金属带类型的连续变速传动的V形块的生产方法和冲模技术领域
本发明涉及金属带类型的连续变速传动的V形块的生产方法，其中
冲压成型容易，且冲压机冲模的耐久性很高。
背景技术
已知一种金属带类型的连续变速传动，其所具环形金属带包括薄金
属环组合件，它由相互分层堆积的薄金属环和许多由薄金属环组合件沿
其周边支承的V形块形成。环形金属带围绕主动轮和从动轮而缠绕，速
度改变比例通过改变滑轮凹槽的宽度而加以调节。V形块的形状如图14、
15所示(日本公开专利文件Hei 2-225840的图2a、2b)。下文中，V形
块按下述方法进行生产。均匀厚度的平板材料按V形块的前面形状加以
冲压以获得V形块，这时，在V形块的外部分的厚度保持于均匀厚度的
同时，V形块的内部分被冲压压扁，以使厚度从摇动边缘向着最内部分逐
渐减少。
为了减少需冲压压扁的体积，如图16、17所示，V形块的内部分预
先成形成薄的台阶形，然后用冲压机垫块成形成从摇动边缘向着内部伸
展的倾斜表面。
如果示于图14、15的V形块在不部分改变平板材料的厚度的情况下
加以生产，由于V形块的内部分的冲压压扁平均深度很大，冲模的磨损
严重，从而缩短冲模的寿命，造成成本很高。
在图16、17所示的V形块中，其所具的重心位于摇动边缘的外侧，
由于只赋予台阶部分与摇动边缘之间的部分以大的变形，因此冲压压扁
体积很小。但是，要承受由滑轮的V形凹槽的表面作用的强大压缩力的
内部分很薄，从而内部分的强度和刚度不足，与滑轮凹槽接触的内部分
的侧表面被变形而严重磨损，分配至V形块和金属环上的负载由于鞍状
表面的变形而变得不相等，金属带和功率传输效率的下降不可避免。
此外，在图16、17所示的现有技术中，由于冲压压扁的深度从外侧
单向地向着内侧变得更深，主冲头和冲压机垫块的冲压反作用力作用在
外方向上，冲模与主冲头之间和冲模与冲压机垫块之间的间隙变得不是
恒定而部分变宽，V形块的形状精度下降，或在一个部分上产生不是剪切
变形表面的断裂表面。
发明内容
为克服上述困难，本发明提出一种生产金属带类型的连续变速传动
的V形块的方法，该金属带类型的连续变速传动具有环形金属带，环形
金属带包括薄金属环组合件，它由相互分层堆积的薄金属环和许多由薄
金属环组合件沿其周边支承的V形块形成，并围绕主动轮和从动轮而缠
绕，主动轮和从动轮用于通过改变滑轮凹槽的宽度，调节速度改变比例，
其中，V形块通过应用主冲头和冲压机垫块冲压V形块冲压材料而成型；
V形块冲压材料的截面包括宽度大致均匀的外部分和渐缩的内部分，该内
部分具有一个斜面，它从一个与摇动边缘向内相隔预定距离的位置缓慢
地向着材料的最内端倾斜；主冲头和冲压机垫块所具的前面形状基本与V
形块的前面形状相同；以及，而向摇动边缘的任一冲头具有斜面，该斜
面从对应所述摇动边缘的位置开始，逐渐向内上升地伸展。
根据此发明，V形块冲压材料的冲压压扁部分在V形块冲压材料的拔
梢体的起始点是最厚的，并从起始点向着摇动边缘逐渐变薄，还同样地
从起始点逐渐向内变薄。因此，V形块冲压材料的冲压压扁部分的平均压
扁深度小于通常方法中的平均压扁深度，在通常方法中，压扁部分从摇
动边缘向内逐渐变厚。结果，冲压机垫块在冲压成型上的局部表面压力
能下降，从而大大延长冲压冲模的寿命。
此外，根据本发明，由于V形块的内部分的厚度与外部分的厚度相
比，并未显著减少，要承受由滑轮的V形凹槽作用的强压缩负载的内部
分的强度和刚度并未如此显著地下降，从而V形块接触滑轮的部分的磨
损很小，分配至V形块和金属环的负载不易由于鞍状表面的变形而变成
不相等，因此金属带的耐用性和功率传输效率得到改进。
如果V形块冲压材料的拔梢体的起始点与摇动边缘之间部分的冲压
压扁体积和V形块冲压材料的拔梢体的起始点内侧区域的冲压压扁体积
基本相等，伴随冲压成型几乎没有冲压反作用力作用在冲头上，冲头相
对冲模的相对位置能严格保持，形状和尺寸的精度能大大改进，且不产
生断裂表面。
根据本发明的另一方面，提出一种冲模，用于生产金属带类型的连
续变速传动的V形块，其中，冲模所具的前面形状基本与V形块的相同；
冲模包括主冲头和冲压机垫块，它们具有平行表面，用于冲压V形块冲
压材料，V形块冲压材料的截面图包括宽度大致均匀的外部分和渐缩的内
部分，该内部分具有斜面，它从一个与摇动边缘向内相隔预定距离的位
置缓慢地向着材料的最内端倾斜；以及面向摇动边缘的任一冲头具有斜
面，该斜面从对应摇动边缘的位置开始，逐渐向内上升地伸展。
附图概述
图1是金属带类型的连续变速传动的示意侧视图，其所具V形块由
本发明的方法加以生产；
图2是环形金属带的部分透视图；
图3是V形块的前视图；
图4是沿图3中线IV-IV截取的截面图；
图5是沿图3中线V-V截取的截面图；
图6是V形块材料的部分平面图；
图7是沿图6中线VII-VII截取的截面图；
图8A是根据本发明提出的V形块内部分的截面图，用于表示冲压压
扁状态；
图8B是通常V形块的内部分的截面图，用于表示冲压压扁状态；
图9A是根据本发明提出的V形块的侧视图，用于表示成型后的形状
以及中性轴线与端部之间的距离；
图9B是通常V形块的侧视图，用于表示成型后的形状以及中性轴线
与端部之间的距离；
图10是根据本发明提出的冲压装置的截面图，它表示当V形块材料
插入时的状态；
图11是类似图10的截面图，它表示V形块材料被上、下冲模、主
冲头和冲压机垫块冲压时的状态；
图12是类似于图10的截面图，它表示冲压的中间状态；
图13是类似于图12的截面图，它表示冲压结束状态；
图14是按本发明提出的V形块的前视图；
图15是沿图14的线XV-XV截取的截面图；
图16是通常V形块的前视图；
图17是沿图16的线XVII-XVII截取的截面图；
图18是一张表，它表示按本发明提出的V形块和通常V形块的抗弯
强度；而
图19是一张表，它表示按本发明提出的V形块和通常V形块的冲压
压扁截面面积A和平均压扁深度A/L。
发明的优选实施例
在下文将说明示于图1至7和图10至13中的本发明的实施例。
金属带类型的连续变速传动0的薄金属环1具有例如660mm的周长、
9.2mm的宽度和0.18mm的厚度。如图2所示，十二层薄金属环1在厚度
方向紧密地堆积，以形成薄金属环组合件2。许多V形块3由一对薄金属
环组合件2支承，用以构成环形金属带。
如图1所示，环形金属带4围绕金属带类型的连续变速传动0的主
动轮5和从动轮6而缠绕。主动轮5通过起动离合器(未表示)与内燃
机(未表示)相连接，从动轮6通过齿轮传动和差动齿轮(未表示)与
右、左轮(未表示)相连接，用于将内燃机的功率传送给轮子。
主动轮5和从动轮6具有各自的储油室(未表示)。储油室各自添加
有经适当调节的油压，从而主动轮5和从动轮6的滑轮凹槽的宽度被调
节，用以赋予金属带类型的连续变速传动以最佳速度比。
金属V形块具有24mm的宽度、13mm的高度和1.5mm的厚度。如图3
所示，在金属V形块3的投影前视图中，外部分的形状像一把伞，而右、
左切口3c成形于中间部分。如图4所示，金属V形块3相对其前进方向
的前表面在外部分设置有短圆柱形突物3d，在金属V形块3的后表面设
置有空洞3e，它对应于外部分上的短圆柱形突物3d。金属V形块3的后
表面3b和金属V形块3的前表面3a和外部分是平的，且相互平行。但
是，金属V形块3的前表面3a的内部分倾斜成，使金属V形块3成为从
摇动边缘3g向着金属V形块3的内边缘3f逐渐变薄，摇动边缘3g所在
的位置与内边缘3f相距4.2mm。
为了生产上述金属V形块3，预先成形如图7所示的V形块材料8。
V形块材料8由长的带状材料形成，此种带状材料具有5mm的恒定厚
度和约40mm的恒定宽度，该宽度大于金属V形块3的高度(13mm)，以
便于夹持带状材料。带状材料8的表面8b从边缘线8d倾斜地刨向侧边
缘8c，边缘线8d离带状材料的侧边缘8c约间隔17mm，以便形成一个倾
斜角约6°的斜面8e。
V形块材料用图10所示的冲压装置10加以冲压，以便获得金属V
形块3。冲压装置10具有框架11，下冲模12设置在框架11的下部，而
上冲模13在框架11中装配成，得以接近和离开下冲模12。上冲模13
由设置在框架11的上部上的冲模驱动液压汽缸14加以上、下驱动。
下冲模12的上表面12a成形有凹陷12b，其形状与金属V形块3的
前面形状相同(严格讲，略大于)。在此凹陷12b中，紧配合地安装着冲
压机垫块15，以便上、下滑移。在冲压机垫块15与框架11的底部之间
插入着冲压机垫块驱动液压汽缸16，用以上、下驱动冲压机垫块15。
上冲模13的下表面13a成形有凹陷13b，其形状与下冲模12的凹陷
12b的形状相同。在此凹陷13b中紧配合地安装着冲头17，以便上、下
滑移。在冲头17的顶部与框架11之间插入着冲头驱动液压汽缸18，它
具有贯穿上冲模13的活塞18a。冲头17由垫块驱动液压汽缸18加以上、
下驱动。
在冲压机垫块15的一个上表面的外部分上设置有短圆柱形空洞
15b，用于成形金属V形块3的突物3d，而在主冲头17的下表面17a的
外部分上设置有突物17b，用以成形金属V形块3的短圆柱形空洞3e。
在冲压机垫块15的上表面15a的内部分成形有约3.5°的斜面15e。斜
面15e开始于位置15d，并向着内边缘15c伸展，位置15d与冲压机垫块
15的内边缘15c相距4.2mm。
V形块材料8如图10所示地放置在下冲模12和冲压机垫块15上，
冲模驱动液压汽缸14和主冲头驱动液压汽缸18进行运行，使上冲模13
和主冲头17的下表面13a、17a接触V形块材料8的表面8b，于是，V
形块材料通过将主冲头驱动液压汽缸18和冲压机垫块驱动液压汽缸16
的油压保持于预定压力(图11)而被恒定的挤压力加以挤压。主冲头17
和冲压机垫块15一起下降，以便通过冲压过程获得一块金属V形块3(图
12)。
此后，冲模驱动液压汽缸14、冲压机垫块驱动液压汽缸16和主冲头
驱动液压汽缸18回复至图10所示的各自位置，然后，V形块材料8沿金
属V形块3的宽度方向(V形块材料8的纵向)在金属V形块3的宽度
(24mm)之外移过例如50mm，接着，前述冲压过程重复，以进行批量生
产。
如图8a所示，V形块材料8的边缘线8d和金属V形块3的作为斜面
起始边缘的摇动边缘3g之间相互相距1.4mm，部分V形块材料8被冲压
机垫块15的上表面所压扁，它在图8A中被涂黑，并具有等腰三角形形
状。因此，当V形块材料8被压扁时，在V形块材料8的宽度方向，也
即在金属V形块3的高度方向，几乎不产生反作用力，而且在V形块材
料8被冲压时，材料8不会在V形块材料8的宽度方向移位，用以将冲
模与主冲头之间和冲模与冲压机垫块之间的间隙保持为常数。结果，金
属V形块3的形状的精确度不会下降，还会防止除剪切变形表面之外，
部分产生断裂表面。
根据示于图14、15的本实施例，金属V形块3压扁截面面积A是
0.112295mm2，而示于图16、17的V形块的压扁截面面积A是0.08522mm2。
示于图14、15中的金属V形块3的压扁长度L是3.218mm，而示于图16、
17的V形块的压扁长度L是1.966mm。关于平均压扁深度A/L，如由图
19中的表可清楚，按照本实施例的平均压扁深度A/L低于图16、17所示
的通常的V形块的。因此，按照本发明，冲头的寿命得以延长。
图9A表示示于图14、15的金属V形块3的内部分3h，而图9B表示
示于图16、17的通常V形块的相似的内部分。在通常的V形块中，靠近
最内端的部分制作成薄于本实施例的金属V形块3，因此，内部分3h相
对通过重心G的中性轴线N的面积惯性矩I小于本实施例的金属V形块3
的内部分3h的相似I。
当弯矩M作用在被主动轮5和从动轮6的滑轮凹槽面挤压的金属V
形块3的内部分3h上时(见图3)，在内部分3h邻近切口3c的位置上产
生拉伸应力，在内边缘3f上产生压缩应力。如由图18的表中可清楚看
到，由于在本实施例中上述的面积惯性矩I大于通常V形块的，在本实
施例中的拉伸应力aT和压缩压力aC小于通常V形块中的。也即，假定通
常V形块中的应力为100的话，则在本实施例的应力为90.71(拉伸应力)
或97.12(压缩压力)。因此，本发明的金属V形块3难于破坏和变形。