具有整体凸缘构件的可变壁轻型半轴及用于制造该半轴的方法技术

本发明专利技术提供一种驱动半轴及用于制造该驱动半轴的方法。将管状坯件插入包括孔口的第一模具中。管状坯件通过孔口挤出，以形成具有纵向轴线的伸长管状主体。加热管状主体的第一纵向端部。将管状主体插入支撑设备的镗孔中。支撑设备在一端处限定围绕镗孔的第二模具，并且管状主体的第一纵向端部从镗孔向外伸出。第三模具包括经配置接收在管状主体内的心轴。通过使支撑设备和第三模具中的至少一个移向支撑设备和第三模具中的另一个，以使管状主体的第一纵向端部在第二模具和第三模具之间变形而形成车轮凸缘。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关专利申请的交叉引用本申请要求2014年4月8日提交的美国专利申请No.14/247,747的权益和优先权，其全部公开内容以引用方式并入本文。
本专利技术涉及半轴。具体地，本专利技术涉及具有整体凸缘构件的可变壁轻型驱动半轴以及用于形成该驱动半轴的方法。
技术介绍
半轴经常承受显著的负载。车辆驱动半轴例如向车辆车轮传送显著的扭矩并且在操作中易于快速启动和停止。由于经常强加于半轴的显著负载，所以大多数半轴由实心金属形成以提供足够的刚性和强度。然而，实心半轴需要大量的材料且相对重。在车辆中，该重量对燃料经济性有负面影响且将额外负载强加于其他车辆部件。由于与实心驱动半轴相关联的缺点，已经开发出空心驱动半轴，如例如在美国专利No.5,213,250中所示，该专利全部公开内容以引用方式并入本文。然而，用于形成空心半轴的现有方法使既快速制造多个半轴同时又改变轴的内径和/或外径以实现轴的特别应用的目的变得困难。此外，现有的空心驱动半轴包括管状主体和分开锻造的车轮凸缘，该车轮凸缘通过使凸缘和主体中的一个或两个相对于彼此旋转而摩擦焊接到主体。将车轮凸缘连接到主体的过程需要相对大量的时间并且需要制造装备，并且在凸缘和主体之间产生接头，该接头在一定的负载下保持易于疲劳和潜在的分离。本专利技术人在此已认识到对最小化和/或消除上述缺陷中的一个或多个的驱动半轴以及用于形成该驱动半轴的方法的需要。
技术实现思路
本专利技术涉及半轴。具体地，本专利技术涉及具有整体凸缘构件的可变壁轻型驱动半轴以及用于形成该驱动半轴的方法。根据本专利技术的一个实施例的用于形成驱动半轴的方法包括将管状坯件插入第一模具中的步骤。第一模具包括模口。该方法进一步包括通过模口挤出管状坯件以形成具有纵向轴线的伸长管状主体的步骤，以及加热管状主体的第一纵向端部的步骤。该方法进一步包括将管状主体插入支撑设备中的镗孔中的步骤。支撑设备在一端处限定围绕镗孔的第二模具，并且管状主体的第一纵向端部从镗孔向外伸出。该方法进一步包括提供第三模具的步骤。第三模具包括经配置接收在管状主体内的心轴。该方法进一步包括，通过使支撑设备和第三模具中的至少一个移向支撑设备和第三模具中的另一个，以使管状主体的第一纵向端部在第二模具和第三模具之间变形而形成车轮凸缘的步骤。根据本专利技术的一个实施例的驱动半轴包括围绕纵向轴线设置的伸长管状主体。管状主体具有第一纵向端部、中间部分和经配置与差速器半轴齿轮联接的第二纵向端部。驱动半轴进一步包括经配置支撑设置在管状主体的第一纵向端部处的车辆车轮的车轮凸缘。伸长管状主体和车轮凸缘形成为单一主体而在它们之间没有任何焊缝。在另一个实施例中，用于形成驱动半轴的方法包括将管状坯件插入包括具有模口的出口端的第一模具中。该方法进一步包括通过模口挤出管状坯件以形成具有纵向轴线的伸长管状主体。该方法进一步包括选择性地加热管状主体的第一纵向端部。该方法进一步包括将管状主体插入支撑设备的镗孔中，使得管状主体的第一纵向端部从镗孔向外伸出，并且主体大体上由支撑设备支撑。支撑设备在一端处限定围绕镗孔的第二模具。该方法进一步包括提供第三模具，第三模具包括经配置接收在所述管状主体内的心轴。该方法进一步包括，通过使所述支撑设备和所述第三模具中的至少一个移向所述支撑设备和所述第三模具中的另一个，以使管状主体的所述第一纵向端部夹在第二模具和第三模具之间而形成车轮凸缘。在一些实施中，该方法进一步包括提供第四模具，第四模具包括经配置接收在所述管状主体内的心轴。该方法可进一步包括在所述成形步骤之前，将所述支撑设备和所述第四模具中的至少一个移向所述支撑设备和所述第四模具中的另一个，以使管状主体的所述第一纵向端部在第二模具和第四模具之间径向地向外展开。在一些实施中，第四模具心轴的一部分包括在轴向方向上朝向第四模具的基座增大的外径。在一些实施中，从第四模具的基座测量的第四模具的心轴的长度大于从第三模具的基座测量的第三模具的心轴的长度。在一些实施中，第三模具和第四模具安装在往复装置上，该往复装置经配置使第三模具和第四模具在径向方向和轴向方向上移动。在一些实施中，形成车轮凸缘进一步包括，当往复装置将第三模具和第四模具中的至少一个移动到适当位置中时，使管状主体的第一纵向端部在轴向方向上远离第二模具移位。在一些实施中，使管状主体的第一纵向端部移位包括在轴向方向上向管状主体的第二纵向端部施加力。在一些实施中，该方法进一步包括从支撑设备顶出管状主体的步骤。在一些实施中，顶出管状主体包括向管状主体的第二纵向端部施加力。在一些实施中，加热管状主体的第一纵向端部包括经由电磁感应选择性地加热第一纵向端部。在一些实施中，第三模具被支撑在基座上，并且心轴具有在整个长度的一些部分中变化的外径。在一些实施中，该方法进一步包括，通过向管状主体的第二纵向端部施加力而使所述管状主体在所述支撑内暂时移位，从而引导第一纵向端部远离第二模具。在一些实施中，伸长管状主体沿管状主体的整个长度是空心的。在一些实施中，车轮凸缘沿车轮凸缘的整个长度是空心的。在一些实施中，伸长管状主体的壁厚沿伸长管状主体的长度变化。根据本专利技术的驱动半轴及用于形成该驱动半轴的方法表示相对于常规驱动半轴及成形方法的改进。通过使用连续的坯件以及定位坯件和工具，本专利技术方法在允许半轴的快速生产同时还允许轴形成有变化的内径和外径。另外，直接由挤出的轴体生产车轮凸缘减少了生产半轴需要的时间，并且消除了摩擦焊接凸缘和轴体需要的某些装备，从而导致较低的制造费用。进一步地，通过消除凸缘和轴体间的接头，半轴的强度增加。最后，直接由挤出的轴体形成车轮凸缘可生产空心凸缘，从而进一步减轻半轴的重量。通过阅读以下描述和权利要求，并且通过参照附图，本专利技术的前述的以及其他方面、特征、细节、功用和优点将显而易见。附图说明图1是按照根据本专利技术的一个实施例的方法形成的半轴的透视图。图2是图1的半轴的剖视图。图3A至图3K是示出根据本专利技术的各种实施例的用于形成半轴的方法中的步骤的示意图和剖视图。具体实施方式现在参考附图，其中在各附图中，类似的参考标号用于标识相同部件，图1至图2示出可使用根据本专利技术的方法形成的半轴10的一个实施例。轴10特别适用于车辆驱动桥，并且更具体地适用于后驱动桥。然而，应该理解，本文公开的方法可用于形成用于前驱动桥的半轴，并且用于其他车辆的和非车辆的动力传动应用中。轴10可包括管状主体12和车轮凸缘14。主体12可用于在驱动构件和从动构件之间传递扭矩，诸如从车辆动力传动系统(未示出)传递到一个或多个车辆车轮(未示出)。主体12可由常规的金属和金属合金制成。主体12是伸长的且绕旋转轴线16设置，并且可围绕旋转轴线16居中。主体12的一个纵向端部18可形成为凸缘14，凸缘14经配置支撑车辆车轮。主体12的另一个纵向端部20可联接到差速器中的半轴齿轮(未示出)。主体12还包括在端部18和端部20之间的中间部分22。再次参考图1，端部20的径向外表面可限定多个轴向延伸的花键24，花键24经配置接合半轴齿轮的镗孔中的对应花键以便联接轴10，用于随半轴齿轮一起旋转。花键24可通过例如轧制或型锻形成。主体12是管状的或空心的，以便相对于常规的实心半轴减轻半轴10的重量，并且限定沿主体12长度的一部分或全部延伸的镗孔2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成驱动半轴的方法，所述方法包括：将管状坯件插入第一模具中，所述第一模具包括具有模口的出口端；从所述模口挤出所述管状坯件以形成具有纵向轴线的伸长管状主体；选择性地加热所述管状主体的第一纵向端部；将所述管状主体插入支撑设备的镗孔中，使得所述管状主体的所述第一纵向端部从所述镗孔向外伸出，并且所述主体大体上由所述支撑设备支撑，所述支撑设备在一端处限定围绕所述镗孔的第二模具；提供第三模具，所述第三模具包括经配置接收在所述管状主体内的心轴；以及通过使所述支撑设备和所述第三模具中的至少一个移向所述支撑设备和所述第三模具中的另一个，以使所述管状主体的所述第一纵向端部夹在所述第二模具和所述第三模具之间而形成车轮凸缘。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.08 US 14/247,7471.一种用于形成驱动半轴的方法，所述方法包括：将管状坯件插入第一模具中，所述第一模具包括具有模口的出口端；从所述模口挤出所述管状坯件以形成具有纵向轴线的伸长管状主体；选择性地加热所述管状主体的第一纵向端部；将所述管状主体插入支撑设备的镗孔中，使得所述管状主体的所述第一纵向端部从所述镗孔向外伸出，并且所述主体大体上由所述支撑设备支撑，所述支撑设备在一端处限定围绕所述镗孔的第二模具；提供第三模具，所述第三模具包括经配置接收在所述管状主体内的心轴；以及通过使所述支撑设备和所述第三模具中的至少一个移向所述支撑设备和所述第三模具中的另一个，以使所述管状主体的所述第一纵向端部夹在所述第二模具和所述第三模具之间而形成车轮凸缘。2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：提供第四模具，所述第四模具包括经配置接收在所述管状主体内的心轴；以及，在所述成形步骤之前，将所述支撑设备和所述第四模具中的至少一个移向所述支撑设备和所述第四模具中的另一个，以使所述管状主体的所述第一纵向端部在所述第二模具和所述第四模具之间径向地向外展开。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第四模具的心轴包括在轴向方向上朝向所述第四模具的基座增大的外径。4.根据权利要求2或3所述的方法，其中从所述第四模具的所述基座测量的所述第四模具的所述心轴的长度大于从所述第三模具的基座测量的所述第三模具的所述心轴的长度。5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中所述第三模具和所述第四模具...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·M·汉法尔，E·P·巴科二世，
申请(专利权)人：美国制造公司，
类型：发明
国别省市：美国;US