用于传动轴组件的花键元件的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种花键元件的制造方法，该方法避免材料浪费的发生并使尺寸误差量最小化。首先，提供由具有相对较高延伸特性的材料制成的中空圆柱形工件。用于制成工件的材料可以是ＡＡ－５１５４级铝合金，该铝合金具有在从约２０％到约３０％的范围内，特别是在从约２２％到约２８％的范围内，并且最好是约２５％的延伸特性。具有多个外花键的心轴被插入工件中，并且工件采用模锻方法，例如采用旋转模锻或进给模锻发生变形与心轴接合以形成花键元件。因此，形成具有多个内花键和圆柱形外表面的花键元件。模锻方法的使用避免了材料浪费的发生。并且，由于花键元件根据精确制造的心轴成形，这消除了能够在已知的传统加工实践中产生的尺寸误差，所以提高了尺寸精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体涉及一种制造花键元件如一般用在传动轴组件中的花键元件的方法。本专利技术特别涉及一种对用在这种传动轴组件中的花键元件的改进的制造方法。
技术介绍
动力传动系统被广泛用于从动力源产生动力并且将该动力从动力源传递给从动机构。通常，动力源产生转动动力，并且该转动动力从动力源传递给转动的从动机构。例如，在大多数现在使用的陆用车辆中，发动机/变速器组件产生转动动力，并且该转动动力从发动机/变速器组件的输出轴通过传动轴组件传递给车轴组件的输入轴，以便以转动的方式驱动车辆的车轮。为了实现这一过程，典型的传动轴组件包括一个中空的圆柱形传动轴管，该传动轴管具有一对固定在其前端和后端上的端部装置，如一对管轭。所述的前端部装置形成前端万向接头的一部分，所述万向接头将发动机/变速器组件的输出轴连接到传动轴管的前端部上。类似地，所述的后端部装置形成后端万向接头的一部分，所述万向接头将传动轴管的后端部连接到车轴组件的输入轴上。前端和后端万向接头提供从发动机/变速器组件的输出轴经过传动轴管到车轴组件的输入轴的转动驱动连接，同时调节这三个轴的转动轴线之间有限量的角度误差。典型的动力传动系统不仅必须调节转动动力源和转动从动装置之间的有限量的角度误差，而且通常还必须调节两者之间有限量的相对轴向运动。例如，在大多数车辆中，当车辆的悬架在正常操作过程中接合时，例如当车辆行驶在崎岖不平的道路上时，在发动机/变速器组件和车轴组件之间常发生少量的相对轴向运动。针对这种情况，众所周知在传动轴组件中配置伸缩接头。典型的伸缩接头包括第一和第二元件，这两个元件具有形成于其上的各自的结构，为了同时进行旋转运动，所述的结构相互配合，同时允许在两者间发生有限量的轴向运动。一般用在传统的传动轴组件中的一种伸缩接头的类型属于滑键类型的伸缩接头。一种典型的滑键类型的伸缩接头包括各自具有多个形成于其上的花键的阳元件和阴元件。阳元件在形状上通常是圆柱形，并且具有多个形成在其外表面上的向外部延伸的花键。阳元件可以与上述传动轴组件的一个端部一体形成或固定在其上。另一方面，阴元件的形状通常是中空的圆柱体，并且具有多个形成在其内表面上的向内部延伸的花键。阴元件可以与形成上述其中一个万向接头的一部分的管轭一体形成或固定在其上。为了装配伸缩接头，阳元件插入阴元件内，从而使得阳元件向外部延伸的花键与阴元件向内部延伸的花键相配合。结果，阳元件和阴元件连接在一起从而进行协调一致的旋转运动。然而，阳元件向外部延伸的花键能够相对阴元件向内部延伸的花键相对滑动，以便允许在动力传动系统的发动机/变速器组件和车轴组件之间发生有限量的相对轴向运动。过去，阳花键元件和阴花键元件常用钢制成，并且这些元件的花键通过加工这些元件的部分从而形成所需的花键而制造。尽管这种方法是有效的，但是形成花键的加工方法的使用导致材料浪费的发生，这是不经济的。并且，形成花键的传统加工方法的使用能产生尺寸变化，该尺寸变化是由正常的制造公差和实践导致的。近年来，阳花键元件和阴花键元件常由具有相对较低的延伸系数的铝合金制成，例如6061-T6铝。这些铝合金的使用被征明是理想的，这是因为铝在重量上比钢轻很多。然而，在铝制元件中形成花键的加工方法的使用依然导致材料浪费和尺寸误差的产生。因此，希望提供一种改进的制造花键元件的方法，所述的花键元件例如用在车辆传动轴组件中，该方法避免材料浪费的发生并且使尺寸误差量最小。
技术实现思路
本专利技术涉及一种改进的制造花键元件、如用在车辆传动轴组件中的花键元件的方法，该方法避免材料浪费的发生并且使尺寸误差量最小。首先，提供由具有相对较高延伸特性的材料制成的中空圆柱形工件。用于制成工件的材料可以是AA-5154级铝合金，该铝合金具有在从约20％到约30％的范围内，特别是在从约22％到约28％的范围内，并且最好是约25％的延伸特性。具有多个外花键的心轴被插入工件中，并且工件采用模锻方法，例如采用旋转模锻或进给模锻(feed swage)发生变形与心轴接合以形成花键元件。因此，形成具有多个内花键和圆柱形外表面的花键元件。模锻方法的使用避免了材料浪费的发生。并且，尺寸精度得以提高，因为花键元件根据精确制造的心轴成形，这消除了能够在传统加工实践中产生的尺寸误差。本领域技术人员通过参考附图，能够从下面优选实施例的详细描述中明了本专利技术的各种目的和优点。附图说明图1是工件和心轴的分解透视图，显示根据本专利技术制造花键元件的方法的第一实施例开始之前的情形。图2是与图1相似的透视图，显示以同轴搭接关系布置的工件和心轴。图3是沿图2的3-3线剖开的装配的工件和心轴的剖视图。图4是与图2类似的透视图，显示在心轴周围变形后的工件。图5是沿图4的5-5线剖开的变形的工件和心轴的剖视图。图6是变形的工件在其被移离心轴后的剖视图。图7是与图6类似的剖视图，显示在加工操作已经在其上执行以形成成品花键元件之后的变形的工件。图8是分解透视图，显示在装配形成花键传动轴部件之前的成品花键元件、内部密封件、以及传动轴管的一端。图9是剖视图，显示处于装配状态以形成花键传动轴部件的花键元件、内部密封件、以及传动轴管。图10是分解透视图，显示图9的花键传动轴部件和另一个能够被装配以形成花键传动轴组件的花键传动轴部件。图11是工件和心轴的分解正视图，显示根据本专利技术制造花键元件的方法的第二实施例开始之前的状态。图12是工件和心轴的分解正视图，显示根据本专利技术制造花键元件的方法的第三实施例开始之前的状态。具体实施例方式现在参考附图，图1到图10中示出根据本专利技术的形成花键元件的方法的第一实施例。该花键元件例如可以用于车辆动力传动系统的传动轴组件中。然而，应当理解采用本专利技术的方法制造的花键元件能够为了任何所需的目的用于任何所需的环境。如图1中所示，最初提供整体标记为10的工件和整体标记为20的心轴。所示的工件10在形状上基本为中空的圆柱体，具有外表面11和内表面12，这两个表面限定了壁厚，所述的壁厚在工件的整个长度上基本是一致的。然而，工件10可以具有任意所需的形状或壁厚。工件10由具有相对较高的延伸特性的材料制成。如在此所使用的，术语“延伸特性”用于表示一种系数，该系数代表用来形成工件10的材料的延展量。延伸系数直接随材料的延展量而变化，即延伸率系数高，材料的延展性越大，反之亦然。用于形成工件10的材料的延伸特性可以以任何理想的方式确定。例如，材料的延伸特性能够凭试验确定，首先，通过在一块材料外表面上间隔分布的位置上提供一对标记，并且测量其间的距离。接着，这块材料受到拉伸力，该拉伸力引起材料伸长并且增大两个标记间的距离。在发生了一定量的这种伸长后，这块材料将断裂成两块。断裂后，将两块材料彼此相邻地放置，测量断裂发生前的延伸的长度作为两个标记间的距离。通过用两个标记间的原始长度除两者间延伸的长度，延伸系数可以表示为原始长度的百分数。如在此处所使用的，术语“相对较高的延伸特性”用于表示延伸特性在从约20％到约30％的范围内，优选在从约22％到约28％的范围内，并且最好是约25％。工件10最好由具有相对较高的延伸特性的铝合金制成。具有相对较高的延伸特性的材料的一个例子是具有H112硬度(temper)和基本一致的约四分之一英寸壁厚的AA-5154级铝合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种花键元件的制造方法，包括以下步骤：（ａ）提供由具有相对较高的延伸特性的材料制成的工件；（ｂ）提供具有多个花键的心轴；（ｃ）使工件变形为与心轴接合以形成花键元件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JA达根，TJ凯勒，
申请(专利权)人：达纳公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]