CN100372623C - 带有形成为一体的环形齿轮的冷成形差速器壳 - Google Patents

带有形成为一体的环形齿轮的冷成形差速器壳 Download PDF

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Abstract

一种制造具有在其上形成为一体的环形齿轮(30)的差速器壳(20)的方法，包括如下步骤：提供具有在其内形成为一体的环形缘的差速器壳；将差速器壳支撑于可转动夹持装置的上半部和下半部之间，使得环形缘从夹持装置径向向外延伸用于随之运动；提供一个具有加工表面的加厚装置，该加工表面在夹持装置转动时可与环形缘接合以形成加厚的唇部；以及提供一个齿轮成形装置，其在夹持装置转动时可与加厚的唇部接合，藉此，沿唇部形成多个齿从而形成环形齿轮。

Description

带有形成为一体的环形齿轮的冷成形差速器壳
技术领域
本发明涉及机动车辆的驱动桥，更具体地，涉及一种带有形成为一体的环形齿轮的差速器壳和一种形成带形成为一体的环形齿轮的差速器壳的方法。
背景技术。
差速器机构广泛地应用于汽车的驱动轴，用来将来自引擎驱动的传动系输出的扭矩传至左右车轴。车轴的端部通常安装车轮。差速器机构通常包括多个齿轮，用于允许左右车轴差速转动，同时还将扭矩传至由车轴驱动的车轮。
传统的差速器机构包括一个外壳以及安装至该外壳的单独的环形齿轮。制造单独的壳体和环形齿轮以及后续将环形齿轮和所述壳体彼此接合的工作需要大量的加工以及焊接操作。而且，焊接过程中产生的热易使壳体和环形齿轮变形。
因此，需要一种形成差速器壳的方法，该差速器壳具有形成一体的环形齿轮，并且不需要焊接单独的壳体和环形齿轮。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种制造带有形成为一体的环形齿轮的差速器壳的方法。该方法包括如下步骤：提供具有预成型为一体的环形缘的壳体坯件；将壳体坯件支撑于可转动的夹持装置内，使环形缘从夹持装置径向向外延伸用于随其转动；转动夹持装置；提供一个在夹持装置转动时与环形缘接合的加厚装置，籍此使环形缘塑性变形以形成一个唇部；以及提供一个用于在夹持装置转动过程中与唇部接合的齿轮成形装置，籍此沿着唇部形成多个齿从而形成环形齿轮。还公开了一个具有形成一体的环形齿轮的差速器壳。
附图说明
参考相应附图以及接下来的详细说明，可以更好的理解本发明的优点，附图中：
图1是根据本发明一个方面的差速器总成的透视图；
图2是根据本发明一个方面的模具以及在模具内形成的壳体坯件的截面视图；
图3是一个夹持装置以及一个用于在壳体坯件内形成加厚唇部的加厚装置的截面视图；
图4是该夹持装置以及第二加厚装置的截面视图；
图5是该夹持装置以及由加厚唇部形成环形齿轮的齿轮成形装置的截面视图；
图6是根据本发明第二实施方式的模具的截面视图；
图7是根据本发明第三实施方式的模具的截面视图。
具体实施方式
参考附图，用于机动车辆内驱动桥的差速器总成整体用10标示于图1。该差速器总成10包括多个匹配啮合的小齿轮12，如本领域普通技术人员所公知的，将传动系输出(未图示)的扭矩传至左、右车轴以允许左右车轴差速转动。小齿轮由差速器壳20可操作地支撑。差速器壳20包括在大致呈圆柱形的第一端24以及相对的环形第二端26之间延伸的大致呈钟形的本体22。一环形齿轮30与差速器壳20的第二端26形成一体。下面将详述一种使环形齿轮30一体地形成入差速器壳的第二端26的方法。
参考图2，显示了一个芯杆或下模40，其具有一个预成形的、凸出的下部加工表面42。提供一上模50，其具有一个预成形的上部加工表面52。上部加工表面52与下部加工表面42大致配合。上模50可以通过任意适合装置如液压装置，相对于下模40在如图2所示的打开位置和紧靠下模40的闭合位置之间强制移动。在闭合位置，上模40和下模50的加工表面42、52之间限定了一个腔58，该腔基本限定了差速器壳20的所需形状。在打开位置，下模40显露，从而允许放置或移走壳体坯件60。
当上模50位于打开位置时，预成型的壳体坯件60被置于下部加工表面42上。上模50被强制移至闭合位置，籍此，壳体坯件60在下部加工表面42以及上部加工表面52之间被压缩。壳体坯件60为流动成形或冷成形以保持腔58的基本形状。壳体坯件60上形成有一个环形缘62，限定了一个环形缘轴线61。
参考图3和图4，显示了一个具有大致呈圆柱形的外周表面71的第一夹持装置70。第一夹持装置70包括上夹持构件72和下夹持构件74。第一夹持装置70由外部支撑装置(未图示)可转动地支撑，以绕第一转动轴线75转动。上夹持构件72和下夹持构件74分别具有互补的上夹紧面76和下夹紧面78，用来将壳体坯件60嵌套地支撑于其间。上夹紧面76和下夹紧面78各自延伸在外周表面71之间。壳体坏件60被置入并夹紧在上夹紧面76和下夹紧面78之间，使环形缘轴线61与第一转动轴线75对齐且环形缘62径向突出至外周表面71外部。
设置一个加厚装置80，其具有成形表面82以使环形缘62塑性变形，且该加厚装置80由外部支撑装置(未图示)可转动地支撑，以绕第二转动轴线83转动。
第一夹持装置70和加厚装置80通过任意合适的装置如电动马达，以预先选定的固定或变化的速度，以相反的方向绕其相应的第一转动轴线75和第二转动轴线83进行转动。夹紧于上夹紧面76和下夹紧面78内的壳体坯件60随夹持装置70一起转动。通过任意合适的装置如液压缸将加厚装置80移向第一夹持装置70，使得成形表面82与环形缘62摩擦接合。成形表面82被强制地紧靠环形缘62，直到环形缘62的外周塑性变形为加厚的或球茎状环形唇部84，如图3所示。成形表面82可以在一次加工或连续的多次加工中持续保持紧靠环形缘62，直至唇部84获得所需形状。可以在后续使用第二加厚装置88或第三(未图示)加厚装置，直至获得所需形状的唇部84，如图4所示。然后将壳体坯件60从上夹紧面76和下夹紧面78之间移去。
参考图5，显示了具有大致圆柱形的外周表面91的第二夹持装置90。第二夹持装置90包括上夹持构件92以及下夹持构件94。第二夹持装置90由外部支撑装置(未图示)可转动地支撑，用于绕第三转动轴线95转动。上夹持构件92和下夹持构件94具有互补的上夹紧面96和下夹紧面98，分别适于将壳体坯件60嵌套地支撑于其间。上夹紧面96和下夹紧面98各自延伸在第二夹持装置90的外周表面91之间。壳体坯件60被置入并夹紧在上夹紧面96和下夹紧面98之间，使环形缘轴线61与第三转动轴线95对齐并且球茎状唇部84径向突出到外周表面91外部。
设置一个齿轮成形装置100，其具有齿轮成形表面用于形成环形齿轮30的齿，并且齿轮成形装置100由外部支撑装置(未图示)可转动地支撑以绕第四转动轴线104转动。
第二夹持装置90和齿轮成形装置100通过任意合适的装置如电动马达，以预先选定的固定或变化的速度，同时以相反的方向绕其相应的第三转动轴线95和第四转动轴线104进行转动。夹紧于上夹紧面96和下夹紧面98内的壳体坯件60随第二夹持装置90一起转动。通过任意合适的装置如液压缸将齿轮成形装置100移向第二夹持装置90，使得齿轮成形表面102与唇部84摩擦接合。齿轮成形表面102被强制地保持紧靠唇部84。齿轮成形表面102切割唇部84并且使其塑性变形以形成环形齿轮30的齿。可以在后继步骤中使齿轮成形表面102作用于唇部84，直至环形齿轮30的齿达取所需形状。这样，环形齿轮30一体地形成于差速器壳20内，而不需要焊接且材料损失最小。
图6显示了于差速器壳20内一体地形成环形齿轮30的另一种方法。将上模140强制移至闭合位置，籍此，壳体坯件160可以在上模140和上模150的下加工表面142和上加工表面152之间进行压缩。壳体坯件160为流动成形或冷成形以保持在闭合位置时于下加工表面142和上加工表面152之间的腔158内形成的基本形状。不需要使用后续加厚装置的中间步骤就在壳体坯件160上形成一加厚唇部184。这样切割加厚唇部184而形成环形齿轮30，如上所述。
如图7最佳所示，可以在形成环形齿轮30的齿之前，将多余的材料185随后从加厚唇部184移走，以获得不能通过单独的流动成形或冷成形而获取的唇部184的所需形状。
本发明已经以图示方式进行了说明，应该理解，所使用的术语是描述性的而非限制性的。
根据上述示教可以给出本发明的各种修改以及变形。因此，应该理解，本发明可以在所附权利要求而不仅是在特定描述的范围内进行实施。

Claims (12)

1.一种制造具有在其上形成为一体的环形齿轮的差速器壳的方法，所述方法包括如下步骤：
提供一个具有环形缘的壳体坯件；
将壳体坯件支撑于一个可转动的夹持装置内，使环形缘从夹持装置径向向外延伸以随其转动；
转动夹持装置；以及
使用一个齿轮成形装置，用于在夹持装置的转动过程中与环形缘接合，籍此，沿环形缘形成多个齿从而形成环形齿轮。
2.如权利要求1所述的制造差速器壳的方法，还包括使用第一加厚装置用于在夹持装置转动过程中与环形缘接合的步骤，其中，环形缘塑性变形而形成一个唇部。
3.如权利要求2所述的制造差速器壳的方法，其中，加厚装置与夹持装置转向相反。
4.如权利要求2所述的制造差速器壳的方法，还包括使用另外的加厚装置以使所述环形缘塑性变形至所需的唇部尺度。
5.如权利要求2所述的制造差速器壳的方法，其中，第一加厚装置朝夹持装置移位用于使环形缘变形。
6.如权利要求1所述的制造差速器壳的方法，其中，环形缘在提供壳体坯件之前预成型。
7.如权利要求1所述的制造差速器壳的方法，还包括在将壳体坯件支撑于可转动夹持装置之前对壳体坯件进行流动成形以形成环形缘的步骤。
8.如权利要求7所述的制造差速器壳的方法，其中，所述流动成形的步骤包括如下步骤：
提供具有预成形表面的下模和上模，上模可相对于下模移动；
将壳体坯件导至下模上，并且移动上模以在由上模和下模的预成形表面限定的腔内挤压坯件，在此处形成环形缘。
9.如权利要求1所述的制造差速器壳的方法，其中，齿轮成形装置与夹持装置的转向相反。
10.如权利要求1所述的制造差速器壳的方法，其中，齿轮成形装置朝夹持装置移位，以形成多个齿。
11.如权利要求2所述的制造差速器壳的方法，其中，相继使用第一和第二可转动的夹持装置来夹持壳体坯件，用于使用加厚装置的步骤中以及使用齿轮成形装置的步骤中。
12.如权利要求1所述的方法，还包括在使用齿轮成形装置的步骤之前从环形缘去除材料的步骤。
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