項目名稱及單位:帶上下緣的FAN馬達用脫落固定部件(圖1) 保來得
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本制品是用于小型FAN馬達旋轉軸的脫落固定部件。作為FAN馬達的重要特性之一,是在搬運與落下時,可以與葉輪成為一體的旋轉軸不能從軸承脫落。一般地,在軸上實施溝槽加工,埋入樹脂環,對軸壓入金屬環,防止脫落固定,但是需要軸加工與組裝等工序,所以有成本的問題。而且,也不能夠削減部件數量、不能與帶底的殼體相對應。
在本開發中,為了簡化脫落固定的結構,將帶有不同緣的兩個燒結部件壓入,成為帶上下緣的一體化部件,就能夠與帶底的殼體相對應。而且,由于是徑向的厚度僅有0.4mm,是非常薄的零件,在壓入時可能會發生破損及裂紋,所以,采用延伸率高的純鐵基材料,以確保在脫落時有100N以上的強度。由于本部件是接近含油軸承的部件,所以能夠與防止軸承含浸油吸入的疏油處理相對應。由此,能夠使得從軸承漏出的油再次回到軸承,能夠延長軸承的壽命。
結果是,與適合于小型部件的MIM部件相比,能夠將成本降低1/4,能夠與帶底的殼體相對應。由此,能夠減少部件的數目,組裝也容易。
評價要點:不使用MIM法,而是由歷來的方法將2個小型薄壁部件進行壓入組裝的技術,實現了用于脫落固定機構的思路,并實現了月產30萬件的業績。
項目名稱及單位:發動機的新可變閥系統用VVEL中使用的燒結部件(圖2)
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三菱材料PMG·日產汽車
本部件是日產汽車與日立制作所共同開發的VVEL產品所使用的部件。
由于汽車中燃料費的提高與性能相互矛盾,所以發動機的曲軸相位與發動機旋轉數相對應而變化的系統是標準的。VVEL可對發動機的閥門動作角、閥門偏移量實現連續可變控制,成為能夠使發動機的性能大幅度提高的系統。
帶環的零件是壓力加工與精密沖裁等其他加工法競爭后,*終選擇了燒結。燒結中使用了Fe—Mo-C系的材料,通過實施粉末填充與熱處理的*優化,確保了強度與耐磨性,實現了端面加工費用的控制及半月的形狀。而且,通過部件的小型、薄壁、高強度化,實現了發動機7000rpm以上的高速旋轉。
輸入凸輪是壓入并由銷固定于傳動軸,成為偏心凸輪,進入環的內徑,由于與環的滑動部位是不使用軸承的結構,所以提高Fe—Cu-C系的材料中Cu的含量,提高滑動性與耐磨性,通過實施磷酸錳處理,能夠提高初期磨合程度,實現減少摩擦與滑動的平穩。
結果是,實現了VVEL中的機械式可變閥系統中使用燒結部件。
評價要點:在確保超過7000rpm的新VVEL機構中采用燒結部件,今后繼續擴大,有望在可變閥系統中得到更多的應用。
項目名稱及單位:可變閥門升程用鎖定臂的開發(圖3) 精細燒結
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本部件是汽車的可變閥門升程用鎖定臂。內徑具有螺旋形花鍵,在一個氣筒中成套使用3個零件。
本部件的特征在于,一個零件是外周具有不同形狀、內部的旋形花鍵貫通的形狀,其余2個是內部的旋形花鍵不貫通,且外周形狀不同,二者是非對稱的形狀。3個零件都需要加工橫溝、橫孔,重要的問題是要取得強度、精度與成本的平衡。
在本開發中,為了發揮燒結的優越性,采用了旋形花鍵的凈成形化與橫加工技術。旋形花鍵的成形中,外周形狀為異形,壁厚的變化引起粉末流動的變化,從而造成密度差,由于這樣可能會造成難以確保花鍵精度(JIS4級),所以開發了能夠控制局部填充量的新填充方法,確保了精度與強度。
在橫溝的加工中,*初由鉸刀對成形體加上,加工是在8秒之間高速實現的,同時為了抑制破損與缺陷的發生,對刀具的選定、工件的固定方法、加工機器內的搬送方法等都下了功夫,并進行了優化,實現了對成形體的多處加工的批量生產。
結果是,實現了對外周異形、內徑具有高精度旋形花鍵零件的成形體加工并批量生產,在世界上*實現了新機構部件的燒結化。
評價要點:實現了對內徑旋形花鍵、外周異形的近凈成形與成形體加工的組合,今后進一步擴大了用于可變閥門升程新結構的燒結部件。
項目名稱及單位:一體型2臺階鏈輪的開發(圖4) 日立粉末冶金
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本部件是通用發動機的凸輪鏈輪、排氣、吸氣用的凸輪等3零件一體化的部件,由于是使用于排氣量大的發動機,所以要求發動機的緊湊化,以及減少組裝工序。
形狀與楞來相比,鏈輪20%,凸輪為30%,全長為40%,都有增大,上輪轂也長了18%,上輪轂具有使其他部件停止的功能,與凸輪一側不是相似的形狀。
由于與凸輪是非相似的形狀,所以上輪轂有密度不均勻的擔憂,通過理論研究與成形實驗而決定了*佳形狀,模具結構為上2段(臺階),下3段。
而且,在對凸輪的高頻淬火中,是固定部件進行的。在本部件中,通過吸氣與排氣的凸輪口徑、側面輪廓、相位的差異所引起的邊緣附近的壁厚的變化,可能會在加熱時產生側面輪廓內周邊不同溫度上升的問題,實施了線圈、支撐工件的工具的改良,通過進行淬火條件參數的實驗,實現了吸氣與排氣凸輪的一次同時淬火。
結果是,實現了能夠滿足性能要求的一體型2臺階凸輪鏈輪的批量生產。
評價要點:實現了排氣、吸氣用的凸輪、鏈輪3零件一體化,確定了凸輪部分的高頻燒結條件。
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