CN117823536A - 一种用于传递扭矩的连接件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于传递扭矩的连接件及其制造方法，本用于传递扭矩的连接件包括一体式的连接部和杆部，其中连接部开设有连接孔，连接孔为沉孔且其内侧壁面上的任意两点到连接孔的形体中轴线的距离均不相等；杆部的外侧壁面上的任意两点到杆部的形体中轴线的距离均不相等；其中，连接部、连接孔以及杆部的形体中轴线重合。本申请通过冷锻工艺替代传统的CNC切削工艺，提升大批量生产时的加工效率，而且相较于切削工艺，冷锻工艺对原料的损耗更少，从而还能节省生产资料，降低生产成本。本申请涉及汽车制造技术领域。

Description

一种用于传递扭矩的连接件及其制造方法

技术领域

本申请涉及汽车制造技术领域，特别涉及一种用于传递扭矩的连接件及其制造方法。

背景技术

汽车内包含许多通过传递扭矩以驱动零部件运动的机构，如转向机构、发动机的传动机构、前桥或后桥中对车轮的传动机构等。对于这类机构，往往需要连接件将绕同一旋转轴旋转的零部件连接在一起，并且由该连接件传递扭矩。

连接件的连接方式一般为轴孔连接，连接件的两端可以都设置连接孔，或都设置凸出的连接轴，或一端为连接孔另一端为凸出的连接轴，与之连接的外部零件设置相对应的轴或孔。而且，为了能够传递扭矩，这些轴或孔的截面不为圆形，避免发生连接件与外部零件连接后发生相互转动而无法传递扭矩的情况。

为了生产上述连接件，目前常用的制造方法是通过CNC加工中心对圆柱形的料材进行切削加工，从而获得连接件上异形的轴或孔。虽然能够获得较高精度的零件，但加工效率较低，难以满足大批量生产的效率要求。其次，切削工艺对原料的消耗较多，大批量生产时该问题尤为严重，不利于降低生产成本。

发明内容

本申请的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种用于传递扭矩的连接件及其制造方法，能够提升连接件的生产效率，而且降低生产成本。

根据本申请第一方面实施例，提供一种用于传递扭矩的连接件，包括一体式的连接部和杆部，其中：

所述连接部开设有连接孔，所述连接孔为沉孔且其内侧壁面上的任意两点到所述连接孔的形体中轴线的距离均不相等；

所述杆部的外侧壁面上的任意两点到所述杆部的形体中轴线的距离均不相等；

其中，所述连接部、所述连接孔以及所述杆部的形体中轴线重合。

根据本申请第一方面实施例，进一步地，所述杆部沿其轴向方向的投影位于所述连接部的外轮廓内。

根据本申请第一方面实施例，进一步地，所述连接孔的内侧壁面包括两个相对的第一平面，所述杆部的外侧壁面包括两个相对的第二平面，所述第一平面与所述第二平面平行。

根据本申请第一方面实施例，进一步地，所述连接部的外侧壁面上的任意两点到所述连接部的形体中轴线的距离均不相等。

根据本申请第一方面实施例，进一步地，所述连接孔的内侧壁面包括两个相对的第一平面，所述连接部的外侧壁面包括两个相对的第三平面，所述第一平面与所述第三平面平行。

根据本申请第一方面实施例，进一步地，所述连接部与所述杆部的连接处设置有台阶面，所述台阶面与所述连接部的形体中轴线垂直。

根据本申请第二方面实施例，提供一种用于生产上述用于传递扭矩的连接件的制造方法，包括：

利用切断设备将圆柱形料材切断，获得坯料；

对所述坯料进行局部缩杆，区分出所述连接部和所述杆部；

将所述坯料放入冷锻设备进行墩粗以成型所述连接部；

对所述坯料进行冲孔以成型所述连接孔；

利用CNC加工中心对所述坯料的外表面和所述连接孔内部进行修型，去除毛刺。

根据本申请第二方面实施例，进一步地，所述坯料在切断后先对其两端进行倒角处理。

根据本申请第二方面实施例，进一步地，对所述坯料墩粗的同时也在所述坯料的端部压出一个预成型凹坑，后续进行冲孔时能够以所述预成型凹坑作为参照进行冲孔。

根据本申请第二方面实施例，进一步地，所述冷锻设备具体包括凹模和凸模，所述凹模和所述凸模中的至少之一与动力设备连接，所述凹模与所述凸模能够相互靠近或远离，所述坯料被容置于所述凹模内，所述凸模设置有冲头以伸入至所述凹模内并对所述坯料施加作用力。

本申请实施例的有益效果至少包括：本申请通过冷锻工艺替代传统的CNC切削工艺，提升大批量生产时的加工效率，而且相较于切削工艺，冷锻工艺对原料的损耗更少，从而还能节省生产资料，降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本申请第一方面实施例用于传递扭矩的连接件的结构示意图；

图2是本申请第二方面实施例制造方法中坯料400切断后的结构示意图和相应的冷锻设备工作示意图；

图3是本申请第二方面实施例制造方法中对坯料400进行缩杆后的结构示意图和相应的冷锻设备工作示意图；

图4是本申请第二方面实施例制造方法中对坯料400进行墩粗后的结构示意图和相应的冷锻设备工作示意图；

图5是本申请第二方面实施例制造方法中对坯料400进行冲孔后的结构示意图和相应的冷锻设备工作示意图。

附图标记：100-连接部、110-连接孔、111-第一平面、120-第三平面、200-杆部、210-第二平面、300-台阶面、400-坯料、500-预成型凹坑、600-凹模、610-模芯、620-第一顶杆700-凸模、710-冲头、720-第二顶杆。

具体实施方式

本部分将详细描述本申请的具体实施例，本申请之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本申请的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本申请保护范围的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

汽车内包含许多通过传递扭矩以驱动零部件运动的机构，如转向机构、发动机的传动机构、前桥或后桥中对车轮的传动机构等。对于这类机构，往往需要连接件将绕同一旋转轴旋转的零部件连接在一起，并且由该连接件传递扭矩。

连接件的连接方式一般为轴孔连接，连接件的两端可以都设置连接孔，或都设置凸出的连接轴，或一端为连接孔另一端为凸出的连接轴，与之连接的外部零件设置相对应的轴或孔。而且，为了能够传递扭矩，这些轴或孔的截面不为圆形，避免发生连接件与外部零件连接后发生相互转动而无法传递扭矩的情况。

为了生产上述连接件，目前常用的制造方法是通过CNC加工中心对圆柱形的料材进行切削加工，从而获得连接件上异形的轴或孔。虽然能够获得较高精度的零件，但加工效率较低，难以满足大批量生产的效率要求。其次，切削工艺对原料的消耗较多，大批量生产时该问题尤为严重，不利于降低生产成本。

对此，本申请提出一种用于传递扭矩的连接件及其制造方法，通过冷锻工艺替代传统的CNC切削工艺，提升大批量生产时的加工效率，而且相较于切削工艺，冷锻工艺对原料的损耗更少，从而还能节省生产资料，降低生产成本。

参照图1(图1中的a为本用于传递扭矩的连接件的三维图，图1中的b为本用于传递扭矩的连接件的俯视图、侧视图和仰视图)，本申请第一方面实施例中的用于传递扭矩的连接件，包括连接部100和杆部200，两者为一体式结构，从而保证整个连接件的结构强度和刚性。其中，连接部100开设有连接孔110，连接孔110为沉孔且其内侧壁面上的任意两点到连接孔110的形体中轴线的距离均不相等，从而该连接孔110不为圆孔。在本实施例中，连接孔110具体呈扁孔状。在与外部其他零件进行轴孔连接时，插入连接孔110的外部零件无法发生自转，从而能够通过该连接孔110对外部零件施加扭矩。

杆部200的外侧壁面上的任意两点到杆部200的形体中轴线的距离均不相等，从而杆部200不为圆柱形轴。本实施例中，杆部200具体呈扁柱状。该杆部200与外部其他零件进行轴孔连接时，嵌套在杆部200外侧的外部零件无法发生自转，从而能够通过该杆部200对外部零件施加扭矩。

从而，通过连接孔110和杆部200，能够分别对两个外部零件进行连接，并且本用于传递扭矩的连接件能够完成扭矩传递工作，保持两个外部零件的同步转动。

值得注意的是，连接部100、连接孔110以及杆部200的形体中轴线重合，从而保持旋转轴的统一，避免旋转时发生偏转情况。

进一步地，杆部200沿其轴向方向的投影位于连接部100的外轮廓内，连接部100的径向尺寸相较于杆部200更大，从而能够开设更大尺寸的连接孔110以与外部零件连接，确保连接强度。

进一步地，连接孔110的内侧壁面包括两个相对的第一平面111，杆部200的外侧壁面包括两个相对的第二平面210，第一平面111与第二平面210平行，使得连接孔110与杆部200的外形轮廓相近。

进一步地，连接部100的外侧壁面上的任意两点到连接部100的形体中轴线的距离均不相等，从而连接部100不呈圆柱状。而且连接部100的外侧壁面包括两个相对的第三平面120，第一平面111与第三平面120平行，使得连接部100的外形轮廓与连接孔110的外形轮廓相近。

进一步地，连接部100与杆部200的连接处设置有台阶面300，台阶面300与连接部100的形体中轴线垂直。台阶面300的设置是为了限制杆部200的插入距离，其能够与嵌套在杆部200外侧的外部零件相抵，起到限位作用。

本申请第二方面实施例中的一种制造方法，用于生产上述用于传递扭矩的连接件，其包括以下步骤：

S100.利用切断设备将圆柱形料材切断，获得坯料400；

S200.参照图2，对坯料400的两端进行倒角处理，同时预压出两端的凹坑以方便后续的墩粗(图2中的a为坯料400两端经倒角处理后的示意图，图2中的b为对坯料400进行端部倒角处理的冷锻设备工作示意图)；

S300.参照图3，对坯料400进行局部缩杆，区分出连接部100和杆部200(图3中的a为坯料400进行局部缩杆后的主视图和仰视图，图3中的b为对坯料400进行局部缩杆处理的冷锻设备工作示意图)；

S300.参照图4，将坯料400放入冷锻设备进行墩粗以成型连接部100，同时在坯料400的端部压出一个预成型凹坑500，后续进行冲孔时能够以该预成型凹坑500作为参照进行冲孔(图4中的a为坯料400进行墩粗后的俯视图、主视图和仰视图，图4中的b为对坯料400进行墩粗处理的冷锻设备工作示意图)；

S400.参照图5，对坯料400进行冲孔以成型连接孔110(图5中的a为坯料400进行冲孔后的俯视图、主视图和仰视图，图5中的b为对坯料400进行冲孔处理的冷锻设备工作示意图)；

S500.利用CNC加工中心对坯料400的外表面和连接孔110内部进行修型，去除毛刺。

针对坯料400的冷锻设备具体包括凹模600和凸模700，凹模600和凸模700中的至少之一与动力设备连接。凹模600与凸模700能够相互靠近或远离，当相互靠近时，凹模600和凸模700能够共同对坯料400施加作用力以实现对坯料的挤压成型。坯料400被容置于凹模600内，具体地，凹模600内设置有模芯610，坯料400被放置在模芯610内。当坯料400受压变形时，坯料400上流动的材料会对模芯610进行填充，使得坯料400表面形成模芯610所限定的形状。凸模700设置有冲头710以伸入至凹模600内并对坯料400施加作用力。

另外，对坯料400进行冲孔处理时，由于冲头710插入至坯料400的深度较深，冲头710表面与坯料400的摩擦力较大，后续不便于脱模，相应的冷锻设备也设置有辅助脱模的结构。例如凹模600上设置有能够滑动并伸入至模芯610的第一顶杆620，凸模700上也设置有能够滑动并凸出于冲头710的第二顶杆720。第一顶杆620和第二顶杆720的端部均能够与坯料400接触并对其施加作用力，从而当坯料400粘连在模芯610内或冲头710上时，能够通过第一顶杆620或第二顶杆720将坯料400推出。

以上是对本申请的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种用于传递扭矩的连接件，其特征在于，包括一体式的连接部(100)和杆部(200)，其中：

所述连接部(100)开设有连接孔(110)，所述连接孔(110)为沉孔且其内侧壁面上的任意两点到所述连接孔(110)的形体中轴线的距离均不相等；

所述杆部(200)的外侧壁面上的任意两点到所述杆部(200)的形体中轴线的距离均不相等；

其中，所述连接部(100)、所述连接孔(110)以及所述杆部(200)的形体中轴线重合。

2.根据权利要求1所述的用于传递扭矩的连接件，其特征在于：所述杆部(200)沿其轴向方向的投影位于所述连接部(100)的外轮廓内。

3.根据权利要求1所述的用于传递扭矩的连接件，其特征在于：所述连接孔(110)的内侧壁面包括两个相对的第一平面(111)，所述杆部(200)的外侧壁面包括两个相对的第二平面(210)，所述第一平面(111)与所述第二平面(210)平行。

4.根据权利要求1所述的用于传递扭矩的连接件，其特征在于：所述连接部(100)的外侧壁面上的任意两点到所述连接部(100)的形体中轴线的距离均不相等。

5.根据权利要求4所述的用于传递扭矩的连接件，其特征在于：所述连接孔(110)的内侧壁面包括两个相对的第一平面(111)，所述连接部(100)的外侧壁面包括两个相对的第三平面(120)，所述第一平面(111)与所述第三平面(120)平行。

6.根据权利要求1所述的用于传递扭矩的连接件，其特征在于：所述连接部(100)与所述杆部(200)的连接处设置有台阶面(300)，所述台阶面(300)与所述连接部(100)的形体中轴线垂直。

7.一种用于生产权利要求1至6中任一所述用于传递扭矩的连接件的制造方法，其特征在于，包括：

利用切断设备将圆柱形料材切断，获得坯料(400)；

对所述坯料(400)进行局部缩杆，区分出所述连接部(100)和所述杆部(200)；

将所述坯料(400)放入冷锻设备进行墩粗以成型所述连接部(100)；

对所述坯料(400)进行冲孔以成型所述连接孔(110)；

利用CNC加工中心对所述坯料(400)的外表面和所述连接孔(110)内部进行修型，去除毛刺。

8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于：所述坯料(400)在切断后先对其两端进行倒角处理。

9.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于：对所述坯料(400)墩粗的同时也在所述坯料(400)的端部压出一个预成型凹坑(500)，后续进行冲孔时能够以所述预成型凹坑(500)作为参照进行冲孔。

10.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于：所述冷锻设备具体包括凹模(600)和凸模(700)，所述凹模(600)和所述凸模(700)中的至少之一与动力设备连接，所述凹模(600)与所述凸模(700)能够相互靠近或远离，所述坯料(400)被容置于所述凹模(600)内，所述凸模(700)设置有冲头(710)以伸入至所述凹模(600)内并对所述坯料(400)施加作用力。