KR100874614B1

KR100874614B1 - Automobile axle shaft and manufacturing method

Info

Publication number: KR100874614B1
Application number: KR1020070041768A
Authority: KR
Inventors: 황호진
Original assignee: 황호진
Priority date: 2007-04-30
Filing date: 2007-04-30
Publication date: 2008-12-17
Also published as: KR20080096900A

Abstract

본 발명은 자동차의 엑슬축(AXLE SHAFT)의 제조방법과 그러한 방법에 의해 제조되는 엑슬축에 관한 것으로, 제조방법의 요지를 살펴보면, 엑슬축으로 완성될 때의 최종 외경을 갖는 외튜브(1)와, 그 내경에 삽입되는 크기의 관체형의 슬리브 튜브(1')를 준비하여, 외튜브의 양단 내부에 결합하되, 슬리브 튜브 외면에 세레이션을 형성하여 결합하고, 이와 같은 결합상태에서 양단을 동시에 축관을 실시하여 중앙부 일부를 제외한 양단이 축관되도록 하여 주는 1차 축관 공정 및 2차 축관 공정을 실시하며, 응력을 풀림 열처리를 통하여 해소하여 주는 공정과, 양단의 스플라인(3)이 형성될 부분을 포밍하여 직경을 확장시키는 공정과, 상기 확장된 부분에 전조 또는 절삭가공을 통하여 스플라인(2)을 형성하는 공정 등으로 이루어짐을 특징으로 한다. The present invention relates to a method for manufacturing an axle shaft (AXLE SHAFT) of an automobile and to an axle shaft manufactured by such a method. Looking at the gist of the manufacturing method, the outer tube (1) having a final outer diameter when the axle shaft is completed And a tubular sleeve tube 1 'having a size inserted into the inner diameter thereof, and coupled to both ends of the outer tube, and formed by forming a serration on the outer surface of the sleeve tube. At the same time, it carries out the primary tube process and secondary tube tube process to make the both ends except the part of the center by the shaft tube, and the process of releasing stress through heat treatment to release the stress, and the part where the spline 3 at both ends will be formed. Forming and expanding the diameter, and characterized in that it consists of a step of forming a spline (2) through the rolling or cutting on the extended portion.

Description

Automobile axle shaft and manufacturing method {Automobile axle shaft and manufacture method}

도 1은 본 발명에 의한 압출공정을 나타낸 공정별 단면도1 is a cross-sectional view for each process showing an extrusion process according to the present invention

도 2는 도 1에 이어 본 발명의 압출공정을 나타낸 공정도2 is a process diagram showing an extrusion process of the present invention following FIG.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명****** Description of the symbols for the main parts of the drawings ***

1: 외튜브1: outer tube

1': 슬리브 튜브1 ': sleeve tube

2: 세레이션2: serration

3: 스플라인3: spline

4: 링홈4: ring groove

5: 홈5: home

20: 엑슬축20: axle shaft

본 발명은 자동차에 설치되어 엔진에서 발생한 구동력을 변속기를 통하여 바퀴에 전달하는 엑슬축(AXLE SHAFT)의 제조방법과 그러한 방법에 의해 제조되는 엑 슬축에 관한 것으로, 특히 환봉이 아닌 튜브를 이용하여 제조하되 양측의 스플라인이 구성되는 부분을 이중관 형태가 되도록 일체화하면서 압출을 이용하여 필요한 외형을 형성하여 제조하는 것을 특징으로 하는 발명에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing an axle shaft (AXLE SHAFT) is installed in a vehicle and transmits the driving force generated in the engine to the wheels through a transmission, and is particularly produced using a tube not a round rod. But it relates to an invention characterized in that to form the required external shape by using extrusion while integrally forming the spline of both sides to form a double tube.

통상 자동차에는 엔진에서 만들어진 회전력이 변속기를 통하여 변속된 후 엑슬축에 의해 바퀴에 전달되어 주행이 이루어지는 것으로, 엑슬축은 양 측단에 스플라인이 형성되어 회전동력을 전달하게 된다.In a typical vehicle, the rotational force generated by the engine is shifted through a transmission and then transmitted to the wheels by the axle shaft, and the driving is performed. The axle shaft is formed with splines at both ends to transmit the rotational power.

이러한 엑슬축은 종래 환봉재료를 선삭가공하여 사용되었는데, 자동차의 주행과정에서 차체 흔들림과 엔진출력 음에 의한 진동노이즈가 엑슬축에 그대로 전달되어 제동/구동품질에 치명적인 결합이 발생되었고, 이에 따라서 노이즈방지용 댐퍼를 추가로 부착하여 사용해야 하는 단점이 있었다.This axle shaft is conventionally used by turning round rod material. In the process of driving a car, vibration noise caused by vehicle shake and engine output sound is transmitted to the axle shaft as it is, resulting in a fatal coupling to braking / driving quality. There was a disadvantage in that additional dampers had to be attached.

그리고 일부 차종의 경우에는 튜브의 양단에 환봉을 용접하여 엑슬축을 구성하는 경우가 있기는 하였지만 제조공정에 시간이 많이 소요되고 까다로우면서, 용접부위에 결함이 자주 발생하는 단점이 있었다.In some models, the axle shaft is formed by welding round rods at both ends of the tube, but the manufacturing process is time-consuming and difficult, and defects occur frequently in the welding part.

또한, 튜브를 이용하여 엑슬축을 제조하는 방법이 안출되기도 하였지만 스플라인이 형성되는 부분에 적절한 두께를 구비하는 어렵고 회전응력에 견디는 힘이 부족하였으며, 제조비용을 더욱 절감하여야 하는 필요성과 소음 및 진동의 감소 등이 더욱 요구되어 이에 대한 개선방안이 요구되었던 것이다. In addition, a method of manufacturing an axle shaft using a tube has been devised, but it is difficult to have a proper thickness on the part where the spline is formed. There was a demand for improvement, and so on.

상기한 문제점을 감안하여 안출한 본 고안은 대직경을 갖는 외튜브의 내부 양단부에 소직경을 갖는 슬리브 튜브를 삽입한 후에 그러한 양단부를 압출방식으로 축관(직경을 축소시킴)하면서 필요한 외형을 형성하고, 이러한 축관된 부분에 스플라인과 기타의 형상을 구성함으로써 더욱 저렴한 비용으로 강도가 현저히 증대되고 소음 진동이 더욱 감소되는 엑슬축의 제공을 목적으로 하는 것이다. The present invention devised in view of the above-described problems is to insert the sleeve tube having a small diameter in the inner both ends of the outer tube having a large diameter, and then to form the required shape while reducing both ends of the shaft tube by the extrusion method (diameter) By constructing splines and other shapes in these concentric sections, the aim is to provide an axle shaft with significantly increased strength and reduced noise vibration at a lower cost.

본 발명은 적절한 길이와 강도를 갖는 튜브형의 외튜브와 슬리브 튜브를 준비한 후, 외튜브의 내부 양단에 슬리브 튜브를 삽입한 상태에서 동시에 축관을 실시하며, 축관된 부분에 각각 스플라인과 기타의 필요한 형상들을 제조함을 특징으로 하는바, 이하 첨부된 도면에 의거 본 발명을 상세히 살펴보면 다음과 같다.According to the present invention, after preparing a tubular outer tube and a sleeve tube having an appropriate length and strength, the shaft tube is simultaneously performed while the sleeve tube is inserted into the inner both ends of the outer tube, and splines and other necessary shapes are respectively formed on the concentric tube. Characterized in that it is characterized in that, according to the present invention in detail with reference to the accompanying drawings as follows.

도 1은 본 발명의 제조공정을 순서대로 설명한 공정도이고, 도 2는 도 1에 이어 본 발명의 압출공정을 나타낸 공정도이다.1 is a process diagram illustrating the manufacturing process of the present invention in order, Figure 2 is a process diagram showing the extrusion process of the present invention after FIG.

제 1공정: 소재준비First Step: Material Preparation

본 발명은 엑슬축으로서 원하는 조건을 갖는 재질을 갖는 두 가지의 재질로 된 관체형의 외튜브(1)와 슬리브 튜브(1')를 준비하되, 엑슬축으로 완성될 때의 최종 외경을 갖는 외튜브(1)와, 그 내경에 삽입되는 크기의 관체형의 슬리브 튜브(1')를 준비한다. The present invention provides a tubular outer tube (1) and a sleeve tube (1 ') made of two materials having a material having a desired condition as the axle shaft, the outer tube having a final outer diameter when the axle shaft is completed A tube 1 and a tubular sleeve tube 1 'having a size inserted into the inner diameter thereof are prepared.

슬리브 튜브(1')는 제조될 엑슬축(20)에서 직경이 축소되는 부분의 길이 이상의 길이를 갖도록 하고, 외면에는 세레이션(2)을 형성하되 세레이션(2)을 포함한 슬리브 튜브(1')의 외경은 외튜브(1)의 내경보다 조금 더 크게 구성하여 아래 결합공정(제2공정)에서와 같이 억지 삽입이 되도록 한다.The sleeve tube 1 'has a length greater than or equal to the length of the diameter-reduced portion of the axle shaft 20 to be manufactured, and forms a serration 2 on the outer surface thereof, but the sleeve tube 1' including the serration 2 is formed. ), The outer diameter of the outer tube 1 is configured to be slightly larger than the inner diameter of the outer tube 1 so as to be forcibly inserted as in the following bonding step (second step).

외튜브(1)와 슬리브 튜브(1')의 길이는 최종 완성되는 제품의 길이를 감안하여 연신율 등을 감안하여 미리 그 길이를 설계한다. The length of the outer tube 1 and the sleeve tube 1 'is designed in advance in consideration of elongation and the like in consideration of the length of the final finished product.

외튜브(1)는 엑슬축으로 제조되어 사용할 때, 외관상으로 또는 표면처리, 강도 등의 기능에 문제가 없는 우수한 재질을 이용하고, 슬리브 튜브(1')는 비교적 저렴하면서도 휨이나 비틀림 등 강도를 유지하는 기능이 우수한 재질을 사용함으로써 전체적으로 재료비를 절감하면서도 우수한 성능을 유지할 수 있게 된다.The outer tube 1 is made of an axle shaft and is made of an excellent material that does not have any problem in terms of appearance or surface treatment, strength, and the like, and the sleeve tube 1 'is relatively inexpensive and has strength such as bending and torsion. By using a material that maintains a good ability to maintain, it is possible to maintain excellent performance while reducing the overall material cost.

제2공정: 결합 Second Process: Bonding

외튜브(1)의 양단에 슬리브 튜브(1')를 각각 삽입하는데, 억지 삽입에 의해 세레이션(2)의 끝단 일부가 외튜브(1)의 내경을 파고들기도 하고 세레이션(2)이 뭉그러지기도 하면서 외튜브(1)와 슬리브 튜브(1')는 서로 간에 완전히 일체로 고정되는 것이다.
상기 억지 삽입의 예로는 슬리브 튜브(1')의 전체 외경이 외튜브(1)의 내경보다 2mm 이내의 범위에서 크게 형성한 다음, 유압장치 등을 이용하여 강한 힘으로 슬리브 튜브(1')를 외튜브(1)의 내경에 강제로 밀어넣으면 결합이 이루어진다.The sleeve tube 1 'is respectively inserted at both ends of the outer tube 1, and a part of the end of the serration 2 penetrates the inner diameter of the outer tube 1 by the force insertion, and the serration 2 is While clumping, the outer tube 1 and the sleeve tube 1 'are completely integrally fixed to each other.
As an example of the interference insertion, the entire outer diameter of the sleeve tube 1 'is formed to be larger than the inner diameter of the outer tube 1 within 2 mm, and then the sleeve tube 1' is strongly applied using a hydraulic device or the like. Forcing is pushed into the inner diameter of the outer tube (1) is made.

제3공정: 1차 Third Process: Primary 축관Tube

외뷰브(1)에 슬리브 튜브(1')가 삽입된 상태에서 양단을 동시에 축관을 실시하여 중앙부 일부를 제외한 양단이 축관되도록 하여 준다.Both ends of the sleeve tube 1 'is inserted into the outer valve 1 at the same time so that both ends except for a part of the center part are conduited.

제4공정: 2차 4th process: 2nd 축관Tube

상기 1차 축관에서 축관된 부분 중 중앙부에서 일정 길이를 제외한 부분부터 다시 한번 축관을 실시하여 필요한 정도의 치수가 되도록 하여 준다. In the central portion of the primary shaft tube, the shaft is once again subjected to the shaft portion from the portion except for a certain length so as to have the required dimensions.

통상 드로잉 머신을 사용하여 축관을 실시하고 축소되진 외경은 25,4mm가 적당하다. Usually, a drawing machine is used to make the shaft and the reduced outer diameter is 25,4mm.

이러한 상기 1차 축관 및 2차 축관은 축소되는 정도나 기계장치의 성능 및 재질의 특성에 따라 한번에 원하는 치수로 축관을 이룩할 수도 있지만 단계별로 수 차례의 축관을 통하여 원하는 치수를 완성할 수도 있다.The primary shaft and the secondary shaft may form the shaft in a desired dimension at a time depending on the degree of shrinkage or the performance and material characteristics of the mechanical device, but may also complete the desired dimension through several shafts in steps.

제5공정 풀림 열처리Fifth Step Annealing Heat Treatment

상기 소성 변경에 의한 응력을 풀림 열처리(Annealing)를 통하여 해소하여 준다.The stress caused by the plastic change is solved through annealing.

제6공정: 6th Step: 포밍Foaming

양단의 스플라인(3)이 형성될 부분에 포밍을 통하여 직경을 확장시켜 준다. The spline 3 at both ends is formed to expand the diameter through the forming.

제7공정: 스플라인 형성Step 7: Spline Formation

상기 확장된 부분에 전조 또는 절삭가공을 통하여 스플라인(2)을 형성한다.The spline 2 is formed on the expanded portion by rolling or cutting.

제8공정: 8th Step: 홈가공Grooving

스플라인(2)의 끝 부분에 링홈(4)을 가공하고, 중앙부 직경이 축소된 부분과 축소되지 않은 부분 사이에 전조공정을 통하여 홈(5)을 가공한다.The ring groove 4 is machined at the end of the spline 2, and the groove 5 is machined through a rolling process between the portion where the center diameter is reduced and the portion that is not reduced.

제9공정: 마무리Step 9: finish

가공이 완성된 제품의 표면에 침탄공정과 마스킹 및 도장을 실시하여 엑슬축(20)의 제조를 완료한다. Carburizing process, masking and painting is performed on the surface of the finished product to complete the manufacture of the axle shaft 20.

상기와 같은 방법으로 완성된 엑슬축(20)은 외튜브(1)의 내부 양단에 슬리브 튜브(1')가 일체화되어 동시에 축관된 상태로 구성되고, 외튜브(1)의 내면에 슬리브 튜브(1')의 세레이션(2)이 파고들어 완전히 고정되면서 일체화되는 것이며, 특히 양단이 상기와 같이 일체화되면서 끝단 외면에 스플라인(3)과 링홈(4) 및 홈(5)이 형성된 형태인 것이다. The axle shaft 20 completed by the above method is configured in a state in which the sleeve tube 1 'is integrated at the same time by being integrated at both ends of the inner tube 1 and the outer tube 1 is disposed on the inner surface of the outer tube 1. 1 ') of the serration (2) is to be fully integrated into the fixed, and both ends are integrated as described above, the spline 3 and the ring groove 4 and the groove 5 is formed on the outer surface of the end.

이와 같은 본 발명에 의하면 강도와 견고성이 요구되는 양단 부분에 슬리브 튜브(1')를 삽입하여 이중관 형으로 엑슬축(20)을 형성하므로 내부가 중공이 되어 무게를 절감하는 것은 물론이고, 용접에 의한 연결부가 없으면서 압출에 의한 소성가공으로 재질의 밀도가 향상되어 비틀림 응력이나 회전 토크에 견디는 힘이 강하고 높은 인장강도 등을 얻을 수 있는 것이다. According to the present invention, since the axle shaft 20 is formed in a double tube type by inserting the sleeve tube 1 'at both ends where strength and robustness are required, the inside becomes hollow, thereby saving weight and welding. The density of the material is improved by the plastic working by extrusion without the connection part, so that the torsional stress and the rotational torque are strong, and the high tensile strength can be obtained.

특히 내부의 슬리브 튜브는 비용이 저렴한 소재를 사용할 수 있어서 전체적으로 제조비용을 절감할 수 있는 여건이 이루어지면서 내부의 슬리브 튜브(1')는 축관되는 정도가 작아 좀더 강한 재질을 사용할 수 있으므로 내부에서 뼈대 역할을 하게 되는 것이고 좀더 강도를 향상시킬 수 있게 되는 것이다. In particular, the inner sleeve tube can be made of inexpensive materials, thereby reducing the overall manufacturing cost, while the inner sleeve tube (1 ') has a smaller degree of condensation, allowing stronger materials to be used. It will play a role and you will be able to increase your strength.

또한, 이중관에 의하여 소음이나 진동의 발생을 줄일 수 있는 것이고, 이러한 소음이나 진동이 바퀴나 변속기에 전달되는 것도 최소화할 수 있는 장점을 갖게 되며, 별도의 노이즈 억제를 위한 구성이 필요 없을 정도로 승차감이나 제동, 구동품질이 매우 향상된다.In addition, it is possible to reduce the occurrence of noise or vibration by the double pipe, has the advantage of minimizing the transmission of such noise or vibration to the wheels and the transmission, and the ride comfort or Braking and driving quality are greatly improved.

아울러 본 발명에 의한 슬리브 튜브(1')는 외튜브(1)와 세레이션(2)을 통하여 강제로 결합된 상태로 축관이 이루어지므로 축관되는 과정에서 분리될 우려가 없이 원활하게 동시 축관이 이루어지며, 축관 후에도 완전한 일체화가 유지될 수 있다. In addition, the sleeve tube (1 ') according to the present invention is made through the outer tube (1) and the serration (2) is made of a conduit in a state that is forcibly coupled, so that the conduit is made smoothly without fear of separation in the process of condensation Full integration can be maintained even after the tube.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면 직경이 큰 외튜브의 내면에 세레이 션을 통하여 강제로 결합되는 슬리브 튜브를 삽입하여 동시에 축관하면서 외형과 치수를 완성하게 되는 것으로, 종래에 비하여 제조원가를 인하시킬 수 있으면서 전체적인 엑슬축의 무게도 절감하게 되고 내구성도 향상되는 효과가 있으며, 소음과 진동의 발생을 매우 효과적으로 방지할 수 있는 등 엑슬축의 기술적 수준을 한층 진보시키게 되는 유용한 발명이라 할 수 있다.According to the present invention as described above, by inserting the sleeve tube which is forcibly coupled to the inner surface of the large diameter outer tube by conduit at the same time to complete the appearance and dimensions, it is possible to reduce the manufacturing cost compared to the conventional While reducing the weight of the entire axle shaft and improving the durability, it is a useful invention that further advances the technical level of the axle shaft, such as to effectively prevent the occurrence of noise and vibration.

Claims

Prepare a tubular tube made of two materials, and prepare an outer tube 1 having a final outer diameter when the axle shaft is completed, and a tubular sleeve tube 1 'having a size inserted into the inner diameter. ,

The sleeve tube 1 'is formed to have a length greater than the length of the diameter-reduced portion of the axle shaft 20 to be manufactured, and the serration 2 is formed on the outer surface thereof, but the sleeve tube 1' including the serration 2 is formed. The outer diameter of the outer tube (1) and the process of preparing a little larger than the inner diameter;

The sleeve tube 1 'is respectively inserted at both ends of the outer tube 1, and the outer end of the outer tube 1 and the sleeve tube are partially inserted into the inner tube of the outer tube 1 by a force insertion. (1 ') is a bonding step to be completely fixed to each other;

A primary shaft pipe process of simultaneously performing shaft pipes at both ends in a state in which the sleeve tube 1 'is inserted into the outer view tube 1 so that both ends except a part of the central portion can be piped;

A secondary shaft tube process of performing shaft tube again from the portion except the predetermined length in the center portion of the tube shaft portion in the primary shaft tube so as to have the required dimension;

Solving the stresses caused by the primary and secondary shaft pipe processes through annealing heat treatment;

Forming a portion where the splines 3 at both ends are to be formed to expand the diameter;

Forming a spline (2) on the expanded portion by rolling or cutting;

Processing the ring groove 4 at the end of the spline 2, and processing the groove 5 through a rolling process between the portion where the central diameter is reduced and the portion that is not reduced;

Automobile axle shaft manufacturing method characterized in that consisting of.

The sleeve tube 1 'is integrated in both ends of the outer tube 1 by the method of claim 1, and is configured to be simultaneously concentric, and the serration of the sleeve tube 1' on the inner surface of the outer tube 1 2) the axle shaft is completely fixed and integrated, the axle shaft for the vehicle, characterized in that the spline (3) and the ring groove (4) and the groove (5) is formed on the outer surface while being integrated as described above.