CN101583498B - 制造轮轴轴承装置的毂轮的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种制造轮轴轴承装置的毂轮的方法。该毂轮能够以少量材料制造并具有增大的强度。在锻造毂轮(2)时的冲孔步骤中,该毂轮(2)被形成为其冲孔部(分隔壁)(A)的外侧壁面(24)比肩部(22)更靠内。这导致毂轮(2)的沿着孔部(23)轴向形成的纤维流从肩部(22)向冲孔部(分隔壁)(A)逐渐倾斜。结果,在内周表面(27)处的纤维流大致沿轴向,在冲孔之后在该内周表面(27)上形成有毂轮(2)的锯齿。如此的纤维流这使得肩部(22)的强度(例如旋转弯曲疲劳强度以及冲击弯曲强度)有所增加,并且锯齿的强度和耐用性也有所增加。此外,小直径台阶部分(2b)的壁厚能够减至最小,从而生产毂轮所需的材料用量也减少。

Description

制造轮轴轴承装置的毂轮的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种轮轴轴承装置的毂轮,更具体地,涉及一种具有车轮安装法兰及其外周上的内滚道表面的轮轴轴承装置的毂轮,以及制造该毂轮的方法。
背景技术
[0002] 随着燃料消耗效率和汽车性能的改进,希望得到重量轻、结构紧凑并且耐用性好的轴承装置。汽车的轮轴轴承装置有从动轮型和驱动轮型,现在已能通过减小毂轮的车轮安装法兰的厚度并且在其中形成通孔来减轻从动轮的轴承装置的重量。此外,通常还使用驱动轮的轮轴轴承装置,其中毂轮的车轮安装法兰的厚度被减小并且在毂轮的内周上形成具有锯齿的通孔。在从动轮的轴承装置中,其静止环被设置成固定在车体上,而转动环被连接成能够支撑和旋转车轮。另一方面,在驱动轮的轴承装置中,其静止环被设置成固定在车体上,而转动环被连接成能够支撑和旋转车轮并将引擎的动力传递到驱动轮。
[0003] 轮轴轴承装置有四代类型,即:第一代类型,其中轮轴轴承包括装配在形成悬挂装置的一部分的转向节和毂轮之间的双列向心推力球轴承;第二代类型,其中车体安装法兰或车轮安装法兰直接形成在外部件的外周上;第三代类型,其中一个内滚道表面直接形成在毂轮的外周上;第四代类型,其中多个内滚道表面分别形成在毂轮的外周和外接合件上。
[0004] 在第三代类型的轮轴轴承装置中,毂轮上一体地形成有车轮安装法兰和内滚道表面,所述内滚道表面直接形成在从车轮安装法兰的基部延伸的轴部的外周上。通常对所述毂轮执行多个加工步骤,例如在锻造成型后通过喷丸处理去除表面氧化皮,以及通过专用的车削线车削多个功能性部分(如内滚道表面),然后转到高频感应淬火步骤和打磨步骤。 所述毂轮通常由钢材制成,如S53C钢,而内滚道表面等部分通过高频淬火最终实现硬化。
[0005] 作为旋转地支撑毂轮的结构,这种第三代类型的轮轴轴承装置的耐用性存在问题。至今已提出了多种提高毂轮的耐用性的方法。例如,一种技术在毂轮的轴部的外周、车轮安装法兰的根部区以及制动导向面上设置多个硬化层(见下面的专利文件1),一种技术在毂轮的轴部的外周上设置单个硬化层并对未硬化的部分进行调质处理(见下面的专利文件2、。此外,毂轮作为滚动轴承应具有轨道功能,因此已经提出了一种轮轴轴承装置,其毂轮的内滚道表面上的纤维流倾角被设置成15°或更小,还提出减小内滚道表面的加工余量、减少形成毂轮的材料用量以及切割过程所需的时间(见下面的专利文件3)。
[0006] 专利文件1 :日本专利特许公开No. 87008/2002
[0007] 专利文件2 :日本专利特许公开No. 3061/2005
[0008] 专利文件3 :日本专利特许公开No. 83513/2005
发明内容
[0009] 本发明要解决的问题
[0010] 通过上述专利文件1〜3公开的技术可以提高毂轮的耐用性并延长其滚动疲劳寿命。然而,在毂轮的制造过程中还存在其它问题,下面结合图9进行说明。如图所示,毂轮50的最终构造如双点划线所示,其具有与内环(未示出)相抵靠的肩部51以及从肩部51 延伸的圆筒部50b。施加在毂轮50的车轮安装法兰M上的重复力矩载荷被传递到从车轮安装法兰M的基部延伸的轴部56上,并且在其上重复地引起弹性变形,从而在毂轮50的肩部51中产生重复弯曲应力。为了确保毂轮50所需的强度,在从车轮安装法兰M的内侧基部圆角57 (密封接触区)经过内滚道表面50a和肩部51到圆筒部50b的区域内,对轴部 56的外周进行高频感应淬火,使得毂轮50通过硬化层58而被硬化。
[0011] 常见的方式是在毂轮50的轴部56的内周59上形成通孔,以减轻毂轮50的重量, 或者针对驱动轮的轮轴轴承装置形成用于传递扭矩的锯齿。无论是哪种情况,装配有内环的圆筒部50b的壁厚都会因形成有通孔而减小。尽管通过形成硬化层58而确保了圆筒部 50b的必要强度,但由于产生了较高的重复应力,轴部56会发生最大变形,使得与肩部51对应的内周59上可能会出现裂纹。
[0012] 实际上,毂轮50被锻造成在轴部56的外周上形成一个后来被加工为内滚道表面 50的部分,并且形成一个后来被加工为圆筒部50b的部分,最后通过冲压形成内周55,该内周阳带有残留下来的分隔壁52,该分隔壁52后来会被冲掉。在此步骤中,如图10(a)所示,由于分隔壁52的外侧壁面53形成在比肩部51更靠外的位置上,毂轮50的纤维流沿着从肩部51到分隔壁的方向倾斜地形成。分隔壁52在冲切步骤中被去除,内周55形成为通孔(见图10(b))。因此,在与肩部51相对的部分内的纤维流在大约50°到80°的角度范围内被切割。此外在冲压步骤之前、之后或与其同时,直接地执行修边步骤,以去除车轮安装法兰的外周上的毛刺(未示出)。
[0013] 通常公知的是,在纤维流平行于弯曲应力方向时获得的抵抗旋转弯曲疲劳和冲击弯曲的强度高于在纤维流垂直于弯曲应力方向时获得的强度。由于在内周阳中纤维流与内周的轴线并不平行,因此难以在内周55中得到预定的强度。尽管可以在车削步骤之后通过对轴部56的通孔进行高频淬火使其硬化而提高强度,但是这样不仅增加了轮轴轴承的制造成本以及因热处理而产生了应变,还由于淬火缺陷而降低了轴部56的抗冲击性。相应地,圆筒部50b的厚度也必须增加以获得足够强度。
[0014] 因此,本发明的目标是提供一种轮轴轴承装置的毂轮及其制造方法,所述方法能够减少毂轮的用料并提高其强度。
[0015] 解决问题的手段
[0016] 为了实现本发明的目标,提供一种轮轴轴承装置的毂轮,其包括在内周上形成有双列外滚道表面的外部件;包括毂轮和内环的内部件,所述毂轮具有位于其一端的车轮安装法兰、从所述车轮安装法兰的基部向所述轮轴轴承装置的内侧轴向延伸的轴部、形成在所述轴部外周上并与所述双列外滚道表面之一相对布置的内滚道表面、从所述内滚道表面经由肩部向所述轮轴轴承装置的内侧轴向延伸的圆筒部、以及单独的通孔或在内周上形成有锯齿以传递扭矩的通孔,所述内环被压配合到所述圆筒部以抵靠所述毂轮的所述肩部, 并且在内环的外周上形成有与所述外滚道表面中的另一个相对布置的另一内滚道表面;双列滚动件位于所述内部件和所述外部件的内外滚道表面之间,其特征在于:从所述肩部到所述毂轮的开口端面,形成所述毂轮的材料的内周附近的纤维流大致平行于所述毂轮的轴线。
[0017] 根据包括毂轮和内环的第三代类型的轮轴轴承装置的毂轮,所述毂轮具有位于其
4一端的车轮安装法兰、从所述车轮安装法兰的基部向所述轮轴轴承装置的内侧轴向延伸的轴部、形成在所述轴部外周上并与所述双列外滚道表面之一相对布置的内滚道表面、从所述内滚道表面经由肩部向所述轮轴轴承装置的内侧轴向延伸的圆筒部、以及形成在内周上以减轻所述毂轮的重量或形成锯齿以传递扭矩的通孔,所述内环被压配合到所述圆筒部以抵靠所述毂轮的所述肩部,并且在其外周上形成有与所述外滚道表面中的另一个相对布置的另一内滚道表面;由于从所述肩部到所述毂轮的开口端面的形成所述毂轮的材料的内周附近的纤维流大致平行于所述毂轮的轴线,因此可以提高所述通孔的强度(如抗旋转弯曲疲劳强度和抗冲击弯曲强度),还可以将所述圆筒部的壁厚减到最小,从而减少所述毂轮材料的用量。此外,也可以提高形成在驱动轮轴承装置的通道上的锯齿的强度和耐用性。
[0018] 根据本发明,由于从所述毂轮的所述车轮安装法兰的基部延伸的所述轴部的外周上的所述肩部中的纤维流大致平行于所述毂轮的轴线,因此可以提高所述肩部的强度(如抗旋转弯曲疲劳强度),并且提高形成在驱动轮轴承装置的通道上的锯齿的强度和耐用性, 还可以将所述圆筒部的壁厚减到最小,从而减少所述毂轮材料的用量。
[0019] 此外,根据本发明,由于所述内环是通过由所述毂轮的所述圆筒部的端部的塑性变形形成的敛缝部来轴向地固定,并且所述敛缝部与从内周经过所述内环的倒角部到端面的区域紧密接触,并且在敛缝部中未发生纤维流断裂,因此可以防止如因重复应力而导致的裂纹等危害的发生,从而提高敛缝部的强度。
[0020] 根据本发明的另一方面,提供了一种制造轮轴轴承装置的毂轮的方法,其中毂轮具有位于其一端的车轮安装法兰、从所述车轮安装法兰的基部向所述轮轴轴承装置的内侧轴向延伸的轴部、形成在所述轴部外周上的内滚道表面、从所述内滚道表面经由肩部向所述轮轴轴承装置的内侧轴向延伸的圆筒部、以及单独的通孔或内周上形成有锯齿以传递扭矩的通孔,其特征在于,所述方法包括以下步骤:在切割经轴向轧制并具有轴向纤维流的棒材、并且加热通过垂直于纤维流方向切割棒材而形成的坯料之后,通过压制坯料的两端来镦锻所述坯料,使其中部扩大而形成为桶状构造;挤压镦锻后的毛坯以减小其内侧直径; 通过模锻来精冲压被挤压过的毛坯,以形成所述毂轮的轮廓,所述毂轮包括所述车轮安装法兰、所述轴部、所述肩部、所述圆筒部以及具有分隔壁的内周;在精冲压步骤之后,所述分隔壁形成为其外侧壁面比所述肩部更靠内,并且最后冲掉所述分隔壁以形成所述通孔。
[0021] 根据本发明的制造所述毂轮的方法,由于在精冲压步骤中所述分隔壁形成为其外侧壁面比所述肩部更靠内,所述毂轮的纤维流可被设置成从所述肩部向所述分隔壁的外侧壁适度倾斜,并且沿所述内周大致轴向地延伸。此外,由于所述分隔壁的内侧壁面形成在深入到外侧的位置,所述毂轮的纤维流可被设置成从所述圆筒部的端部的内周向所述分隔壁适度倾斜,并且沿所述内周大致轴向地延伸。在冲掉所述分隔壁后,车削所述通孔以完成其加工。相应地可以获得从所述肩部到外侧开口端面的大致沿轴向分布的纤维流,由此增加与所述肩部相对的内周的旋转弯曲疲劳强度和冲击弯曲强度,从而提高其强度和耐用性。 此外,可以将所述圆筒部的壁厚减到最小,通过在所述圆筒部的端部进行锻造以形成开口, 从而减少所述毂轮材料的用量。
[0022] 此外,根据本发明,所述分隔壁的内侧壁面形成在深入到所述敛缝部的内周的外侧的位置处,因此可以使纤维流沿轴向分布。此外,由于所述敛缝部与从内周经所述内环的倒角部到端面的区域紧密接触,并且在敛缝部中没有发生纤维流断裂,因此可以防止如因重复应力而导致的裂纹等危害的发生,从而提高敛缝部的强度。
[0023] 本发明的效果
[0024] 根据本发明的轮轴轴承装置的毂轮,由于其包括在内周上形成有双列外滚道表面的外部件;包括毂轮和内环的内部件,所述毂轮具有位于其一端的车轮安装法兰、从所述车轮安装法兰的基部向所述轮轴轴承装置的内侧轴向延伸的轴部、形成在所述轴部外周上并与所述双列外滚道表面之一相对布置的内滚道表面、从所述内滚道表面经由肩部向所述轮轴轴承装置的内侧轴向延伸的圆筒部、以及单独的通孔或内周上形成有锯齿以传递扭矩的通孔,所述内环被压配合到所述圆筒部以抵靠所述毂轮的所述肩部,并且在其外周上形成有与所述外滚道表面中的另一个相对布置的另一内滚道表面;双列滚动件包含在所述内部件和所述外部件的内外滚道表面之间,其特征在于:从所述肩部到所述毂轮的开口端面的形成所述毂轮的材料的内周附近的纤维流大致平行于所述毂轮的轴线,因此可以增加通孔的强度(如旋转弯曲疲劳强度和冲击弯曲强度),也可以将所述圆筒部的壁厚减到最小,从而减少所述毂轮材料的用量。
[0025] 根据本发明的所述制造轮轴轴承的毂轮的方法,由于其包括以下步骤:在切割经轴向轧制并具有轴向纤维流的棒材、并且加热通过垂直于纤维流方向切割棒材而形成的坯料之后,通过压制坯料的两端来镦锻所述坯料,使其中部扩大而形成为桶状构造;挤压镦锻后的毛坯以减小其内侧的直径;通过模锻来精冲压挤压过的毛坯,以形成所述毂轮的轮廓, 该毂轮包括所述车轮安装法兰、所述轴部、所述肩部、所述圆筒部以及具有分隔壁的内周; 在精冲压步骤之后,所述分隔壁形成为其外侧壁面比所述肩部更靠内,所述毂轮中的纤维流可被设置成从所述肩部向所述分隔壁的外侧壁适度倾斜,并且沿所述内周大致轴向地延伸。此外,由于所述分隔壁的内侧壁面形成在深入到外侧的位置处,所述毂轮的纤维流可被设置成从所述圆筒部的端部的内周向所述分隔壁适度倾斜,并且沿所述内周大致轴向地延伸。相应地可以获得从所述肩部到外侧开口端面的大致沿轴向分布的纤维流,由此增加与所述肩部相对的内周的旋转弯曲疲劳强度和冲击弯曲强度,从而提高其强度和耐用性。此外,可以提高驱动轮的轴承装置的锯齿的强度和耐用性,并将所述圆筒部的壁厚减到最小, 从而减少所述毂轮的材料用量。
[0026] 实现本发明的最佳方式
[0027] 实现本发明的最佳方式是一种制造轮轴轴承的毂轮的方法,其中的毂轮具有位于其一端的车轮安装法兰、从所述车轮安装法兰的基部向所述轮轴轴承装置的内侧轴向延伸的轴部、形成在所述轴部外周上的内滚道表面、从所述内滚道表面经由肩部向所述轮轴轴承装置的内侧轴向延伸的圆筒部、以及单独的通孔或内周上形成有锯齿以传递扭矩的通孔,其特征在于,所述方法包括以下步骤:在切割经轴向轧制并具有轴向纤维流的棒材、并且加热通过垂直于纤维流方向切割棒材而得到的坯料后,通过压制坯料的两端来镦锻坯料,使其中部扩大为桶状构造;挤压被镦锻毛坯以减小其内侧直径;通过模锻对挤压的毛坯进行精冲压,以形成毂轮的轮廓,该毂轮包括车轮安装法兰、轴部、肩部、圆筒部以及具有分隔壁的内周;最后冲掉分隔壁以形成通孔;在精冲压步骤之后,分隔壁形成为其外侧壁面比肩部更靠内。附图说明
[0028] 图1是表示本发明的车辆轮轴轴承装置的第一实施方式的纵向剖视图;
[0029] 图2是仅示出图1的毂轮的示意图;
[0030] 图3(a)是毂轮的纵向剖视图,其示出了锻造步骤中的纤维流;
[0031] 图3(b)是毂轮的纵向剖视图,其示出了锻造步骤之后的纤维流;
[0032] 图4是毂轮的局部纵向剖视图,其示出了敛缝部分中的纤维流;
[0033] 图5是示出制造毂轮的全部步骤的框图;
[0034] 图6是示出锻造步骤的示意图;
[0035] 图7是示出敛缝步骤的示意图;
[0036] 图8是示出本发明的车辆轮轴轴承装置的第二实施方式的纵向剖视图;
[0037] 图9是示出现有技术中毂轮的锻造步骤的纵向剖视图;
[0038] 图10(a)是现有技术中毂轮的纵向剖视图,其示出了锻造步骤中的纤维流;
[0039] 图10(b)是现有技术中毂轮的纵向剖视图,其示出了锻造步骤之后的纤维流。
[0040] 附图标记说明
[0041] 1......内部件
[0042] 2......毂轮
[0043] 2a、3a......内滚道表面
[0044] 2b......圆筒部
[0045] 3......内环
[0046] 3b......内周
[0047] 3c......倒角部
[0048] 3d......端面
[0049] 4......车轮安装法兰
[0050] 4a......密封接触区
[0051] 5、20a......锯齿
[0052] 6......轮毂螺栓
[0053] 7......敛缝部
[0054] 8......滚动件
[0055] 9......保持架
[0056] 10......外部件
[0057] IOa......外滚道表面
[0058] IOb......车体安装法兰
[0059] 11、12......密封件
[0060] 13......等速万向接头
[0061] 14......外接合件
[0062] 15.......接头内环
[0063] 15a、18a......轨道凹槽
[0064] 16......保持架
[0065] 17......扭矩传递滚珠[0066] 18.… 口部[0067] 19.… •肩部[0068] 20.… •杆部[0069] 20b... .·外螺纹[0070] 21.… .锁紧螺母[0071] 22.… •肩部[0072] 23,23' ......内周[0073] 24.… .分隔壁的外侧[0074] 25.… .分隔壁的内侧[0075] 26.… .轴部[0076] 27.… .内周[0077] 28.… .硬化层[0078] 29.… .外侧开口端面[0079] 50.… •毂轮[0080] 50a... ..内滚道表面[0081] 50b... ..圆筒部[0082] 51.… •肩部[0083] 52.… •分隔壁[0084] 53.… .分隔壁端面[0085] 54.… .车轮安装法兰[0086] 55.… .内周[0087] 56.… .轴部[0088] 57.… .密封接触区[0089] 58.… .硬化层[0090] 59.… .内周[0091] A..... 分隔壁[0092] N..... 转向节[0093] W..... 棒材
具体实施方式
[0094] 第一实施方式
[0095] 参照附图对本发明的第一优选实施方式描述如下。
[0096] 图1是示出本发明的车辆用轮轴轴承装置的第一实施方式的纵向剖视图;图2是仅示出毂轮的示意图;图3(a)是毂轮的纵向剖视图,其示出了锻造步骤之中的纤维流;图 3(b)是毂轮的纵向剖视图,其示出了锻造步骤之后的纤维流;图4是毂轮的局部纵向剖视图,其示出敛缝部分中的纤维流。在下文中,当轴承装置被安装到车体上时,术语“外侧”定义的是位于车体之外的一侧(图1中的左手侧),而术语“内侧”定义的是位于车体之内的一侧(图1中的右手侧)。
[0097] 所述轮轴轴承装置包括内部件1、外部件10以及位于内部件1和外部件10之间的双列滚动件(滚珠)8。内部件1包括毂轮2和压配合在毂轮2上的内环3。
[0098] 毂轮2在其外侧端部一体地形成有用于安装车轮(未示出)的车轮安装法兰4,在从车轮安装法兰4的基部延伸到内侧的轴部26的外周上一体地形成有一个(外侧)内滚道表面 2a和从该内滚道表面&轴向延伸的圆筒部北,并且在该毂轮2的内周上一体地形成有用于传递扭矩的锯齿(或花键)5。此外,多个轮毂螺栓6沿周向等距离地固定在车轮安装法兰4上。
[0099] 毂轮2由含碳量为0. 40〜0. 80% (重量百分比)的中碳钢如S53C制成,通过高频感应淬火进行硬化,在包括内滚道表面加、轴部沈的外周、与侧密封件11可滑动地接触的密封接触区4a、以及圆筒部2b的区域内得到厚度为0. 5〜4mm、表面硬度为58〜64HRC 的硬化层观。内环3以预定的过盈量压配合到毂轮2的圆筒部2b上,并通过由圆筒部2b 的端部沿径向向外塑性变形而形成的敛缝部7来轴向不动地固定。敛缝部7不进行淬火, 使得锻造后的毛坯硬度为13〜25HRC。内环3由高碳铬钢如SUJ2制成,在其外周上形成有另一(内侧)内滚道表面3a,浸浴硬化到核心,硬度为58〜64HRC。
[0100] 外部件10由含碳量为0.40〜0.80% (重量百分比)的中碳钢如S53C制成,在其外周上一体地形成有适于安装在车体(未示出)上的车体安装法兰10b,在其内周上一体地形成有与内部件的内滚道表面h、3a相对的双列外滚道表面10a、10a。双列外滚道表面10a、IOa经高频感应淬火而被硬化,得到表面硬度为58〜64HRC、厚度为1〜4mm的硬化层。双列滚动件8、8位于内外滚道表面IOaJa ;10a、3a之间,并由保持架9、9可滚动地保持。滚动件8、8由高碳钢如SUJ2制成,浸浴硬化到核心,硬度为60〜68HRC。
[0101] 密封件11、12安装在外部件10的两端,以防止轴承装置中的润滑油泄露,并且防止雨水或灰尘进入轴承。尽管示出的实例采用双列角面接触滚珠轴承作为滚动件8,但也可以采用锥形辊作为滚动件8。
[0102] 等速万向节13包括外接合件14、接头内环15、保持架16以及扭矩传递滚珠17。 外接合件14包括杯形口部18、形成该口部18的底的肩部19、以及从肩部19轴向延伸的杆部20。轨道槽18a、lfe分别形成在口部18的内周和接头内环15的外周上,从而构成了固定式等速万向节13。
[0103] 外接合件14由含碳量为0. 40-0. 80% (重量百分比)的中碳钢如S53C制成。轨道槽18a以及从杆部20到肩部19的外周区通过高频感应淬火进行硬化,获得表面硬度为 58 〜64HRC。
[0104] 外接合件14的杆部20在其外周上形成有锯齿(或花键)20a和外螺纹20b,该锯齿20a用于与毂轮2的锯齿5结合以传递扭矩。外接合件14与毂轮2的组装通过以下步骤而实现:将杆部20插入到内部件1中,直到外接合件14的肩部19抵靠在敛缝部7上,然后将锁紧螺母21拧紧在外螺纹20b上。
[0105] 如图2所示,在本实施方式中,毂轮2在锻造之后被车削。也就是说,毂轮2在其外侧端部形成有车轮安装法兰4、从车轮安装法兰4的基部延伸的轴部沈的密封接触区4a、 内滚道表面加、肩部22以及圆筒部2b,上述部分留有预定车削余量。
[0106] 内周23通过模锻技术进行精冲压,预先形成为从外侧开口端到预定位置的深陷的凹坑,并保留0. 5〜1. 5mm的车削余量,以便通过拉削处理形成锯齿(图2中未示出)。 也就是说,内周23被形成为使得分隔壁A的外侧壁面M的位置深入到内侧,并且超出了肩部22的位置,该肩部22形成抵靠内环3的抵靠面。此外,分隔壁A的内侧壁面25的位置深入到外侧,大致对应于敛缝部7的内周。
[0107] 因此,毂轮2中的纤维流如此形成,即,从肩部22向分隔壁A适度倾斜,特别是从肩部22到外侧开口端面四的纤维流沿内周23大致轴向地延伸,如图3(a)所示。因此,如图3(b)所示,由于分隔壁A被冲掉后的内周23’附近的纤维流以类似于图3(a)所示的情形轴向延伸,内周27处的纤维流能够从肩部22向外侧开口端面四轴向延伸(相对于毂轮轴线的最大角度为5° )。此外,毂轮2的肩部22处的纵向剖面的纤维流能够形成为大致轴向地延伸。这种纤维流的形成可以提高旋转弯曲疲劳强度和冲击弯曲强度,并且提高锯齿的强度和耐用性。相应地,也可以将圆筒部2b的壁厚设置成最小,从而减少形成毂轮2 所用的材料(成品毂轮2的构造如图3中的双点画线所示)。
[0108] 此外,由于分隔壁A的内侧壁面25的位置深入外侧并大致对应于敛缝部7的内周,在形成敛缝部7的圆筒部2b的端部上的纤维流能够沿轴向延伸。因此,如图4所示,由于与敛缝部7紧密接触的区域从内周北经内环3的倒角部3c到端面3d,而且敛缝部7中的纤维流并未发生断裂,因此可以防止如因重复应力而导致的裂纹等危害的发生,从而提高敛缝部7的强度。
[0109] 下面将更详细地描述制造毂轮2的步骤。
[0110] 图5是示出制造毂轮的全部步骤的框图。图6是示出锻造步骤的示意图。图7是示出敛缝步骤的示意图。
[0111] 1.热锻
[0112] 如图5〜6所示,制造毂轮的方法包括以下步骤:通过切割棒材W来制备坯料,所述棒材由含碳重量百分比为0.40〜0.80%的中碳钢(如S53C)制成,经过轴向轧制,具有轴向纤维流,直径为30〜60mm ;在被加热到约1200°C时,通过压制坯料的两端来镦锻坯料, 使其中部扩大为桶状;挤压镦锻后的毛坯以减小其内侧的直径;通过模锻对挤压后的毛坯进行精冲压,以形成毂轮2的轮廓,其包括车轮安装法兰4、从车轮安装法兰4的基部延伸的轴部沈以及具有分隔壁A的内周23 ;最后冲切掉分隔壁A以形成通孔23’。由于分隔壁A 的外侧壁面M深入到内侧并且超出肩部22,因此毂轮2中的纤维流被形成为从外侧开口端向分隔壁A适度倾斜。此外,由于分隔壁A的内侧壁面25深入到外侧并且大致对应于敛缝部7的内周,因此在形成敛缝部7的圆筒部2b的端部中的纤维流能够沿轴向延伸。采用冲床来冲掉分隔壁A以形成通孔23’。内周23’的冲切区域附近的纤维流以大致垂直于轴线 (内周23’)的方式倾斜。然而,由于分隔壁A的外侧壁面M深入内周23’并且超出肩部 22,因此从外侧开口端到肩部22的纤维流能够大致沿轴向延伸。毂轮表面因热锻而产生的腐蚀垢皮可以采用诸如喷砂或喷丸等方式处理。也可以在热锻后在毂轮的整个表面上进行调质处理,以进一步提高毂轮的机械特性。
[0113] 2.车削
[0114] 包括制动/车轮导向面、外侧滚道表面以及通孔在内的外周面以0. 5〜1. 5mm的余量被车削。这使得从肩部到外侧开口端的内滚道表面附近的纤维流大致沿轴向延伸(相对于轴线的角度最大为5° ),因此可以得到大致轴向延伸的纤维流。
[0115] 3.钻孔
[0116] 在车轮安装法兰上沿其圆周等距离的4到6个位置上通过钻或冲而形成用于轮毂螺栓的孔,该轮毂螺栓用于安装车轮。[0117] 4.高频感应热处理
[0118] 在从车轮安装法兰的基部经轴部的圆角R部(密封接触区)到圆筒部(敛缝部除外)的区域内,内滚道表面和肩部通过高频感应热处理进行硬化,以得到表面硬度为58〜 64HRC、深度为0. 5〜4mm的硬化层。这样能够确保滚道表面的滚动疲劳寿命和轴部外周的耐用性得以提高。
[0119] 5.拉削
[0120] 在轴部的通孔上通过拉削形成毂轮的锯齿,该锯齿与形成在等速万象接头上的锯齿相结合。
[0121] 6.打磨
[0122] 在从车轮安装法兰的基部经过轴部的圆角R部(密封接触区)到圆筒部的区域内,采用成形砂轮对内滚道表面、肩部和肩部的圆角R部同时进行打磨。连接肩部和圆筒部的圆角R部具有单独的曲率半径或复合的曲率半径,并且平滑地连接所述肩部和所述圆筒部,以减少应力集中。对滚道表面进行超精加工,以获得0. OSRa或更低的表面粗糙度。
[0123] 7.组装
[0124] 在组装滚动件/保持架组件以及外侧密封件之后,将毂轮插入外部件,在将内环压配合到毂轮上直至该内环与肩部相抵靠之后,把内侧密封件组装到外部件中。因此,可以通过将轴承的预加载荷设为预定值(2kN或以上,SkN或以下,优选为3〜6KN)而在敛缝前完成轮轴轴承装置的局部组装。
[0125] 8.敛缝
[0126] 图5和图7示出了所谓的摆动敛缝方法,其中敛缝工具被推到毂轮的圆筒部的端部上,通过向所述工具施加摆动和旋转运动使得圆筒部的圆筒端沿着径向向外发生塑性变形从而形成敛缝部。敛缝部与内环的内周、内环的倒角部以及端面紧密接触,从而内环在 10〜40kN的夹持力作用下结合至毂轮。
[0127] 第二实施方式
[0128] 下面介绍本发明的第二优选实施方式。
[0129] 图8是示出本发明车辆轮轴轴承装置的第二实施方式的纵向剖视图。本实施方式的轮轴轴承装置用于从动轮。本实施方式中与第一实施方式相同的部件均采用相同的附图标记。
[0130] 与第一实施方式类似,本实施方式中的分隔壁A也被冲掉。然而,在毂轮2的内周 27上仅简单地形成通孔,并且没有锯齿形成于其上。
[0131] 在本实施方式中,所述毂轮的内周附近的纤维流在从肩部22到外侧开口端面29 的区域内沿所述毂轮的轴线分布。相应地,毂轮2的内周附近的纤维流大致沿轴向分布(相对于毂轮轴线的角度最大为5° ),并且在形成敛缝部7的圆筒部2b的端部的纤维流也被设置成大致沿轴向分布。
[0132] 上面已参照优选实施方式对本发明进行了描述。显然,本领域技术人员在阅读和理解前面的详细描述之后,可以对其进行修改和变更。在不超出权利要求及其等同物范围的情况下,本发明应被解释为包括所有此类的修改和变更。
[0133] 工业实用性
[0134] 本发明的所述轮轴轴承装置的毂轮可应用于第三代类型的轴承装置,其中所述毂轮在其一端上具有车轮安装法兰,并且在从所述车轮安装法兰的基部向内侧延伸的轴部的外周上形成有内滚道表面,所述圆筒部从所述内滚道表面经所述肩部轴向地延伸。

Claims (2)

1. 一种制造轮轴轴承装置的毂轮的方法,其中,毂轮(2)具有位于其一端的车轮安装法兰(4)、从所述车轮安装法兰(4)的基部向所述轮轴轴承装置的内侧轴向延伸的轴部 (26)、形成在所述轴部(26)的外周上的内滚道表面(2a)、从所述内滚道表面(2a)经由肩部(22)向所述轮轴轴承装置的内侧轴向延伸的圆筒部(2b)、以及单独的通孔(23’ )或在内周上形成有锯齿(5)以传递扭矩的通孔(23’),其特征在于,所述方法包括以下步骤:在切割经轴向轧制并具有轴向纤维流的棒材、并且加热通过垂直于纤维流方向切割棒材而形成的坯料之后,通过压制坯料的两端来镦锻所述坯料,使坯料的中部扩大而形成为桶状构造;挤压镦锻后的毛坯以减小其内侧的直径;通过模锻来精冲压挤压过的毛坯,以形成所述毂轮(2)的轮廓,所述毂轮(2)包括所述车轮安装法兰(4)、所述轴部(26)、所述肩部(22)、所述圆筒部(2b)以及具有分隔壁(A)的内周(23);在精冲压步骤之后,所述分隔壁(A)如此形成,即,该分隔壁(A)的外侧壁面(24)比所述肩部(22)更靠内,并且最后冲掉所述分隔壁(A)以形成所述通孔(23’)。
2.如权利要求1所述的制造轮轴轴承装置的毂轮的方法,其中所述分隔壁(A)的内侧壁面(25)的位置深入到外侧并大致对应于所述毂轮(2)的敛缝部(7)的内周。
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