴器构件时，通过锻造工序来成形所述杯状构件，使所述杯状构件的接合用端面与所述轴构件的接合用端面对接并进行焊接而形成环状的焊接部，所述锻造工序包括：连续且多级地对柱状的钢坯进行镦锻的镦锻加工、成形所述筒状部和所述短轴部的挤出加工以及对所述筒状部进行减薄拉伸的减薄拉伸加工。3.根据权利要求2所述的等速万向联轴器的外侧联轴器构件的制造方法，其中，通过从外径侧照射高能密度束流来进行焊接。4.根据权利要求2或3所述的等速万向联轴器的外侧联轴器构件的制造方法，其中，就在所述镦锻加工的过程中使用的模具而言，在相当于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：沼本润，中野健一，藤田拓也，世良昌，松永浩司，杉山达朗，小林正纯，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP