CN105269252B - 驱动轴的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的驱动轴的制造方法，包括：均匀地对具有第一强度的金属管的一侧进行缩管以形成第一轴部的步骤；拉制与上述第一轴部形成一体的上述金属管的中央部以减少上述中央部的厚度的步骤；对上述金属管的与上述一侧相对的另一侧的内侧面按一定长度进行热处理，以在上述金属管的另一侧的内侧面形成具有比上述第一强度低的第二强度的强度减少部的步骤；及对形成有上述强度减少部的上述金属管进行缩管以在无上述中央部的形状变形的情况下形成第二轴部的步骤；其中，上述第二轴部是沿与上述金属管的轴方向垂直的方向向上述金属管中形成有上述强度减少部的部分施加压缩力所形成的。

Description

驱动轴的制造方法

技术领域

本发明涉及驱动轴的制造方法，其防止在对金属管进行缩管形成驱动轴时产生的金属管的弯曲、形状变形，并且降低重量，抑制振动发生，减少生产成本及生产设备投资，防止对金属管进行缩管的过程中轴的弯曲。

背景技术

一般而言，在后轮驱动或四轮驱动的车辆的情况下，车辆的引擎输出通过变速器及与变速器连接的驱动轴传递至车辆的差速齿轮，而车辆利用通过差速齿轮传递至后轮的动力以后轮驱动或四轮驱动方式行驶。

在此，因将变速器的动力传递至差速齿轮的驱动轴受到的的扭应力集中于驱动轴的表面，所以为了在维持强度的同时降低车辆的重量，广泛使用管状驱动轴(Tubulardrive shaft)。

实现上述驱动轴的结构的制造方法为：对金属管的一侧端进行缩管之后，再对与一侧端相对的另一侧端进行缩管，并在固定进行缩管的两侧部分之后实施拉制工艺。

但是，在对金属管的一侧端进行缩管之后，再对与一侧端相对的另一侧端进行缩管时，因经缩管的部分和未经缩管的部分具有相同的强度，在进行缩管的过程中有可能发生使未经缩管的部分弯曲或形状变形的不良。

在缩管过程中产生不良的驱动轴因难以再生，从而只好全部废弃。

为解决上述问题，2012年02月14日以专利第10-2012-0014634号进行申请并于2012年11月05日注册的注册专利第10-1199797号的“驱动轴的制造方法”，提出对金属管的另一侧的内侧面按一定长度进行热处理，以在金属管的另一侧的内侧面形成具有比金属管的第一强度低的第二强度的强度减少部，并对形成有强度减少部的金属管进行缩管，从而在中央部没有形状变形的情况下制造驱动轴的技术。

在上述注册专利中，利用直径逐渐变小的多个缩管模具对形成有强度减少部的金属管进行缩管。

但是，如上所述，在利用直径逐渐变小的多个缩管模具减少形成有强度减少部的金属管的直径时，制造时间大幅增加，而且，因需使用多个缩管模具，缩管装置占很大的面积。

另外，在利用多个缩管模具进行缩管时，因沿金属管的轴方向施加力量，发生金属管的轴扭曲或经缩管的部分和未经缩管的部分的轴不一致的问题。

另外，由于在金属管的轴方向施加力量的同时利用缩管模具进行缩管，因此，沿金属管的轴方向也施加过多的力量，从而有可能在经缩管的部分和未经缩管的部分之间产生严重的裂缝。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种在制造驱动轴的过程中减少因缩管工艺导致的弯曲、形状变形、振动或裂缝的发生，通过减少生产成本，降低重量，简化制造工艺而减少生产设备投资，而且，可减少进行缩管的缩管装置所占的面积的驱动轴及其制造方法。

本发明所要解决的技术问题不受上述技术课题的限制，而对于本领域技术人员而言，未被提及的其他技术课题可通过下面的内容将变得明了。

本发明提供了一种驱动轴的制造方法，包括：

形成第一轴部的步骤，对具有均匀的第一强度的金属管的一侧进行缩管以形成第一轴部；

拉制步骤，拉制与所述第一轴部形成一体的所述金属管的中央部以减少所述中央部的厚度；

热处理步骤，对所述金属管的与所述一侧相对的另一侧的内侧面按一定长度进行热处理，以在所述金属管的另一侧的内侧面形成具有比所述第一强度低的第二强度的强度减少部；及

形成第二轴部的步骤，对形成有所述强度减少部的所述金属管进行缩管以在无所述中央部的形状变形的情况下形成第二轴部；

其中，所述第二轴部是沿与所述金属管的轴方向垂直的方向上，对所述金属管中形成有所述强度减少部的部分施加压缩力所形成的。

更好地，形成第一轴部的步骤包括：

成型所述金属管一侧的末端的步骤；及

利用直径逐渐减少的多个缩管模具分阶段对所述成型的金属管一侧进行缩管的步骤。

更好地，所述第一轴部的外径和内径所形成的厚度大于所述中央部的厚度。

更好地，所述第二轴部是通过向不同方向移动具有与所述金属管的外周面接触的倾斜面的分割平行模具，沿与所述轴方向垂直的方向向所述金属管的外周面施加所述压缩力所形成的。

更好地，所述分割平行模具由一对分割平行模具构成，不与金属管相对的各外侧面相互平行而设，而与金属管接触的各内侧面相对于各外侧面倾斜而设且相对面相对于各个外侧面倾斜地设置以使相对面相互平行。

更好地，所述第二轴部是通过与所述金属管的外周面接触的多个分割核心模具，沿与所述金属管的所述轴方向垂直的方向向所述金属管的外周面施加压缩力所形成的。

更好地，其特征在于：所述第二轴部的外径和内径所形成的厚度大于所述中央部的厚度。

更好地，所述拉制步骤包括：

向形成有所述第一轴部的金属管插入钻头的步骤；及

将插入所述钻头的所述金属管插入拉制模具减少所述中央部的厚度的步骤。

更好地，所述热处理步骤包括，向所述金属管的所述另一侧的内侧面提供高频的高频热处理步骤。

更好地，在形成所述第一及第二轴部的各步骤中，所述第一及第二轴部通过热加工及温加工中的一种所形成。

更好地，从所述金属管的内侧面到经热处理的所述强度减少部的厚度小于所述金属管的厚度。

更好地，在所述形成第二轴部的步骤之后，还包括对所述第一轴部、所述中央部及所述第二轴部再次进行热处理的步骤。

更好地，在所述形成第二轴部的步骤之后，还包括只对所述第二轴部再次进行热处理的步骤。

更好地，在所述形成第二轴部的步骤之后，还包括在所述第一轴部或第二轴部形成花键的步骤。

更好地，所述第一轴部或第二轴部的厚度大于所述中央部的外径和内径所形成的厚度。

根据本发明的驱动轴制造方法，在制造驱动轴的过程中减少因缩管工艺导致的弯曲、形状变形、振动或裂缝的发生，通过减少生产成本，降低重量，简化制造工艺减少生产设备投资，而且，可减少进行缩管的缩管装置所占的面积。

附图说明

图1a为用以制造驱动轴的金属管截面图；

图1b为在驱动轴的一侧形成第一轴部的成型工艺截面图；

图2a至图2e为在金属管的一侧形成第一轴部的过程的截面图；

图3a及图3b为拉制金属管的中央部的步骤截面图；

图4a为对与金属管的第一轴部相对的另一侧的内径进行局部热处理的截面图；

图4b为图4a的“A”部分放大图；

图5a至图5d为在形成有增强部的金属管上利用分割平行模具形成第二轴部的过程截面图及立体图；

图6a至图6b为在形成有强度增强部的金属管上利用分割核心模具形成第二轴部的过程截面图及立体图；

图7为在第一及第二轴部形成花键的截面图。

附图标记说明

1：金属管 2：成型部

3a、3b、3c、3d、3e：缩管模具 4：第一轴部

7：中央部 6、8：钻头

9：强度减少部 9a、9b：分割平行模具

9c、9d、9e：分割核心模具 10：第二轴部

12a、12b：花键

具体实施方式

下面，结合附图对本发明的实施例进行详细说明。在此过程中，为了说明的便利性和明了性，附图所示的构件的大小或形状等有可能夸张表示。另外，考虑本发明的构成及作用特别定义的术语，有可能根据使用者、运营者的意图或惯例有所不同。这些术语的定义需基于本说明书的全部内容以符合本发明技术思想的意思和概念进行解释。

图1a至图6为本发明实施例的驱动轴的制造工艺截面图及放大图。

图1a为用以制造驱动轴的金属管截面图。

如图1a所示，用以制造的驱动轴的金属管1是具有均匀的内径及均匀的外径的管状，因此，金属管1的厚度均匀。另外，金属管1具有均匀的第一强度(或第一硬度)。为便于说明，上述金属管1分为形成第一轴部的一侧部、形成第二轴部的另一侧部及存在于上述第一轴部及第二轴部之间的中央部。

图1b为在驱动轴的一侧形成第一轴部的成型工艺截面图。

如图1b所示，为容易插入用于形成将要后述的第一轴部4的缩管模具3a、3b、3c、3d、3e，对具有均匀的厚度及均匀的强度的金属管1的一侧实施成型工艺，从而在金属管1的一侧形成成型部2。

图2a至图2e为在金属管的一侧形成第一轴部的过程的截面图。

如图2a至图2e所示，通过利用直径逐渐变小的多个缩管模具3a、3b、3c、3d、3e的缩管加工，金属管1的一侧分阶段减少外径及内径。因此，如图2e所示，在金属管1的一侧形成经缩管的第一轴部4。第一轴部4在对金属管1一侧的外径及内径进行缩管的过程中，形成比金属管1厚的厚度。

第一轴部4可通过例如热加工及温加工中的一种加工而成。

在本发明的一实施例中，因第一轴部4是通过对厚度厚的金属管1的一侧端进行缩管而形成的，从而在形成第一轴部4的过程中，不会发生未形成第一轴部4的金属管1的弯曲、形状变形等。

图3a及图3b为拉制金属管的中央部的步骤截面图。

如图3a所示，在一侧形成有第一轴部4的金属管1的另一侧，具有圆棒形状的钻头6插入至中央部。钻头6的外径比金属管1的内径小。

钻头6从形成有第一轴部4的金属管1的另一侧插入中央部之后，用拉制模具5a在减少插入上述钻头6的金属管1中与第一轴部4形成一体的中央部的厚度的同时，上述金属管1第一次被拉制。另外，可通过改变上述钻头6的形状进一步提高驱动轴的性能。

在本发明一实施例中，金属管1中与第一轴部4相对的金属管1的另一侧不被拉制。这是因为在金属管1中与第一轴部4相对的上述另一侧形成有第二轴部4。

下面，将金属管1中通过拉制模具5a拉制而厚度减少的部分定义为中央部7。

如图3b所示，金属管1的中央部7通过拉制模具5a被第一次拉制之后，向金属管1的中央部7再次插入具有比第一次拉制的中央部7的内径小的外径的钻头8，而且，金属管1的中央部7通过新的拉制模具5b第二次被拉制。

第二次被拉制的金属管1的中央部7按所需外径及厚度形成，而金属管1的中央部7的厚度比未经拉制的金属管1的厚度及第一轴部4相对较薄。为获得所需外径及厚度，对中央部的拉制工艺可用直径逐渐减少的钻头实施多次。

金属管1的中央部7具有与第一轴部4相同的第一强度(或第一硬度)。

图4a为对与金属管的第一轴部相对的另一侧的内径进行局部热处理的截面图。图4b为图4a的“A”部分放大图。

如图4a及图4b所示，对金属管1实施第一轴部4及拉制工艺之后，在金属管1中与第一轴部4相对的另一侧形成将要后述的第二轴部。

为形成第二轴部，需对金属管1的上述另一侧进行缩管，但在经拉制工艺金属管1中央部的厚度变薄的状态下，利用上述缩管模具对金属管1的上述另一侧进行缩管，则会在中央部发生弯曲、形状变形或破碎。

导致上述不良的原因是在金属管1中，经拉制厚度变薄的中央部及将要形成第二轴部的部分都具有相同的第一强度(或第一硬度)。

在本发明一实施例中，对金属管1中与第一轴部4相对的金属管1的上述另一侧的内侧面，为形成第二轴部而实施热处理工艺，从而在金属管1的上述另一侧内侧面形成强度减少部9。

在本发明一实施例中，在金属管1的上述另一侧的内侧面通过热处理工艺形成的强度减少部9具有适合于形成第二轴部的长度，而且，强度减少部9沿金属管1的内侧面形成。

例如，用以形成强度减少部9的热处理工艺可包括采用利用高频的高频热处理工艺，而热处理工艺中的热处理条件根据构成金属管1的材料有所不同。

在本发明一实施例中，利用高频热处理对金属管1中将要形成第二轴部的金属管1的内侧面进行退火(annealing)热处理，从而形成强度减少部9。

在本发明一实施例中，强度减少部9的厚度小于金属管1的整体厚度为宜，而强度减少部9的厚度根据金属管1的材质特性相互不同。

在本发明一实施例中，如果在金属管1的内侧面中将要形成第二轴部的部分选择性地形成强度减少部9，则将要形成第二轴部的部分将具有比拉制加工而成的金属管1的中央部的第一强度(或第一硬度)小的第二强度(或第二硬度)。

在金属管1中将要形成第二轴部的部分，如果形成强度减少部9之后形成第二轴部，则因将要形成第二轴部的部分的强度减少，从而不仅可以容易加工，而且，可以防止不形成第二轴部的部分的弯曲、形状变形及破碎。

图5a至图5d为在形成有强度增强部的金属管上利用分割平行模具形成第二轴部的过程截面图及立体图。

如图5a及图5b为对在内侧形成有强度增强部9的金属管1进行缩管之前的状态截面图及立体图。如图5c及图5d为对在内侧形成有强度增强部9的金属管1进行缩管之后的状态截面图及立体图。

如图5a及图5b所示，为对形成有强度增强部9的金属管1进行缩管，在与强度增强部9相对应的金属管1的外周面设置相对而设的一对分割平行模具9a、9b。

一对分割平行模具9a、9b的不与金属管1相对的各外侧面相互平行而设，而与金属管1接触的各内侧面相对于各外侧面倾斜而设。在此，上述一对分割平行模具9a、9b的各内侧面可相对于各外侧面倾斜而设，从而使内侧面的相对面相互平行。

一对分割平行模具9a、9b中的一个分割平行模具9a在内侧面与金属管1接触的状态下向第一方向FD移动，而一对分割平行模具9a、9b中的剩余一个分割平行模具9b在内侧面与金属管1接触的状态下向与第一方向FD相反的第二方向SD移动，

此时，分割平行模具9a、9b相互间距不变大也不变小地水平状态移动。

如图5c及5d所示，随着分割平行模具9a、9b向第一方向FD及第二方向SD移动，形成有强度增强部9的金属管1通过分割平行模具9a、9b受与轴方向垂直的压缩力，因此，形成有强度增强部9的金属管1受与轴方向垂直的压缩力被缩管，从而如图5d所示，在金属管1的上述另一侧形成经缩管的第二轴部10。

在本发明一实施例中，利用分割平行模具9a、9b对形成有强度增强部9的金属管1进行缩管，从而较之利用多个缩管模具进行缩管的情况，大幅减少缩管装置所占的面积，防止缩管过程中金属管1的轴扭曲现象的发生，而且，防止在缩管过程中在进行缩管的部分和不进行缩管的部分的边界产生裂缝。

另外，在利用分割平行模具9a、9b对金属管1的上述另一侧的外径及内径进行缩管的过程中，第二轴部10的厚度变得比金属管1的中央部的厚度厚。

通过分割平行模具9a、9b形成的第二轴部10可通过例如热加工及温加工中的一种加工而成。

在本发明一实施例中，因第二轴部10以具有比厚度相对薄的金属管1的中央部的第一强度(或第一硬度)低的第二强度(或第二硬度)的方式形成，在形成第二轴部10的过程中，可防止金属管1的中央部的弯曲、形状变形的发生。

另外，为防止金属管1的中央部的弯曲、形状变形、破碎等而在第二轴部10的内侧面形成强度减少部9时，因第二轴部10的强度变低，有可能使第二轴部10受大的应力而破损。

为防止上述现象，在形成强度减少部及利用强度减少部9形成第二轴部10之后，可一起对第一轴部4、与第一轴部4形成一体的金属管1的中央部、与上述中央部形成一体的第二轴部10再次进行热处理。

热处理工艺可通过高频热处理工艺进行，从而依靠热处理工艺增加第一轴部4、上述中央部及第二轴部10的强度。

图6a至图6b为在形成有增强部的金属管上利用多个分割核心模具形成第二轴部的过程截面图及立体图。

如图6a及图6b所示，为对形成有强度增强部9的金属管1进行缩管，在与强度增强部9相对应的金属管1的外周面设置与金属管1的外周面相对而设的多个分割核心模具9c、9d、9e。

分割核心模具9c、9d、9e例如由三个形成，而分割核心模具9c、9d、9e的内侧面与形成有强度增强部9的金属管1的外周面接触。

分割核心模具9c、9d、9e向金属管1的外周面沿与金属管1的轴方向垂直的方向，施加压缩力，从而对形成有强度增强部9的金属管1进行缩管。

如图6a及图6b所示，在本发明一实施例中，利用多个分割核心模具9c、9d、9e对形成有强度增强部9的金属管1进行缩管，从而较之利用多个缩管模具进行缩管的情况，大幅减少缩管装置所占的面积，防止缩管过程中金属管1的轴扭曲现象的发生，而且，防止在缩管过程中在进行缩管的部分和不进行缩管的部分的边界产生裂缝。

在本发明一实施例中，在利用多个分割核心模具9c、9d、9e对金属管1进行缩管时，金属管1及/或分割核心模具9c、9d、9e可在进行旋转的同时进行缩管。

图7为在第一及第二轴部形成花键的截面图。

如图5a至图5d或如图6a及图6b所示，利用分割平行模具9a、9b或分割核心模具9c、9d、9e形成第二轴部10之后，如图7所示，在第一轴部4的外周面及第二轴部10的外周面各形成花键12a、12b并通过各种车削加工及镀膜工艺制造驱动轴。

在本发明一实施例中，如图1a至图7所示，在金属管的一侧端形成第一轴部，利用第一轴部及钻头实施拉制工艺形成中央部，在与第一轴部相对的金属管的另一侧内侧面形成强度减少部之后，利用分割平行模具或分割核心模具在形成强度减少部的金属管形成第二轴部。

如图1a至图7所示的驱动轴的制造方法尤其适合于在驱动轴的两侧各形成花键的结构。

但较好地，也可以只在驱动轴的一侧形成花键的结构，在上述只在一侧形成花键的结构中，准备具有均匀的厚度及第一强度且具备从一侧按一定长度形成的缩管区域的金属管，实施对缩管区域的内侧面进行热处理以在缩管区域形成具有比上述第一强度低的第二强度的强度减少部的热处理工艺之后，利用分割平行模具或分割核心模具对形成有强度减少部的金属管的缩管区域进行缩管，从而在无金属管弯曲的情况下在上述金属管上形成被缩管的轴部而制造驱动轴。

另外，在如图1a至图7所示的驱动轴的制造方法中，在金属管上形成第一轴部并实施拉制工艺之后，在将要形成第二轴部的位置实施热处理工艺，但对金属管内侧面的热处理工艺也可在形成第一轴部之前实施或在实施拉制工艺之前实施。即，热处理工艺可在形成第二轴部之前的任一步骤实施。

另外，如图1a至图7所示的驱动轴的制造方法中，对第一轴部、中央部及第二轴部都再次实施热处理，但与此不同，也可以只对第二轴部选择性地实施热处理以增加形成有强度减少部的第二轴部的强度。

如上所述，为在驱动轴中形成花键，在形成缩管的部分的内侧面通过实施热处理工艺选择性地形成强度减少部，从而在进行缩管的过程中防止未进行缩管的部分的弯曲、形状变形、破损等，减少进行缩管的缩管装置所占的面积，防止缩管过程中发生轴扭曲现象并防止缩管过程中产生裂缝。

上述实施例仅用以说明本发明而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明进行修改、变形或者等同替换。而在不脱离本发明的精神和范围内，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (12)

1.一种驱动轴的制造方法，包括：

形成第一轴部的步骤，对具有均匀的第一强度的金属管的一侧进行缩管以形成第一轴部；

拉制步骤，拉制与所述第一轴部形成一体的所述金属管的中央部以减少所述中央部的厚度；

热处理步骤，对所述金属管的与所述一侧相对的另一侧的内侧面按一定长度进行热处理，以在所述金属管的另一侧的内侧面形成具有比所述第一强度低的第二强度的强度减少部；及

形成第二轴部的步骤，对形成有所述强度减少部的所述金属管进行缩管以在无所述中央部的形状变形的情况下形成第二轴部；

其中，所述第二轴部是沿与所述金属管的轴方向垂直的方向上，对所述金属管中形成有所述强度减少部的部分施加压缩力所形成的，

其中，所述第二轴部是通过向不同方向移动具有与所述金属管的外周面接触的倾斜面的分割平行模具，沿与所述轴方向垂直的方向向所述金属管的外周面施加所述压缩力所形成的，

其中，所述分割平行模具由一对分割平行模具构成，不与金属管相对的各外侧面相互平行而设，而与金属管接触的各内侧面相对于各外侧面倾斜而设且相对面相对于各个外侧面倾斜地设置以使相对面相互平行，并且其中，所述一对分割平行模具在相反方向上移动。

2.根据权利要求1所述的驱动轴的制造方法，其特征在于：

形成第一轴部的步骤包括：

成型所述金属管一侧的末端的步骤；及

利用直径逐渐减少的多个缩管模具分阶段对所述成型的金属管一侧进行缩管的步骤。

3.根据权利要求1所述的驱动轴的制造方法，其特征在于：所述第一轴部的外径和内径所形成的厚度大于所述中央部的厚度。

4.根据权利要求1所述的驱动轴的制造方法，其特征在于：所述第二轴部的外径和内径所形成的厚度大于所述中央部的厚度。

5.根据权利要求1所述的驱动轴的制造方法，其特征在于：

所述拉制步骤包括：

向形成有所述第一轴部的金属管插入钻头的步骤；及

将插入所述钻头的所述金属管插入拉制模具减少所述中央部的厚度的步骤。

6.根据权利要求1所述的驱动轴的制造方法，其特征在于：所述热处理步骤包括，向所述金属管的所述另一侧的内侧面提供高频的高频热处理步骤。

7.根据权利要求1所述的驱动轴的制造方法，其特征在于：在形成所述第一及第二轴部的各步骤中，所述第一及第二轴部通过热加工及温加工中的一种所形成。

8.根据权利要求1所述的驱动轴的制造方法，其特征在于：从所述金属管的内侧面到经热处理的所述强度减少部的厚度小于所述金属管的厚度。

9.根据权利要求1所述的驱动轴的制造方法，其特征在于：在所述形成第二轴部的步骤之后，还包括对所述第一轴部、所述中央部及所述第二轴部再次进行热处理的步骤。

10.根据权利要求1所述的驱动轴的制造方法，其特征在于：在所述形成第二轴部的步骤之后，还包括只对所述第二轴部再次进行热处理的步骤。

11.根据权利要求1所述的驱动轴的制造方法，其特征在于：在所述形成第二轴部的步骤之后，还包括在所述第一轴部或第二轴部形成花键的步骤。

12.根据权利要求1所述的驱动轴的制造方法，其特征在于：所述第一轴部或第二轴部的厚度大于所述中央部的外径和内径所形成的厚度。