CN215705456U - 用于扭矩传递装置的轮毂 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于扭矩传递装置的轮毂。所述轮毂具有中心轴线(A)且包括：盘状主体(1)；以及中心毂部(2)，设置于所述盘状主体(1)的中央且从盘状主体(1)沿着中心轴线(A)向其一侧延伸，所述中心毂部(2)具有中心孔(3)，其中，所述轮毂通过冲压板材形成，以及所述中心孔(3)具有花键(4)，所述花键(4)具有表面硬化层(5)。

Description

用于扭矩传递装置的轮毂

技术领域

本公开涉及一种用于扭矩传递装置的轮毂。

背景技术

扭矩传递装置用于将扭矩从第一轴(例如驱动侧轴)传递到第二轴(例如输出侧轴)，因而被广泛用于机动车辆领域。通常，扭矩传递装置用于车辆的动力传动系，例如将诸如内燃机的动力装置输出的扭矩传递至目标机构，或者将变速器输出的扭矩传递至目标机构。作为扭矩传递装置中的重要部件，轮毂与动力输入轴(例如变速器的输入轴)连接，进而通过其他部件将扭矩传递给目标机构。通常，轮毂在其中央包含具有花键的孔，动力输入轴具有与花键对应的齿，从而实现可靠的动力传输。

通常，用于扭矩传递装置的轮毂通过锻造、机加工或铸造等来制造，因而成本较高。为了降低成本，考虑采用冲压工艺来制造轮毂。然而，使用冲压工艺可能无法获得具有足够高硬度的轮毂，尤其是轮毂的花键的硬度不能满足规格要求，这影响轮毂的使用寿命，甚至导致轮毂无法使用。一般来说，可以采用表面处理工艺来增强材料的表面硬度。

已知的冲压工艺要求材料的强度较高且尺寸较大，且需要进行多次冲压，这导致容易造成折弯部分开裂。此外，在采用冲压工艺制造轮毂的情况中，材料的厚度不能过大，否则影响冲压工艺的正常进行且无法获得较高的产品良率。相反，在采用诸如渗碳的表面处理工艺制造轮毂的情况中，材料的厚度不能过小，否则会导致材料变形，影响精度，进而导致产品良率较低。例如，当对较薄的轮毂进行表面处理工艺时，轮毂的花键部分将会变形，例如变成椭圆状。这种变形的花键部分将导致轮毂无法用于扭矩传递装置中。

因此，迄今为止尚未出现使用冲压工艺和表面处理工艺的组合来制造用于扭矩传递装置的轮毂。在目前已知的技术方案中，通常采用涂覆工艺在花键上施加一涂层来增加表面硬度。

实用新型内容

因此，本公开的目的在于提供一种用于扭矩传递装置的轮毂以及用于扭矩传递装置的轮毂的制造方法以解决上述问题。本公开的轮毂采用冲压工艺与表面处理工艺的组合来制造，实现了较高的轮毂花键硬度，且成本较低。

该目的通过根据下文所述的本公开的用于扭矩传递装置的轮毂及其制造方法来实现。

本公开的用于扭矩传递装置的轮毂具有中心轴线且包括：盘状主体；以及中心毂部，设置于所述盘状主体的中央且从盘状主体沿着中心轴线向其一侧延伸，所述中心毂部具有中心孔，其中，所述轮毂通过冲压板材形成，以及所述中心孔具有花键，所述花键具有表面硬化层。

在本公开的轮毂的一实施方式中，所述表面硬化层通过对所述轮毂进行表面处理而形成。

在本公开的轮毂的一实施方式中，所述中心毂部通过多道拉伸工艺形成。

在本公开的轮毂的一实施方式中，所述花键通过拉齿工艺、插齿工艺、滚齿工艺、铣齿工艺或剃齿工艺形成。

在本公开的轮毂的一实施方式中，所述表面处理包括以下中的至少一个：碳氮共渗处理、氮化处理、渗碳处理、氮碳共渗处理。

在本公开的轮毂的一实施方式中，所述中心毂部与所述盘状主体之间形成有折弯部。

在本公开的轮毂的一实施方式中，所述轮毂通过冲压5至9毫米厚的板材形成。

在本公开的轮毂的一实施方式中，所述折弯部的内侧折弯半径至少为2mm。

在本公开的轮毂的一实施方式中，所述表面硬化层通过碳氮共渗处理、渗碳处理、氮碳共渗处理中一个形成，且所述表面硬化层的厚度至少为0.15mm。

在本公开的轮毂的一实施方式中，所述表面硬化层通过氮化处理形成，且所述表面硬化层的厚度至少为7微米。

在本公开的轮毂的一实施方式中，所述扭矩传递装置为扭转减振器、扭矩限制器或液力变矩器。

本公开的用于扭矩传递装置的轮毂的制造方法包括以下步骤：提供用于制造所述轮毂的坯料；对所述坯料进行冲裁以形成盘状主体；对所述盘状主体进行冲压以形成中心毂部；在所述中心毂部的中心孔上形成花键；以及对所述轮毂进行表面处理以在所述花键的表面形成表面硬化层。

在本公开的制造方法的一实施方式中，对所述盘状主体进行冲压以形成中心毂部的步骤包括多道拉伸工艺以形成翻孔。

在本公开的制造方法的一实施方式中，在所述中心毂部的中心孔上形成花键的步骤包括拉齿工艺、插齿工艺、滚齿工艺、铣齿工艺或剃齿工艺。

在本公开的制造方法的一实施方式中，所述表面处理包括以下中的至少一个：碳氮共渗处理、氮化处理、渗碳处理、氮碳共渗处理。

在本公开的制造方法的一实施方式中，所述制造方法还包括在所述中心毂部与所述盘状主体之间形成折弯部。

在本公开的制造方法的一实施方式中，所述轮毂通过冲压5至9毫米厚的板材形成。

在本公开的制造方法的一实施方式中，所述折弯部的内侧折弯半径至少为2mm。

在本公开的制造方法的一实施方式中，所述表面硬化层通过碳氮共渗处理、渗碳处理、氮碳共渗处理中一个形成，且所述表面硬化层(5)的厚度至少为0.15mm。

在本公开的制造方法的一实施方式中，所述表面硬化层通过氮化处理形成，且所述表面硬化层的厚度至少为7微米。

附图说明

从下面结合附图详细描述的本公开的优选实施方式中，本公开的优点和目的可以得到更好地理解。为了在附图中更好地显示各部件的关系，附图并非按比例绘制。附图中：

图1示出了根据本公开的一个实施例的用于扭矩传递装置的轮毂的示意图；

图2示出了根据本公开的一个实施例的用于扭矩传递装置的轮毂的截面图；

图3示出了根据本公开的一个实施例的用于扭矩传递装置的轮毂的局部截面图；以及

图4示出了根据本公开的一个实施例的用于扭矩传递装置的轮毂的制造方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例的附图对本公开的实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。除非另作定义，本文使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内普通技术人员所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求中使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同物，而不排除其他元件或者物件。“轴向”和“径向”等方向是相对于轮毂的旋转轴线或中心轴线定义的。

图1示出了具有中心轴线A的用于扭矩传递装置的轮毂。所述轮毂可以绕着中心轴线A旋转。本公开的轮毂可用于的扭矩传递装置可以为扭转减振器、扭矩限制器或液力变矩器。例如，扭转减振器可以是双质量飞轮。上述扭矩传递装置可以应用于车辆的动力传动系中。例如可作为扭转减振器布置与车辆的发动机和摩擦离合器装置之间，或者作为扭矩限制器布置在扭转减振器上以保护扭转减振器和/或传动系免受过扭矩影响，或者作为液力变矩器设置在车辆的发动机与变速器之间以实现改变扭矩的功能。

如图1所示，轮毂包括盘状主体1以及中心毂部2。所述中心毂部2设置于所述盘状主体1的中央且从盘状主体1沿着中心轴线A向其一侧延伸，例如，朝向图1中右侧延伸。中心毂部2可以具有中心孔3。中心毂部2可以是垂直于盘状主体1的具有近似圆柱形形状的轮毂部分。本公开的扭矩传递装置的轮毂例如通过冲压板材形成。轮毂的中心毂部2可以通过多道拉伸工艺形成。例如，本公开的轮毂的材料可为16MnCr5、15CrMn、20MnCr、20MnB5等，但不限于此。

此外，所述轮毂的中心孔3具有花键4，且所述花键4具有表面硬化层5。图1中仅示意性地显示了表面硬化层5，实际上，表面硬化层可以具有一定的厚度。

花键4可以通过花键成形工艺来形成，即利用刀具对中心孔3的内壁进行加工而形成。例如，花键4通过拉齿工艺、插齿工艺、滚齿工艺、铣齿工艺或剃齿工艺等形成。例如，通过拉齿机来进行花键成形。

表面硬化层5通过对轮毂进行表面处理而形成。例如，表面处理包括以下中的至少一个：碳氮共渗处理、氮化处理、渗碳处理、氮碳共渗处理。碳氮共渗处理和氮碳共渗处理通过同时向材料表面渗入碳和氮在一定程度上克服了渗氮层硬度虽高但渗层较浅，而渗碳层虽硬化深度大但表面硬度较低的缺点。氮化处理在一定温度下使氮原子渗入材料表面来形成硬化层，使处理后的材料表面硬度较高。渗碳处理使碳原子渗入到材料表面层，再经过淬火和低温回火，使材料表面层具有高硬度和耐磨性。

上述不同的表面热处理工艺的处理温度和处理时间可不同，且可以实现不同厚度和不同硬度的表面硬化层，从而可以满足不同的应用需求。例如，在采用渗碳处理的情况下，处理温度例如可以设置为约870℃，处理时间可以设置为约90分钟。例如，通过碳氮共渗处理、渗碳处理、氮碳共渗处理中的一个形成的表面硬化层5的厚度为至少0.15毫米。例如，通过氮化处理形成的表面硬化层5的厚度为至少7微米。例如，表面硬化层5的厚度可以为约3mm。

采用上述表面处理工艺要求材料厚度不能过小，否则材料会变形，进而影响轮毂的花键的精度。相反，本公开采用的用于形成轮毂的冲压工艺要求材料厚度不能过大，否则轮毂的折弯部分容易开裂。

当将冲压工艺和表面处理工艺一起应用于形成本公开的轮毂时，可以采用厚度范围大约为5至9mm的板材来制造轮毂。这种厚度的板材可以避免材料在表面处理工艺期间变形。例如，可以采用厚度为6mm的板材来冲压轮毂。但是，本公开不限于上述厚度的板材，随着冲压工艺的发展，板材的厚度可变化。

此外，为了避免板材在多次冲压过程中开裂，中心毂部2与盘状主体1之间形成有折弯部6，如图2的截面图所示。与常规轮毂相比，本公开的轮毂的折弯部6较大，因而可以有效地避免冲压造成的材料开裂。如图3所示，所述折弯部6的内侧折弯半径R1至少为2mm，例如为约5mm。折弯部6的内侧折弯半径R1指的是折弯部6朝向图3中右边的一侧的半径。再次参见图3，所述折弯部6的外侧折弯半径R2最大可以约为11mm。折弯部6的外侧折弯半径R2指的是折弯部6朝向图3中左边的一侧的半径。应理解，本公开的折弯部的内侧折弯半径和外侧折弯半径不限于在此所描述的数值。

下面参照图4详细描述本公开的用于扭矩传递装置的轮毂的制造方法的各个步骤。

如图4示意性所示，所述制造方法包括步骤S1至S5。步骤S1为提供用于制造轮毂的坯料。步骤S2为对坯料进行冲裁以形成盘状主体1。步骤S3为对盘状主体1进行冲压以形成中心毂部2。步骤S4为在中心毂部2的中心孔3上形成花键4。步骤S5为对轮毂进行表面处理以在花键4的表面形成表面硬化层5。

具体来说，步骤S1还可以包括原材料入库的准备步骤。例如，步骤S1可以为提供用于制造轮毂的约5至9mm厚的板材，其材料可为16MnCr5、15CrMn、20MnCr、20MnB5等，但不限于此。

步骤S2例如可以为落料冲孔，即，执行冲压工艺在坯料上冲出一较小的工艺孔。

步骤S3例如可以包括多道拉伸工艺以形成翻孔，即，对形成有工艺孔的盘状主体1进行多次拉伸以在所述工艺孔的基础上形成一翻孔，所述翻孔沿着中心轴线A朝向图1中右侧延伸，从而形成中心毂部2的中心孔3的大致形状。

此外，所述制造方法还包括在轮毂的中心毂部2与盘状主体1之间形成折弯部6的步骤。例如，该步骤可以在上述步骤S3的期间被执行。为了避免冲压造成的开裂，折弯部6的内侧折弯半径R1至少为2mm、优选约为5mm，且折弯部6的外侧折弯半径R2最大约为11mm。

步骤S4例如可以包括通过拉齿工艺、插齿工艺、滚齿工艺、铣齿工艺或剃齿工艺来在中心毂部2的中心孔3上形成花键4。例如，上述步骤S4可以在拉齿机中进行。

在上述步骤S4之前，所述制造方法还包括以下步骤中的至少一个：对轮毂进行整形处理；对轮毂进行调质处理以释放材料中的应力；检查调质处理的效果；冲孔倒角等等。

此外，在上述步骤S4之前，所述制造方法还可以包括对中心孔3进行机加工的步骤，以形成满足规格要求的中心孔。此外，所述制造方法还可以包括在盘状主体1上机加工多个工艺孔和特征孔的步骤，所述工艺孔和特征孔例如位于中心孔的径向外侧。例如，位于轮毂的盘状主体1最外侧的多个孔为用于将轮毂机械连接至扭矩传递装置(例如，双质量飞轮)的特征孔。

在步骤S5中，表面处理包括以下中的至少一个：碳氮共渗处理、氮化处理、渗碳处理、氮碳共渗处理。例如，可以将轮毂悬挂于热处理机器中来进行表面处理。上述不同的表面热处理工艺的处理温度和处理时间可不同，且可以实现不同厚度和不同硬度的表面硬化层，从而可以满足不同的应用需求。

本公开的实施方式采用了冲压工艺与表面处理工艺的组合来制造用于扭矩传递装置的轮毂，在降低制造成本的同时使轮毂花键的硬度仍能满足规格要求，且实现了产品良率的提高。

应当理解的是，上面描述的和在附图中示出的结构仅是本公开的示例，其可通过表现出用于获得所需最终结果的相同或相似功能的其他结构代替。另外，应当理解的是，上面描述的和附图所示的实施例应被视为仅组成本公开的非限制性示例，并且它可在专利权利要求的范围内以多种方式进行修改。

Claims (11)

1.一种用于扭矩传递装置的轮毂，其特征在于，所述轮毂具有中心轴线(A)且包括：

盘状主体(1)；以及

中心毂部(2)，设置于所述盘状主体(1)的中央且从盘状主体(1)沿着中心轴线(A)向其一侧延伸，所述中心毂部(2)具有中心孔(3)，

其中，所述中心毂部(2)与所述盘状主体(1)之间形成有折弯部(6)，以及

所述中心孔(3)具有花键(4)，所述花键(4)具有表面硬化层(5)。

2.根据权利要求1所述的轮毂，其特征在于，所述轮毂通过冲压板材形成。

3.根据权利要求1所述的轮毂，其特征在于，所述表面硬化层(5)通过对所述轮毂进行表面处理而形成。

4.根据权利要求1所述的轮毂，其特征在于，所述中心毂部(2)通过多道拉伸工艺形成。

5.根据权利要求1所述的轮毂，其特征在于，所述花键(4)通过拉齿工艺、插齿工艺、滚齿工艺、铣齿工艺或剃齿工艺形成。

6.根据权利要求3所述的轮毂，其特征在于，所述表面处理包括以下中的至少一个：碳氮共渗处理、氮化处理、渗碳处理、氮碳共渗处理。

7.根据权利要求2所述的轮毂，其特征在于，所述轮毂通过冲压5至9毫米厚的板材形成。

8.根据权利要求7所述的轮毂，其特征在于，所述折弯部(6)的内侧折弯半径(R1)至少为2mm。

9.根据权利要求6所述的轮毂，其特征在于，所述表面硬化层(5)通过碳氮共渗处理、渗碳处理、氮碳共渗处理中一个形成，且所述表面硬化层(5)的厚度为0.15mm。

10.根据权利要求6所述的轮毂，其特征在于，所述表面硬化层(5)通过氮化处理形成，且所述表面硬化层(5)的厚度至少为7微米。

11.根据权利要求1所述的轮毂，其特征在于，所述扭矩传递装置为扭转减振器、扭矩限制器或液力变矩器。

Images