CN101049666B - 用于支承架的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于制造支承架的方法。该方法优选包括例如利用冲压操作提供大致圆形坯件。坯件优选挤压成形，以形成具有不同厚度的加工硬化的壁部。不同厚度的壁部限定若干厚部和若干薄部。接着冷成形坯件，以形成加工硬化的轴向突出芯部。此后加工坯件以得到支承架。还提供了一种支承架装置。

Description

用于支承架的方法和装置
技术领域
[0001]本发明大体涉及用于制造行星齿轮组的支承架的方法和装置。
背景技术
[0002]传统行星齿轮组通常包括支承架，支承架构造为可旋转地支撑行星齿轮，和保持行星齿轮组件例如轴承和垫圈。支承架包括适合于容纳配套花键轴的花键孔，以致支承架与轴一起旋转。花键孔要承受相对高的负荷，因而通常由高强度材料组成。支承架还包括适合于径向保持行星齿轮的若干柱。
发明内容
[0003]用于制造支承架的方法包括例如利用冲压操作提供大致圆形坯件。坯件优选挤压成形，以形成具有不同厚度的加工硬化的壁部。不同厚度的壁部限定若干厚部和若干薄部。接着冷成形坯件，以形成加工硬化的轴向突出芯部。此后加工坯件以得到支承架。
[0004]加工坯件包括在坯件的轴向突出芯部上施加钻孔操作，以得到限定若干齿的花键孔。
[0005]加工坯件包括在壁部的若干薄部上穿孔，以产生若干窗口，从而壁部的其余部分形成若干柱。
[0006]加工坯件包括施加冲孔操作，以得到若干安装孔。
[0007]根据下文结合附图对实施本发明的最佳方式的详细说明，本发明的上述特征、优势和其它特征和优势将显而易见。
附图说明
[0008]图1是根据本发明的支承架的透视图；
[0009]图2是用来制造图1支承架的坯件的透视图；
[0010]图3是使用挤压成形(flow-forming)工艺形成的图2坯件的透视图；
[0011]图4是使用冷成形工艺形成的图3坯件的透视图。
具体实施方式
[0012]参考附图，其中相同的附图标记表示相同的部件，图1显示根据本发明的支承架10的透视图。支承架10包括中心毂11。毂11限定花键孔12，花键孔12形成若干齿13。毂11还限定围绕花键孔12径向布置的若干安装孔14。若干柱16从毂11沿轴向延伸。柱16限定位于其之间的窗口18。
[0013]花键孔12适合于容纳配套的花键轴(未显示)，花键轴插入花键孔，以致支承架10和花键轴一起旋转。设置若干安装孔14，以便有助于将相应的若干行星齿轮(未显示)可旋转地安装到支承架10。柱16构造为径向保持若干行星齿轮，窗口18为行星齿轮提供间隙。已经描述了支承架10的外观，下文将描述制造支承架10的方法。
[0014]参考图2，显示了坯件20，支承架10由该坯件制造。坯件20通常为限定中心孔22的圆盘状。根据优选实施例，坯件20由相对坚固的低碳钢构成，例如，1020钢；但是也可想到可选的成分。坯件20可以任何已知的方式制造，例如冲压操作。
[0015]挤压成形工艺将坯件20转变为大致圆柱形的坯件20’(如图3所示)。共同转让的美国专利5,384,949已经描述了挤压成形工艺，该专利的发明人为Wordrich等，因而并入其全文作为参考。
[0016]参考图3，显示了坯件20’的透视图。坯件20’包括中心孔22’，其与中心孔22一致(如图2所示)。坯件20’还包括壁部24，柱16(如图1所示)最终由壁部加工得到。有利地，与将壁厚限制到大约7mm的冷成形工艺相比，使用挤压成形工艺允许将壁厚增加到大于9mm。架的旋转刚度是设计要点，它与架柱的厚度成比例。因而，挤压成形工艺为柱16提供额外的厚度，这允许制造具有更大旋转刚度的支承架10。
[0017]挤压成形允许形成具有不同厚度的壁部24。因而，壁部24优选制造为具有厚度大于9mm的厚部26和厚度小于3mm的薄部28。厚部26最终形成柱16(如图1所示)，窗口18(如图1所示)由薄部26穿孔得到。不同厚度的壁部24有利地允许制造厚柱16，还简化了穿孔操作，穿孔操作通过最小化穿孔工具必须通过的材料厚度来制造窗口18。另外，穿孔操作在选择支承架成分时是一个限制因素，以致较薄的窗口部允许实现较高的钢号，例如1030钢。换句话说，3mm的1030钢穿孔是可以实现的，但是9mm的1030钢穿孔是不可能的，或者成本太高而不能接受。
[0018]不同厚度的壁部24允许节约材料，这还能降低成本。在形成窗口18(如图1所示)的过程中从壁部24移除的材料是盈余材料，它们通常被回收或废弃。当本发明的窗口18由薄部28穿孔得到时，在穿孔操作中浪费较少的材料，支承架10(如图1所示)的制造成本也更低。
[0019]使用挤压成形工艺制造壁部24加工硬化了形成的材料，以致由其生成的柱16(如图1所示)变得更坚固，更硬。因为柱16的强度和刚度是重要的设计要点，所以挤压成形工艺允许使用价格低廉的材料制造支承架10(如图1所示)。换句话说，使用价格低廉的材料制造支承架10是可能的，这种材料不能提供柱必要的强度和/或刚度，但是在挤压成形工艺之后变得足够坚固和硬。
[0020]冷成形工艺将坯件20’转变为坯件20”(如图4所示)。冷成形工艺对熟悉本技术领域的人员是公知的，因而不会详细描述。应意识到上述参考图3的挤压成形工艺和下述参考图4的冷成形工艺可以任何顺序进行。
[0021]参考图4，显示了坯件20”的透视图。坯件20”优选包括两层轴向突出的芯部30，该芯部限定中心孔22”，中心孔22”大于中心孔22’(如图3所示)。中心孔22”变得较大，因为中心孔22’附近的材料在冷成形工艺中沿轴向拉伸，以便制造两层芯部30，因而增加了中心孔22”的尺寸。齿13(如图1所示)随后由限定和邻近中心孔22”的材料切削得到，从而形成花键孔12(如图1所示)。两层芯部30优选包括第一层或台阶部32和第二层或台阶部34。
[0022]冷成形坯件20’(如图3所示)以制造芯部30的过程加工硬化了形成的材料，以致限定中心孔22”的材料变得更坚固。齿13(如图1所示)由限定中心孔22”的材料切削得到，因而因冷成形工艺变得更坚固。齿13承受相对高的负荷，以致额外的强度改善了支承架10(如图1所示)的耐用性。另外，冷成形工艺允许使用价格低廉的材料制造支承架10(如图1所示)。换句话说，使用价格低廉的材料制造支承架10是可能的，这种材料不能提供齿必要的强度，但是在冷成形工艺之后变得足够坚固。
[0023]在完成坯件20”之后，执行另外的机械加工和/或处理步骤来得到支承架10。可改变步骤的类型和执行这些步骤的顺序，以满足特定应用的需要。作为示例，花键孔12(如图1所示)可由中心孔22”使用钻孔操作得到，安装孔14可冲孔得到，窗口18可穿孔得到，机械加工第一台阶部32可提供锥形表面19(如图1所示)；但是，应意识到可选择任何已知的工艺实现。
[0024]尽管已经详细描述了实施本发明的最佳方式，但是熟悉本发明所涉及领域的人员会意识到在后附权利要求书的范围内用于实践本发明的各种可选设计和实施例。

Claims (17)

1.一种用于制造支承架的方法，包括：
提供大致圆形坯件；
挤压成形坯件以形成壁部；
冷成形坯件以形成轴向突出芯部；和
加工坯件以得到支承架，其中所述支承架包括：
加工坯件形成的毂；
在坯件的轴向突出芯部上施加钻孔操作以得到的限定若干齿的花键孔；
由毂限定的若干安装孔；和
加工所述壁部形成的从毂开始沿轴向延伸的若干柱。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述挤压成形坯件以形成壁部包括挤压成形坯件以形成厚度大于7mm的壁部。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述挤压成形坯件以形成壁部包括挤压成形坯件以形成具有不同厚度的壁部。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述挤压成形坯件以形成壁部包括挤压成形坯件以形成加工硬化的壁部，所述壁部具有增加的强度和刚度。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷成形坯件以形成轴向突出芯部包括冷成形坯件以形成加工硬化的轴向突出芯部，所述芯部具有增加的强度。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加工坯件包括在坯件壁部的预定部分穿孔，以产生若干窗口，从而壁部的其余部分形成所述若干柱。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述加工坯件包括在坯件上施加冲孔操作，以得到所述若干安装孔。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述提供大致圆形坯件包括实施冲压操作，以得到大致圆形坯件。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述若干柱至少7.5mm厚。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述若干柱至少9mm厚。
11.一种用于制造支承架的方法，包括：
提供大致圆形坯件；
挤压成形坯件以形成加工硬化的壁部，所述壁部具有不同厚度，所述壁部限定若干厚部和若干薄部；
冷成形坯件以形成加工硬化的轴向突出芯部；和
加工坯件以得到支承架，其中所述支承架包括：
加工坯件形成的毂；
在坯件的轴向突出芯部上施加钻孔操作以得到的限定若干齿的花键孔；
由毂限定的若干安装孔；和
加工所述壁部形成的从毂开始沿轴向延伸的若干柱。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述挤压成形坯件以形成加工硬化的壁部包括挤压成形坯件以形成限定若干厚度大于7mm的厚部的加工硬化壁部。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述加工坯件包括在壁部的若干薄部上穿孔，以产生若干窗口，从而壁部的其余部分形成所述若干柱。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述加工坯件包括在坯件上施加冲孔操作，以得到所述若干安装孔。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述提供大致圆形坯件包括实施冲压操作，以得到大致圆形坯件。
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述若干柱至少7.5mm厚。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述若干柱至少9mm厚。
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