CN101674904B - 车辆用短轴的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种制造短轴的方法。在本发明的方法中，短轴(100)由实心棒材(101)制造，并通过成形方法加工，使得材料的结构变得更加稳定，因而弥补了传统的抗扭强度的弱点，从而提高产品的质量。此外，本发明可以降低制造短轴的成本，从而增加价格竞争力。本发明的方法包括将实心棒材(101)的中间部分保持在支撑模具(20)中的步骤，和使用成形机通过成形过程处理实心棒材的一个端部或相对端部的步骤。

Description

车辆用短轴的制造方法
技术领域
本发明总体涉及车辆用短轴(stub shaft)，并且更具体地，涉及一种由实心棒材制造并通过成形法加工的短轴，使得材料的结构变得更加稳定，因而弥补了传统的抗扭强度的弱点，从而提高产品质量，并减少制造成本，因而增加价格竞争力。
背景技术
通常，短轴表示在其一端上或其相对端的每一个上具有类似于树的树桩的相对较厚并且短的梢头部分(stub portion)的轴。用于将发动机的驱动力传递给车轮的驱动轴或传动轴是车辆用短轴的典型示例。此外，短轴可以用作转向系统的、传递来自方向盘(steering wheel)的转向力的中间轴。
对于车辆用转向系统来说，转向系统能够使驾驶员将车辆行驶的方向改变到期望的方向。详细地，转向系统包括操作单元，所述操作单元将通过操纵方向盘产生的驱动力通过转向轴传递给转向器和连杆。转向系统还包括齿轮单元和连杆单元，所述齿轮单元减速转向轴的旋转以增加驱动力并改变操作单元的运动方向，所述连杆单元将齿轮单元的运转传递给前轮并保持左轮和右轮之间正确的位置关系。
操作单元包括方向盘、转向轴和转向柱。这里，组成转向系统的转向柱支撑方向盘以被驾驶员操纵，并且包括连接到方向盘的转向轴、和用于遮盖转向轴的罩。
由转向柱支撑的转向轴通过中间轴连接到齿轮单元。梢头部分形成在中间轴的一端上，从而形成短轴的形状。
同时，发动机的驱动力通过变速器(transmission)和驱动轴或传动轴传递给车轮。这里，驱动轴表示用在前轮驱动车辆中的动力传递轴，而传动轴表示用在后轮驱动车辆中的动力传递轴。因为当高速旋转时强扭转力施加到驱动轴和传动轴，因此所述驱动轴和传动轴必须具有足以经得起所述扭转力的高耐用性。此外，为了提高与NVH有关的性能，优选的是所述轴被制造成空心的，这表示轴的轴向部分没有物质。
图1是示意性地显示根据传统技术的车辆用短轴的前视图；图2是示意性地显示根据传统技术的车辆用传动轴的短轴的前视图。
如图所示，车辆用驱动轴的短轴100使用实心棒材101、钢管(未示出)或空心管(未示出)制造而成。
此外，为了将诸如变速器和车轮的部件相互连接，在诸如锻造过程的过程中制造的杆件102通过诸如焊接的方法与具有空心形状的实心棒材101的一端结合。
此外，在实心棒材101和焊接到实心棒材101的端部的杆件102的直径彼此不同的情况下，可以形成轴管部分以防止在所述实心棒材和所述杆件之间的连接处形成台阶状部分。
同时，用在传动轴200的车辆用短轴201从变速器连接到后轴以将设置在前端位置处的发动机的驱动力通过变速器传递给后轴。短轴201包括钢管形管201a和轭状部201b，所述轭状部201b整体地焊接到管201a的相对端部中的每一个。
轭状部201b通过热锻过程加工。轭状部201b通过摩擦压力焊接整体地连接到管201a。
然而，在制造车辆用的、驱动轴100的短轴101或传动轴200的短轴201的传统方法中，因为使用冷拉棒材处理产品或热锻产品，因此具有关于表面硬度和抗扭强度的弱点。此外，在冷拉棒材或热锻产品的情况下，与通过其它方法形成的产品相比较，所述产品的制造成本相对较高，从而增加短轴的生产成本。
发明内容
技术问题
因此，本发明已经考虑了现有技术中出现的以上问题，并且本发明的目的是提供一种短轴，其由实心棒材制成并通过成形方法加工以使材料的结构变得更加稳定，因而弥补了传统的抗扭强度的弱点，从而提高产品质量，并减少制造成本，因而增加价格竞争力。
技术方案
为了实现以上目的，本发明提供一种制造车辆用短轴的方法，所述方法包括以下步骤：将实心棒材的中间部分保持在支撑模具中，并且使用成形机通过成形过程处理实心棒材的一个端部或相对端部。
短轴可以用作选自用于摩擦焊接的空心轴、驱动轴、传动轴和中间轴中的任一个。
此外，花键可以通过挤压过程在短轴的一端上形成。
此外，具有30mm或30mm以上直径的实心棒材还可以通过所述成形方法来处理。
此外，在通过成形方法处理的实心棒材通过热处理过程被处理的情况下，所述实心棒材可以用于传递4000Nm或更大的扭矩。
在另一方面中，本发明提供一种制造短轴的方法，所述方法包括以下步骤：将实心棒材的中间部分保持在支撑模具中，以及使用压头机通过成形过程处理实心棒材的一个端部或相对端部。
同样，所述短轴可以用作选自用于摩擦焊接的空心轴、驱动轴、传动轴和中间轴中的任一个。
有益效果
如上所述，在本发明中，短轴由实心棒材制成，并通过成形方法制造而成，从而，材料的结构变得更加稳定，因而弥补了传统的抗扭强度的弱点，从而提高产品质量。此外。本发明可以降低制造短轴的成本，从而增加价格竞争力。
虽然出于说明性目的已经公开了本发明的优选实施例，但是本发明不局限于那些具体实施例。此外，本领域的技术人员将理解在不背离所附权利要求中公开的本发明的保护范围和精神的情况下可以做各种修改、增加和替换。
附图说明
图1是示意性地显示根据传统技术的车辆用短轴的前视图；
图2是示意性地显示根据传统技术的车辆用传动轴的短轴的前视图；以及
图3是显示根据本发明的优选的实施例的、使用成形机制造车辆用短轴的方法的视图。
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明的优选实施例。
图3是显示根据本发明的优选的实施例的、使用成形机制造车辆用短轴的方法的视图。
车辆用短轴1由实心棒材10组成，所述实心棒材是短轴1的基本材料，并且使用用于保持实心棒材10的支撑模具20、用于形成实心棒材10的相对端部的成形模具30a和30B以及成形机来制造所述短轴。
详细地，实心棒材10由支撑模具20支撑。这里，仅实心棒材10的中间部分被支撑模具20保持，使得实心棒材10的相对端部暴露在支撑模具20外侧。
成形模具30a设置在被支撑的实心棒材10的第一端，所述成形模具具有向内延伸的大致圆锥形或锥形突起部31。成形模具30b设置在实心棒材10的第二端，所述成形模具30b内具有凹陷部，所述凹陷部与实心棒材10的直径相对应的形状。
此后，被支撑模具20保持的实心棒材10的第一和第二端分别地使用成形模具30a和30b通过成形方法形成，所述模具30a和30b由成形机操作。
因此，具有与成形模具30a的突起部31相对应的预定深度的凹陷部1a在实心棒材10的第一端中形成。
此外，因为实心棒材10通过成形方法来处理，所以材料的结构变得更加稳定，因而弥补了传统的抗扭强度的弱点，从而提高产品的质量。
此外，短轴1可以用作选自用于摩擦焊接的空心轴、驱动轴、传动轴和中间轴中的任一个。因此，本发明可以增强竞争力，即，减少制造成本。
同时，延伸预定长度的花键在轧制过程中可以形成在短轴1的一端中，或者可选地，所述花键可以通过挤压过程形成。
此外，具有30mm或30mm以上直径的实心棒材10还可以通过成形方法来处理，以制造短轴。在本实施例中，虽然具有30mm或30mm以上直径的实心棒材10在成形方法中被处理，但是当然也可以使用具有小于30mm的直径的实心棒材10制造短轴。
此外，在通过成形方法处理的实心棒材通过热处理过程被处理的情况下，所述实心棒材可用于传递4000Nm或更大的扭矩。
在根据本发明的另一个实施例的制造短轴1的方法中，实心棒材10的中间部分由支撑模具保持，此后，使用压头机代替成形机来处理被支撑模具保持的实心棒材的一个端部或相对端部。
通过此方法制造的短轴1可以在用于摩擦焊接的空心轴、驱动轴、传动轴和中间轴中任一个中使用，从而相对于制造成本具有竞争力。

Claims (4)

1.一种制造车辆用短轴的方法，所述方法包括以下步骤：
将实心棒材(10)的中间部分保持在支撑模具(20)中；
将第一成形模具(30a)和第二成形模具(30b)分别设置在被所述支撑模具(20)保持的所述实心棒材(10)的相对端部；以及
使用成形机通过所述第一成形模具(30a)和所述第二成形模具(30b)处理所述实心棒材(10)的所述相对端部；
其中：所述第一成形模具(30a)设置在被支撑的所述实心棒材(10)的第一端部，所述第一成形模具(30a)具有向内延伸的圆锥形或锥形突起部(31)，并且所述第二成形模具(30b)设置在所述实心棒材(10)的第二端部，在所述第二成形模具(30b)内具有凹陷部，所述凹陷部具有与所述实心棒材(10)的直径相对应的形状，被支撑的所述实心棒材(10)的第一端部由第一成形模具(30a)支撑和处理。
2.根据权利要求1所述的制造车辆用短轴的方法，还包括以下步骤：
通过挤压过程在所述短轴的一端上形成花键。
3.一种制造车辆用短轴的方法，所述方法包括以下步骤：
将实心棒材(10)的中间部分保持在支撑模具(20)中；
将第一成形模具(30a)和第二成形模具(30b)分别设置在由所述支撑模具(20)保持的所述实心棒材(10)的相对端部；以及
使用压头机通过所述第一成形模具(30a)和第二成形模具(30b)处理所述实心棒材(10)的所述相对端部，
其中，所述第一成形模具(30a)设置在被支撑的所述实心棒材(10)的第一端部，所述第一成形模具(30a)具有向内延伸的圆锥形或锥形突起部(31)，并且所述第二成形模具(30b)设置在所述实心棒材(10)的第二端部，在所述第二成形模具(30b)内具有凹陷部，所述凹陷部具有与所述实心棒材(10)的直径相对应的形状，被支撑的所述实心棒材(10)的第一端部由第一成形模具(30a)支撑和处理。
4.一种车辆用短轴，所述车辆用短轴通过根据权利要求1、2或3中任一项所述的制造车辆用短轴的方法制造而成，所述短轴用作选自用于摩擦焊接的空心轴、驱动轴、传动轴和中间轴中的任一个。
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