项目名称及单位:带上下缘的FAN马达用脱落固定部件(图1) 保来得
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本制品是用于小型FAN马达旋转轴的脱落固定部件。作为FAN马达的重要特性之一,是在搬运与落下时,可以与叶轮成为一体的旋转轴不能从轴承脱落。一般地,在轴上实施沟槽加工,埋入树脂环,对轴压入金属环,防止脱落固定,但是需要轴加工与组装等工序,所以有成本的问题。而且,也不能够削减部件数量、不能与带底的壳体相对应。
在本开发中,为了简化脱落固定的结构,将带有不同缘的两个烧结部件压入,成为带上下缘的一体化部件,就能够与带底的壳体相对应。而且,由于是径向的厚度仅有0.4mm,是非常薄的零件,在压入时可能会发生破损及裂纹,所以,采用延伸率高的纯铁基材料,以确保在脱落时有100N以上的强度。由于本部件是接近含油轴承的部件,所以能够与防止轴承含浸油吸入的疏油处理相对应。由此,能够使得从轴承漏出的油再次回到轴承,能够延长轴承的寿命。
结果是,与适合于小型部件的MIM部件相比,能够将成本降低1/4,能够与带底的壳体相对应。由此,能够减少部件的数目,组装也容易。
评价要点:不使用MIM法,而是由历来的方法将2个小型薄壁部件进行压入组装的技术,实现了用于脱落固定机构的思路,并实现了月产30万件的业绩。
项目名称及单位:发动机的新可变阀系统用VVEL中使用的烧结部件(图2)
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三菱材料PMG·日产汽车
本部件是日产汽车与日立制作所共同开发的VVEL产品所使用的部件。
由于汽车中燃料费的提高与性能相互矛盾,所以发动机的曲轴相位与发动机旋转数相对应而变化的系统是标准的。VVEL可对发动机的阀门动作角、阀门偏移量实现连续可变控制,成为能够使发动机的性能大幅度提高的系统。
带环的零件是压力加工与精密冲裁等其他加工法竞争后,*终选择了烧结。烧结中使用了Fe—Mo-C系的材料,通过实施粉末填充与热处理的*优化,确保了强度与耐磨性,实现了端面加工费用的控制及半月的形状。而且,通过部件的小型、薄壁、高强度化,实现了发动机7000rpm以上的高速旋转。
输入凸轮是压入并由销固定于传动轴,成为偏心凸轮,进入环的内径,由于与环的滑动部位是不使用轴承的结构,所以提高Fe—Cu-C系的材料中Cu的含量,提高滑动性与耐磨性,通过实施磷酸锰处理,能够提高初期磨合程度,实现减少摩擦与滑动的平稳。
结果是,实现了VVEL中的机械式可变阀系统中使用烧结部件。
评价要点:在确保超过7000rpm的新VVEL机构中采用烧结部件,今后继续扩大,有望在可变阀系统中得到更多的应用。
项目名称及单位:可变阀门升程用锁定臂的开发(图3) 精细烧结
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本部件是汽车的可变阀门升程用锁定臂。内径具有螺旋形花键,在一个气筒中成套使用3个零件。
本部件的特征在于,一个零件是外周具有不同形状、内部的旋形花键贯通的形状,其余2个是内部的旋形花键不贯通,且外周形状不同,二者是非对称的形状。3个零件都需要加工横沟、横孔,重要的问题是要取得强度、精度与成本的平衡。
在本开发中,为了发挥烧结的优越性,采用了旋形花键的净成形化与横加工技术。旋形花键的成形中,外周形状为异形,壁厚的变化引起粉末流动的变化,从而造成密度差,由于这样可能会造成难以确保花键精度(JIS4级),所以开发了能够控制局部填充量的新填充方法,确保了精度与强度。
在横沟的加工中,*初由铰刀对成形体加上,加工是在8秒之间高速实现的,同时为了抑制破损与缺陷的发生,对刀具的选定、工件的固定方法、加工机器内的搬送方法等都下了功夫,并进行了优化,实现了对成形体的多处加工的批量生产。
结果是,实现了对外周异形、内径具有高精度旋形花键零件的成形体加工并批量生产,在世界上*实现了新机构部件的烧结化。
评价要点:实现了对内径旋形花键、外周异形的近净成形与成形体加工的组合,今后进一步扩大了用于可变阀门升程新结构的烧结部件。
项目名称及单位:一体型2台阶链轮的开发(图4) 日立粉末冶金
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本部件是通用发动机的凸轮链轮、排气、吸气用的凸轮等3零件一体化的部件,由于是使用于排气量大的发动机,所以要求发动机的紧凑化,以及减少组装工序。
形状与楞来相比,链轮20%,凸轮为30%,全长为40%,都有增大,上轮毂也长了18%,上轮毂具有使其他部件停止的功能,与凸轮一侧不是相似的形状。
由于与凸轮是非相似的形状,所以上轮毂有密度不均匀的担忧,通过理论研究与成形实验而决定了*佳形状,模具结构为上2段(台阶),下3段。
而且,在对凸轮的高频淬火中,是固定部件进行的。在本部件中,通过吸气与排气的凸轮口径、侧面轮廓、相位的差异所引起的边缘附近的壁厚的变化,可能会在加热时产生侧面轮廓内周边不同温度上升的问题,实施了线圈、支撑工件的工具的改良,通过进行淬火条件参数的实验,实现了吸气与排气凸轮的一次同时淬火。
结果是,实现了能够满足性能要求的一体型2台阶凸轮链轮的批量生产。
评价要点:实现了排气、吸气用的凸轮、链轮3零件一体化,确定了凸轮部分的高频烧结条件。
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