專利名稱：金屬帶類型的連續(xù)變速傳動的v形塊的生產(chǎn)方法和沖模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬帶類型的連續(xù)變速傳動的V形塊的生產(chǎn)方法，其中沖壓成型容易，且沖壓機沖模的耐久性很高。
背景技術(shù)：
已知一種金屬帶類型的連續(xù)變速傳動，其所具環(huán)形金屬帶包括薄金屬環(huán)組合件，它由相互分層堆積的薄金屬環(huán)和許多由薄金屬環(huán)組合件沿其周邊支承的V形塊形成。環(huán)形金屬帶圍繞主動輪和從動輪而纏繞，速度改變比例通過改變滑輪凹槽的寬度而加以調(diào)節(jié)。V形塊的形狀如

圖14、15所示(日本公開專利文件Hei 2-225840的圖2a、2b)。下文中，V形塊按下述方法進行生產(chǎn)。均勻厚度的平板材料按V形塊的前面形狀加以沖壓以獲得V形塊，這時，在V形塊的外部分的厚度保持于均勻厚度的同時，V形塊的內(nèi)部分被沖壓壓扁，以使厚度從搖動邊緣向著最內(nèi)部分逐漸減少。
為了減少需沖壓壓扁的體積，如圖16、17所示，V形塊的內(nèi)部分預(yù)先成形成薄的臺階形，然后用沖壓機墊塊成形成從搖動邊緣向著內(nèi)部伸展的傾斜表面。
如果示于圖14、15的V形塊在不部分改變平板材料的厚度的情況下加以生產(chǎn)，由于V形塊的內(nèi)部分的沖壓壓扁平均深度很大，沖模的磨損嚴重，從而縮短沖模的壽命，造成成本很高。
在圖16、17所示的V形塊中，其所具的重心位于搖動邊緣的外側(cè)，由于只賦予臺階部分與搖動邊緣之間的部分以大的變形，因此沖壓壓扁體積很小。但是，要承受由滑輪的V形凹槽的表面作用的強大壓縮力的內(nèi)部分很薄，從而內(nèi)部分的強度和剛度不足，與滑輪凹槽接觸的內(nèi)部分的側(cè)表面被變形而嚴重磨損，分配至V形塊和金屬環(huán)上的負載由于鞍狀表面的變形而變得不相等，金屬帶和功率傳輸效率的下降不可避免。
此外，在圖16、17所示的現(xiàn)有技術(shù)中，由于沖壓壓扁的深度從外側(cè)單向地向著內(nèi)側(cè)變得更深，主沖頭和沖壓機墊塊的沖壓反作用力作用在外方向上，沖模與主沖頭之間和沖模與沖壓機墊塊之間的間隙變得不是恒定而部分變寬，V形塊的形狀精度下降，或在一個部分上產(chǎn)生不是剪切變形表面的斷裂表面。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述困難，本發(fā)明提出一種生產(chǎn)金屬帶類型的連續(xù)變速傳動的V形塊的方法，該金屬帶類型的連續(xù)變速傳動具有環(huán)形金屬帶，環(huán)形金屬帶包括薄金屬環(huán)組合件，它由相互分層堆積的薄金屬環(huán)和許多由薄金屬環(huán)組合件沿其周邊支承的V形塊形成，并圍繞主動輪和從動輪而纏繞，主動輪和從動輪用于通過改變滑輪凹槽的寬度，調(diào)節(jié)速度改變比例，其中，V形塊通過應(yīng)用主沖頭和沖壓機墊塊沖壓V形塊沖壓材料而成型；V形塊沖壓材料的截面包括寬度大致均勻的外部分和漸縮的內(nèi)部分，該內(nèi)部分具有一個斜面，它從一個與搖動邊緣向內(nèi)相隔預(yù)定距離的位置緩慢地向著材料的最內(nèi)端傾斜；主沖頭和沖壓機墊塊所具的前面形狀基本與V形塊的前面形狀相同；以及，而向搖動邊緣的任一沖頭具有斜面，該斜面從對應(yīng)所述搖動邊緣的位置開始，逐漸向內(nèi)上升地伸展。
根據(jù)此發(fā)明，V形塊沖壓材料的沖壓壓扁部分在V形塊沖壓材料的拔梢體的起始點是最厚的，并從起始點向著搖動邊緣逐漸變薄，還同樣地從起始點逐漸向內(nèi)變薄。因此，V形塊沖壓材料的沖壓壓扁部分的平均壓扁深度小于通常方法中的平均壓扁深度，在通常方法中，壓扁部分從搖動邊緣向內(nèi)逐漸變厚。結(jié)果，沖壓機墊塊在沖壓成型上的局部表面壓力能下降，從而大大延長沖壓沖模的壽命。
此外，根據(jù)本發(fā)明，由于V形塊的內(nèi)部分的厚度與外部分的厚度相比，并未顯著減少，要承受由滑輪的V形凹槽作用的強壓縮負載的內(nèi)部分的強度和剛度并未如此顯著地下降，從而V形塊接觸滑輪的部分的磨損很小，分配至V形塊和金屬環(huán)的負載不易由于鞍狀表面的變形而變成不相等，因此金屬帶的耐用性和功率傳輸效率得到改進。
如果V形塊沖壓材料的拔梢體的起始點與搖動邊緣之間部分的沖壓壓扁體積和V形塊沖壓材料的拔梢體的起始點內(nèi)側(cè)區(qū)域的沖壓壓扁體積基本相等，伴隨沖壓成型幾乎沒有沖壓反作用力作用在沖頭上，沖頭相對沖模的相對位置能嚴格保持，形狀和尺寸的精度能大大改進，且不產(chǎn)生斷裂表面。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出一種沖模，用于生產(chǎn)金屬帶類型的連續(xù)變速傳動的V形塊，其中，沖模所具的前面形狀基本與V形塊的相同；沖模包括主沖頭和沖壓機墊塊，它們具有平行表面，用于沖壓V形塊沖壓材料，V形塊沖壓材料的截面圖包括寬度大致均勻的外部分和漸縮的內(nèi)部分，該內(nèi)部分具有斜面，它從一個與搖動邊緣向內(nèi)相隔預(yù)定距離的位置緩慢地向著材料的最內(nèi)端傾斜；以及面向搖動邊緣的任一沖頭具有斜面，該斜面從對應(yīng)搖動邊緣的位置開始，逐漸向內(nèi)上升地伸展。
附圖概述圖1是金屬帶類型的連續(xù)變速傳動的示意側(cè)視圖，其所具V形塊由本發(fā)明的方法加以生產(chǎn)；圖2是環(huán)形金屬帶的部分透視圖；圖3是V形塊的前視圖；圖4是沿圖3中線IV-IV截取的截面圖；圖5是沿圖3中線V-V截取的截面圖；圖6是V形塊材料的部分平面圖；圖7是沿圖6中線VII-VII截取的截面圖；圖8A是根據(jù)本發(fā)明提出的V形塊內(nèi)部分的截面圖，用于表示沖壓壓扁狀態(tài)；圖8B是通常V形塊的內(nèi)部分的截面圖，用于表示沖壓壓扁狀態(tài)；圖9A是根據(jù)本發(fā)明提出的V形塊的側(cè)視圖，用于表示成型后的形狀以及中性軸線與端部之間的距離；圖9B是通常V形塊的側(cè)視圖，用于表示成型后的形狀以及中性軸線與端部之間的距離；圖10是根據(jù)本發(fā)明提出的沖壓裝置的截面圖，它表示當(dāng)V形塊材料插入時的狀態(tài)；圖11是類似圖10的截面圖，它表示V形塊材料被上、下沖模、主沖頭和沖壓機墊塊沖壓時的狀態(tài)；圖12是類似于圖10的截面圖，它表示沖壓的中間狀態(tài)；圖13是類似于圖12的截面圖，它表示沖壓結(jié)束狀態(tài)；圖14是按本發(fā)明提出的V形塊的前視圖；圖15是沿圖14的線XV-XV截取的截面圖；圖16是通常V形塊的前視圖；圖17是沿圖16的線XVII-XVII截取的截面圖；圖18是一張表，它表示按本發(fā)明提出的V形塊和通常V形塊的抗彎強度；而圖19是一張表，它表示按本發(fā)明提出的V形塊和通常V形塊的沖壓壓扁截面面積A和平均壓扁深度A/L。
發(fā)明的優(yōu)選實施例在下文將說明示于圖1至7和圖10至13中的本發(fā)明的實施例。
金屬帶類型的連續(xù)變速傳動0的薄金屬環(huán)1具有例如660mm的周長、9.2mm的寬度和0.18mm的厚度。如圖2所示，十二層薄金屬環(huán)1在厚度方向緊密地堆積，以形成薄金屬環(huán)組合件2。許多V形塊3由一對薄金屬環(huán)組合件2支承，用以構(gòu)成環(huán)形金屬帶。
如圖1所示，環(huán)形金屬帶4圍繞金屬帶類型的連續(xù)變速傳動0的主動輪5和從動輪6而纏繞。主動輪5通過起動離合器(未表示)與內(nèi)燃機(未表示)相連接，從動輪6通過齒輪傳動和差動齒輪(未表示)與右、左輪(未表示)相連接，用于將內(nèi)燃機的功率傳送給輪子。
主動輪5和從動輪6具有各自的儲油室(未表示)。儲油室各自添加有經(jīng)適當(dāng)調(diào)節(jié)的油壓，從而主動輪5和從動輪6的滑輪凹槽的寬度被調(diào)節(jié)，用以賦予金屬帶類型的連續(xù)變速傳動以最佳速度比。
金屬V形塊具有24mm的寬度、13mm的高度和1.5mm的厚度。如圖3所示，在金屬V形塊3的投影前視圖中，外部分的形狀像一把傘，而右、左切口3c成形于中間部分。如圖4所示，金屬V形塊3相對其前進方向的前表面在外部分設(shè)置有短圓柱形突物3d，在金屬V形塊3的后表面設(shè)置有空洞3e，它對應(yīng)于外部分上的短圓柱形突物3d。金屬V形塊3的后表面3b和金屬V形塊3的前表面3a和外部分是平的，且相互平行。但是，金屬V形塊3的前表面3a的內(nèi)部分傾斜成，使金屬V形塊3成為從搖動邊緣3g向著金屬V形塊3的內(nèi)邊緣3f逐漸變薄，搖動邊緣3g所在的位置與內(nèi)邊緣3f相距4.2mm。
為了生產(chǎn)上述金屬V形塊3，預(yù)先成形如圖7所示的V形塊材料8。
V形塊材料8由長的帶狀材料形成，此種帶狀材料具有5mm的恒定厚度和約40mm的恒定寬度，該寬度大于金屬V形塊3的高度(13mm)，以便于夾持帶狀材料。帶狀材料8的表面8b從邊緣線8d傾斜地刨向側(cè)邊緣8c，邊緣線8d離帶狀材料的側(cè)邊緣8c約間隔17mm，以便形成一個傾斜角約6°的斜面8e。
V形塊材料用圖10所示的沖壓裝置10加以沖壓，以便獲得金屬V形塊3。沖壓裝置10具有框架11，下沖模12設(shè)置在框架11的下部，而上沖模13在框架11中裝配成，得以接近和離開下沖模12。上沖模13由設(shè)置在框架11的上部上的沖模驅(qū)動液壓汽缸14加以上、下驅(qū)動。
下沖模12的上表面12a成形有凹陷12b，其形狀與金屬V形塊3的前面形狀相同(嚴格講，略大于)。在此凹陷12b中，緊配合地安裝著沖壓機墊塊15，以便上、下滑移。在沖壓機墊塊15與框架11的底部之間插入著沖壓機墊塊驅(qū)動液壓汽缸16，用以上、下驅(qū)動沖壓機墊塊15。
上沖模13的下表面13a成形有凹陷13b，其形狀與下沖模12的凹陷12b的形狀相同。在此凹陷13b中緊配合地安裝著沖頭17，以便上、下滑移。在沖頭17的頂部與框架11之間插入著沖頭驅(qū)動液壓汽缸18，它具有貫穿上沖模13的活塞18a。沖頭17由墊塊驅(qū)動液壓汽缸18加以上、下驅(qū)動。
在沖壓機墊塊15的一個上表面的外部分上設(shè)置有短圓柱形空洞15b，用于成形金屬V形塊3的突物3d，而在主沖頭17的下表面17a的外部分上設(shè)置有突物17b，用以成形金屬V形塊3的短圓柱形空洞3e。在沖壓機墊塊15的上表面15a的內(nèi)部分成形有約3.5°的斜面15e。斜面15e開始于位置15d，并向著內(nèi)邊緣15c伸展，位置15d與沖壓機墊塊15的內(nèi)邊緣15c相距4.2mm。
V形塊材料8如圖10所示地放置在下沖模12和沖壓機墊塊15上，沖模驅(qū)動液壓汽缸14和主沖頭驅(qū)動液壓汽缸18進行運行，使上沖模13和主沖頭17的下表面13a、17a接觸V形塊材料8的表面8b，于是，V形塊材料通過將主沖頭驅(qū)動液壓汽缸18和沖壓機墊塊驅(qū)動液壓汽缸16的油壓保持于預(yù)定壓力(圖11)而被恒定的擠壓力加以擠壓。主沖頭17和沖壓機墊塊15一起下降，以便通過沖壓過程獲得一塊金屬V形塊3(圖12)。
此后，沖模驅(qū)動液壓汽缸14、沖壓機墊塊驅(qū)動液壓汽缸16和主沖頭驅(qū)動液壓汽缸18回復(fù)至圖10所示的各自位置，然后，V形塊材料8沿金屬V形塊3的寬度方向(V形塊材料8的縱向)在金屬V形塊3的寬度(24mm)之外移過例如50mm，接著，前述沖壓過程重復(fù)，以進行批量生產(chǎn)。
如圖8a所示，V形塊材料8的邊緣線8d和金屬V形塊3的作為斜面起始邊緣的搖動邊緣3g之間相互相距1.4mm，部分V形塊材料8被沖壓機墊塊15的上表面所壓扁，它在圖8A中被涂黑，并具有等腰三角形形狀。因此，當(dāng)V形塊材料8被壓扁時，在V形塊材料8的寬度方向，也即在金屬V形塊3的高度方向，幾乎不產(chǎn)生反作用力，而且在V形塊材料8被沖壓時，材料8不會在V形塊材料8的寬度方向移位，用以將沖模與主沖頭之間和沖模與沖壓機墊塊之間的間隙保持為常數(shù)。結(jié)果，金屬V形塊3的形狀的精確度不會下降，還會防止除剪切變形表面之外，部分產(chǎn)生斷裂表面。
根據(jù)示于圖14、15的本實施例，金屬V形塊3壓扁截面面積A是0.112295mm2，而示于圖16、17的V形塊的壓扁截面面積A是0.08522mm2。示于圖14、15中的金屬V形塊3的壓扁長度L是3.218mm，而示于圖16、17的V形塊的壓扁長度L是1.966mm。關(guān)于平均壓扁深度A/L，如由圖19中的表可清楚，按照本實施例的平均壓扁深度A/L低于圖16、17所示的通常的V形塊的。因此，按照本發(fā)明，沖頭的壽命得以延長。
圖9A表示示于圖14、15的金屬V形塊3的內(nèi)部分3h，而圖9B表示示于圖16、17的通常V形塊的相似的內(nèi)部分。在通常的V形塊中，靠近最內(nèi)端的部分制作成薄于本實施例的金屬V形塊3，因此，內(nèi)部分3h相對通過重心G的中性軸線N的面積慣性矩I小于本實施例的金屬V形塊3的內(nèi)部分3h的相似I。
當(dāng)彎矩M作用在被主動輪5和從動輪6的滑輪凹槽面擠壓的金屬V形塊3的內(nèi)部分3h上時(見圖3)，在內(nèi)部分3h鄰近切口3c的位置上產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，在內(nèi)邊緣3f上產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。如由圖18的表中可清楚看到，由于在本實施例中上述的面積慣性矩I大于通常V形塊的，在本實施例中的拉伸應(yīng)力aT和壓縮壓力aC小于通常V形塊中的。也即，假定通常V形塊中的應(yīng)力為100的話，則在本實施例的應(yīng)力為90.71(拉伸應(yīng)力)或97.12(壓縮壓力)。因此，本發(fā)明的金屬V形塊3難于破壞和變形。
權(quán)利要求
1.一種金屬帶類型的連續(xù)變速傳動的V形塊的生產(chǎn)方法，該金屬帶類型的連續(xù)變速傳動具有環(huán)形金屬帶，環(huán)形金屬帶包括薄金屬環(huán)組合件，它由相互分層堆積的薄金屬環(huán)和許多由薄金屬環(huán)組合件沿其周邊支承的V形塊形成；并圍繞主動輪和從動輪而纏繞，主動輪和從動輪用于通過改變滑輪凹槽的寬度，調(diào)節(jié)速度改變比例，其中所述V形塊通過應(yīng)用主沖頭和沖壓機墊塊沖壓V形塊沖壓材料而成型；所述V形塊沖壓材料的截面包括寬度大致均勻的外部分和漸縮的內(nèi)部分，該內(nèi)部分具有斜面，它從一個與搖動邊緣向內(nèi)相隔預(yù)定距離的位置緩慢地向著材料的最內(nèi)端傾斜；所述主沖頭和所述沖壓機墊塊所具的前面形狀基本與所述V形塊的前面形狀相同；以及面向所述搖動邊緣的任一沖頭具有斜面，該斜面從對應(yīng)所述搖動邊緣的位置開始，逐漸向內(nèi)上升地伸展。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬帶類型的連續(xù)變速傳動的V形塊的生產(chǎn)方法，其中所述V形塊沖壓材料的拔梢體起始點與所述V形塊沖壓材料的搖動邊緣之間部分的沖壓壓扁體積，和所述V形塊沖壓材料的拔梢體起始點內(nèi)側(cè)區(qū)域的沖壓壓扁體積基本相等。
3.一種沖模，用于生產(chǎn)金屬帶類型的連續(xù)變速傳動的V形塊，其中所述沖模具有與所述V形塊基本相同的前面形狀；所述沖模包括主沖頭和沖壓機墊塊，它們具有平行表面，用于沖壓V形塊沖壓材料，V形塊沖壓材料的截面包括寬度大致均勻的外部分和漸縮的內(nèi)部分，該內(nèi)部分具有斜面，它從一個與搖動邊緣向內(nèi)相隔預(yù)定距離的位置緩慢地向著材料的最內(nèi)端傾斜；以及面向所述搖動邊緣的任一沖頭具有斜面，該斜面從對應(yīng)所述搖動邊緣的位置開始，逐漸向內(nèi)上升地伸展。
全文摘要
提出一種金屬帶類型的連續(xù)變速傳動的V形塊的生產(chǎn)方法。V形塊通過應(yīng)用主沖頭和沖壓機墊塊沖壓V形塊沖壓材料而成型。V形塊沖壓材料的截面包括寬度大致均勻的外部分和漸縮的內(nèi)部分,該內(nèi)部分具有斜面,它從一個與搖動邊緣向內(nèi)相隔預(yù)定距離的位置緩慢地向著材料的最內(nèi)端傾斜。主沖頭和沖壓機墊塊所具的前面形狀基本與V形塊的前面形狀相同,面向搖動邊緣的任一沖頭具有斜面,該斜面從對應(yīng)搖動邊緣的位置開始,逐漸地向內(nèi)上升地伸展。
文檔編號F16G5/00GK1366471SQ01800965
公開日2002年8月28日 申請日期2001年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月17日
發(fā)明者和久井寬 申請人:本田技研工業(yè)株式會社