CN1156069A - 制造车辆方向盘金属芯总成的方法 - Google Patents

Abstract

一种制造车辆方向盘金属芯总成的方法，该金属芯总成包括：在其下部内圆周面具有锥形部分的管状轮毂部件，在轮毂部件下端的内圆周面有一凹槽，在轮毂部件的底平面有一可压缩变形的环形凸台。该方法包括把轮毂部件放入压铸模并闭合铸模，使铸模的型面分别与轮毂部件的上、下端面加压接触，以使环形凸台产生塑性变形，压铸金属注入铸模。从而方向盘金属芯总成能被制造而不产生毛刺，与转向柱相接合的锥形部分不产生变形，减少工时和费用。

Description

制造车辆方向盘金属 芯总成的方法

本发明涉及一种车辆方向盘金属芯总成的制造方法，该金属芯总成包括用于和转向柱相配合的轮毂，压铸金属把轮毂包住。

由日本专利，其公开号为平成-273767可知，传统的方向盘金属芯总成是这样形成的：连接轮毂和金属芯总成的环状部分轮辐使用铝合金或类似的金属压铸而成，从而节省焊接金属芯总成所有部分的时间和劳动。

如图1所示，上述的方向盘金属芯总成1的结构是：和转向柱5相连接的钢制轮毂2有一齿形部分2a和一个向下成锥形部分2b，齿形部分2a在轮毂内圆周面的上部，锥形部分2b在轮毂内圆周面的下部，它们和转向柱5的齿形部分5a以及锥形部分5b相对应，压铸金属3把轮毂包住。

金属芯总成1和转向柱5的连接是这样实现的：转向柱5的齿形部分5a以及锥形部分5b分别和轮毂2的齿形部分2a以及锥形部分2b相配合，以便允许在转向柱5顶端加工出的外螺纹5c从轮毂2向上伸出，螺母6和该外螺纹部分5c螺纹配合。

如图2所示，用于铸造方向盘金属芯总成1的铸模7包括拼合模8和拼合模9，拼合模8的型面8a和管状轮毂部件4的上端面4c接触，拼合模9中有一心杆9b插入轮毂部件4的锥形部分4b，其型面9a和轮毂部件4的下端面4d接触。

使用上述结构，方向盘金属芯总成1是这样制造的：在铸模打开时，轮毂部件4装在心杆9b上，当铸模闭合时，拼合模8、9的型面8a、9a分别和轮毂部件4的上端面4c及下端面4d压力接触。然后，压铸金属3被注入轮毂部件4的周围的铸模空腔7a。

在上面的情况中，在轮毂部件4上加工有一个孔部分4a，在其上部和下部的内圆周面有锥形部分4b。孔部分4a就是轮毂2的齿形部分2a形成的位置。在完成压铸金属3的铸造之后，通过拉削在孔部分4a的内圆周面上加工出齿形部分2a，因此它位于方向盘金属芯总成1的中心。

但是按照传统的制造方向盘金属芯总成的方法，必须把轮毂部件4的上端面4c及下端面4d牢固地夹在拼合模8的下平面8a和拼合模9的上平面9a之间，以便在轮毂部件4的内圆周面不会产生由压铸材料3形成的毛刺。

如果轮毂部件4总长度的尺寸精度和铸模7的尺寸精度不高，当铸模7闭合时，轮毂部件4的锥形部分4b将产生塑性变形，从而导致锥面的精度(例如预定的锥角)不能够保证而且在轮毂2和转向柱5连接后会产生震动。由于这一原因，在传统的制造方法中，为了控制尺寸精度，轮毂部件4的总长度和铸模7需有严格的尺寸精度，这样一来，制造方向盘金属芯总成1的工时和花费将增加。

本发明解决了上面所提到的问题。本发明的目的是提供一种制造车辆方向盘金属芯总成的方法，通过使用这种方法，即使轮毂部件和铸模没有严格的尺寸精度控制，方向盘金属芯总成也能够制造出来而不会产生毛刺以及总成锥形部分的变形，减少了制造工时和花费。

按照本发明的方法用于制造车辆方向盘金属芯总成，该总成包括一管状轮毂，在其下部内圆周面具有向下向外的锥形部分，一种压铸金属把该轮毂包住。轮毂和转向柱相连接。轮毂包括具有锥形部分的管状轮毂部件。一个凹槽位于轮毂部件内圆周面的下端，一可压缩变形的环形凸台位于轮毂部件的底平面。轮毂部件放置在压铸模中。铸模闭合时，轮毂部件的上端面及下端面和压铸模的型面压力接触，因此环形凸台产生塑性变形，而锥形部分不产生变形。压铸金属围绕着轮毂部件被注入压铸模。

轮毂部件上的凹槽的宽度最好为1.0mm或更大，环形凸台的高度最好为0.2mm或更大，环形凸台的宽度最好为0.5mm或更大。

按照本发明的制造方法，轮毂部件放置在压铸模中。压铸模的型面和轮毂部件的上端面及下端面压力接触，压铸模闭合从而使轮毂部件的环形凸台产生塑性变形；压铸金属注入铸模中轮毂部件的周围，从而制造出方向盘金属芯总成。当压铸模闭合时，位于轮毂部件底平面的可压缩变形的环形凸台被正向挤压。由于凹槽位于轮毂部件内圆周面的下端，环形凸台位于轮毂部件的底平面，因此在环形凸台上趋于产生应力集中。即使环形凸台产生塑性变形，凹槽也起到缓冲器的作用，这样一来，位于轮毂部件下部内圆周面的锥形部分可不受影响。

由于轮毂部件的上端面及下端面被压铸模的型面在一预定的压力下压紧，制造方向盘金属芯总成时，不会在轮毂部件的内圆周面产生毛剌。此外，因为环形凸台产生塑性变形，铸模的型面和轮毂部件的下端面贴附，所以压铸金属的密封程度进一步提高。

此外，即使轮毂部件和压铸模的尺寸精度较低，可产生塑性压缩变形的环形凸台也可以补偿其尺寸误差，因此可以设置一较宽的轮毂部件和压铸模的尺寸公差范围，因为当铸模闭合时，位于轮毂部件底平面的可压缩变形的环形凸台被正向挤压。

因此，按照本发明的制造车辆方向盘金属芯总成的方法，即使轮毂部件和压铸模没有严格的尺寸精度控制，在制造方向盘金属芯总成时也不会产生毛刺或者锥形部分的变形。其结果是，制造所使用的工时和费用能够减少。

正如上面所提到的，轮毂部件凹槽的宽度最好为1.0mm或更大，环形凸台的高度最好为0.2mm或更大，环形凸台的宽度最好为0.5mm或更大。如果凹槽的宽度小于1.0mm，当压铸模闭合时，位于轮毂部件底平面的可压缩变形的环形凸台不可能首先受挤压，因此锥形部分趋于变形。如果环形凸台的高度小于0.2mm，轮毂部件受压挤的程度减小而且尺寸公差的范围不可能设置的较宽。另外，当铸模闭合时，环形凸台产生塑性变形，同时也产生轻微的弹性变形，由于弹性变形的反作用力而使得轮毂部件的上端面被铸模的型面封闭。因此，如果环形凸台的宽度小于0.5mm，环形凸台容易产生塑性变形，而弹性变形部分消失，并且压铸材料所形成的毛刺趋于在轮毂部件的上端面产生。

下面将结合附图来详细描述本发明，附图中：

图1是使用传统的制造方法制造的方向盘金属芯总成的剖视图；

图2是按照传统的制造方法，铸模闭合时的铸模剖视图；

图3是按照本发明具体实施例的方法制造的方向盘金属芯总成的平面图；

图4是按照本发明具体实施例制造的方向盘金属芯总成的剖视图；

图5是按照本发明具体实施例的方法所使用的轮毂部件的剖视图；

图6是显示轮毂部件放入本发明的具体实施例所使用的压铸模状况的剖视图；

图7是显示按照本发明的具体实施例，压铸模闭合状况的剖视图。

下面参照附图描述本发明的一具体实施例。

如图3和图4所示，按照本实施例的方法制造的方向盘金属芯总成11包括轮毂12，轮毂12由轮毂部件24构成并用铝合金或类似的压铸金属13包覆起来，压铸金属13形成4个轮辐15，这些轮辐15延伸到由钢管构成的轮辋14。

在轮毂12上部的内圆周面具有齿形部分12a，它和转向柱5的齿形部分5a相配合，在轮毂12下部的内周面具有向下向外呈锥形的部分12b，它和转向柱5的锥形部分5b相配合。

构成轮毂12的轮毂部件24实际上是一圆柱形管，如图5所示，它是一锻钢件。具有齿形部分12a的孔部分25在上部的内圆周面形成，向上向外的锥形部分26在孔部分25的上部形成。

成为轮毂12的锥形部分12b的锥形结构27位于轮毂部件24下部的内圆周面。凹槽29形成于轮毂部件24内圆周面的下端，可压缩变形的环形凸台30位于轮毂部件24的底面，倒角部分28形成于锥形部分27的下端。

在图示的具体实施例中，环形凸台的高度h0为0.3mm，轮毂部件24底面的宽度b0为2.8mm(从轮毂部件24底面上的凹槽29的起始端29b到轮毂部件24外圆周面24c的距离)。环形凸台30的宽度b1为1.6mm，凹槽29的宽度b2是1.2mm(从轮毂部件24底面上的凹槽29的起始端29b到圆周壁29a的距离)。同时，轮毂部件24底面的外径是24.4mm(环形凸台30外圆表面的直经)。

用于铸造这种方向盘金属芯总成1的铸模17包括两个拼合模18、19，如图6所示。拼合模18是固定的并且具有型面18a，型面18a能够铸造轮毂12和轮辐15的圆周的上表面。拼合模19可活动并且具有型面19a和心杆19b，型面19a能够铸造轮毂12和轮辐15的圆周的下表面，心杆19b插入轮毂部件24。心杆19b用比轮毂部件24所使用的材料硬的材料制成。

当在铸模17中铸造方向盘金属芯总成11时，首先将心杆19b插入轮毂部件24，轮辋部分14置于拼合模19，如图6所示。然后，铸模闭合，如图7所示。在这种情况下，使型面18a，19a分别和轮毂部件24的上端表面24a和下端表面24b相加压接触，因此轮毂部件24的环形凸台30产生塑性变形，如图5中双点划线所示。在本实施例中，铸模闭合时，环形凸台30的高度h1大约变为0.1mm。

然后，压铸金属13注入压铸模17的空腔17a，当铸模分开后，通过拉削，在轮毂部件24的孔25的内圆周面形成齿形部分，这样一来，装有预定轮毂12的方向盘金属芯总成11被制成。

按照本实施例，在制造车辆方向盘金属芯总成11的方法中，位于轮毂部件24底面的可压缩变形的环形凸台30被正向挤压。由于环形凸台30包括处于轮毂部件24下端内圆周面的凹槽29，其本身又位于轮毂部件24的底平面，所以在环形凸台30上趋于产生应力集中，即使环形凸台30产生塑性变形，凹槽29也起到缓冲器的作用，在轮毂部件24下部内圆周面上的锥形部分却不受影响。

按照传统的方法，倒角部分4e形成于轮毂部件4上的锥形部分4b的下端(参见图2)。因此在闭合铸模时，可以想象倒角部分4e产生变形从而它在垂直方向上的尺寸减小，而锥形部分4b不受铸模运行带来的不利影响。但是，由于锥形部分4b的表面和倒角部分4e是连续无凹陷的，当倒角部分4e产生塑性压缩变形时，锥形部分4b的表面也要受到影响，从而使锥形部分4b的表面精度降低。

需要注意的是，本说明所指的垂直方向是指：当方向盘金属芯总成安装在车上时，沿转向柱垂直延伸的方向，而不是指当方向盘金属芯总成制造时的实际的垂直方向。即在实际铸造时，通过把轮毂部件的锥形部分设置在压铸模的上部或通过在实际铸造时形成的可沿水平方向打开和闭合的压铸模，即可将金属芯总成铸造出来。

在本实施例的制造方法中，由于轮毂部件24的上端面24a和下端面24b被压铸模17的型面18a、19a压紧，因此在铸造金属芯总成11时，轮毂部件24的内圆周面不会产生毛刺。

此外，由于环形凸台30塑性变形，使得型面19a和轮毂部件24的下端面24b贴附，因此压铸金属13的密闭性能进一步改善。

另外，在本实施例的制造方法中，在闭合铸模时，位于轮毂部件24底平面的可压缩变形的环形凸台30被正向挤压。即使轮毂部件24和压铸模17的尺寸精度较低，可压缩变形的环形凸台30也可以弥补这些误差，因此轮毂部件24和压铸模17的尺寸公差范围可以设置的比较宽，而且能够得到所描述的与操作有关的同样作用以及本发明的效果。

在本实施例中，形成于轮毂部件24上的凹槽29宽度b2为1.2mm。这一宽度最好设置成1.0mm或更大，因为，如果这一宽度小于1.0mm，当铸模闭合时，位于轮毂部件24底平面的可压缩变形的环形凸台30有可能不受挤压，而导致锥形部分27发生变形。

此外，在本实施例中，在轮毂部件24上的环形凸台30的高度h0为0.3mm。这一高度最好设置成0.2mm或更大，因为如果这一高度小于0.2mm，环形凸台受挤压的程度减小，而且无法设置一宽范围的尺寸公差。

此外，在本实施例中，环形凸台的宽度b1为1.6mm。这一宽度最好被设置成0.5mm或更大，因为当铸模闭合时，环形凸台30产生塑性变形，同时也产生轻微的弹性变形，由于弹性变形的反作用力而使得轮毂部件24的上端平面24a被拼合模18的型面18a封闭。因此，如果环形凸台30的宽度b1小于0.5mm，塑性变形容易产生，而弹性变形部分消失，则在轮毂部件24的上端面24a趋于产生毛刺。

另外，在本实施例中，环形凸台30加工成和轮毂部件24的外圆周面齐平，但是它有可能被加工成偏离轮毂部件24的外圆周面。但是正如前面所述的，凹槽29的宽度b2为1.0mm或更大、环形凸台30的宽度b1为0.5mm或更大，环形凸台30最好和轮毂部件24的外圆周面24c实际上齐平，因为这样一来，轮毂部件24容易结构设计。

本发明和目前认为是最有效、最好的实施例都已被描述，但是，显而易见本发明不仅仅局限于公开的实施例，相反，本发明的各种改进和等同结构也应包括在所附的权利要求书的范围和实质之内。

Claims (4)

1、一种制造车辆方向盘金属芯总成的方法，该总成包括一管状轮毂，在轮毂下部的内周面具有锥形部分用于和转向柱相连接，压铸金属把管状的轮毂包覆住，所述管状轮毂包括具有锥形部分的管状轮毂部件，在轮毂部件下端内圆周面的一个凹槽以及在轮毂部件底平面上的一个可压缩变形的环形凸台，该方法包括：

把管状轮毂部件放入压铸模；

闭合铸模，并且使轮毂部件的上端面及下端面和压铸模的型面加压接触，使得环形凸台产生塑性变形，由此防止锥形部分变形；和

把压铸金属注入铸模中。

2、按照权利要求1所述的制造车辆方向盘金属芯总成的方法，其特征在于所述轮毂部件上的凹槽宽度为1.0mm或更大，轮毂部件上的环形凸台的高度为0.2mm或更大，环形凸台的宽度为0.5mm或更大。

3、一种车辆方向盘金属芯总成，包括：

管状轮毂部件，它具有一锥面用于和转向柱相接合，该轮毂部件包括有凹槽和一可压缩变形的环形凸台，凹槽位于其下端的内圆周面，环形凸台位于其底平面；把该管状轮毂部件包覆住的压铸金属。

4、按照权利要求3所述的方向盘金属芯总成，其特征在于所述凹槽的宽度为1.0mm或更大，环形凸台的高度为0.2mm或更大，环形凸台的宽度为0.5mm或更大。

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