KR20130013546A - 심리스 파이프로 형성되는 액슬 샤프트 및 이의 제조 방법 - Google Patents

심리스 파이프로 형성되는 액슬 샤프트 및 이의 제조 방법 Download PDF

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김명식
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황상환
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Abstract

본 발명은 액슬 샤프트 제조 방법을 제공한다. 상기 액슬 샤프트 제조 방법은 소재를 마련하는 제 1단계와; 상기 소재를 일정 길이의 심리스 파이프(seamless pipe)로 성형하는 제 2단계와; 상기 파이프의 일정 위치를 경계로 서로 다른 형상으로 성형하는 제 3단계; 및 상기 성형이 완료된 파이프를 열처리하는 제 4단계를 포함한다. 또한, 본 발명은 액슬 샤프트도 제공한다.

Description

심리스 파이프로 형성되는 액슬 샤프트 및 이의 제조 방법{AXLE SHAFT FORMED SEAMLESS PIPE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 액슬 샤프트의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액슬 샤프트를 심리스 파이프를 사용함으로써, 부품의 경량화와, 소음을 효율적으로 저감시킬 수 있는 심리스 파이프로 형성되는 액슬 샤프트 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
차량의 액슬 샤프트는 바퀴측에 연결되는 플랜지 부와, 액슬 측에 연결되는 스프라인 부와, 이들을 연결하는 샤프트 부를 포함한다.
상기 액슬 샤프트는 중실형 환봉 소재가 적용된다.
대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 특2001-0005053호(2011. 01. 15)에는 자동차용 액슬 샤프트가 개시된다.
근래에 들어, 차량에 사용되는 액슬 샤프트의 경량화 및 액슬 샤프트 회전시의 소음 저감을 시킬 수 있는 기술 개발이 요구된다.
본 발명의 목적은 심리스 파이프를 원소재로 하여, 부품 자체를 중공 형상으로 성형함으로써 부품의 경량화를 이룰 수 있는 심리스 파이프로 형성되는 액슬 샤프트 및 이의 제조 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 부품의 경량화를 이룸으로써, 부품이 채책되는 차량의 연비 향상을 이루고, 탄소 배출량을 감소시킬 수 있는 심리스 파이프로 형성되는 액슬 샤프트 및 이의 제조 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 액슬 샤프트를 중공 형상으로 형성하면서 그 외경을 증가시킴에 따라 고유 진동수를 저감하여 소음을 효율적으로 감소시킬 수 있는 액슬 샤프트 및 이의 제조 방법을 제공함에 있다.
본 발명은 일정 길이의 심리스 파이프(seamless pipe)를 준비하는 제 1단계와; 상기 파이프의 일정 위치를 경계로 서로 다른 형상으로 성형하는 제 2단계; 및 상기 성형이 완료된 파이프를 열처리하는 제 3단계를 포함하는 액슬 샤프트 제조 방법을 제공한다.
여기서, 상기 제 1단계는, 일정 길이의 중실봉을 준비하고, 상기 중실봉을 일정 온도로 가열하고, 상기 가열된 중실봉을 이동시키면서, 상기 이동되는 중실봉의 중심축에 맨드밀을 관통시켜 일정 내경의 중공을 형성하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 중공의 내경을, 상기 중실봉의 길이와 반비례하여 형성하는 것이 바람직하다.
상기 제 2단계는, 상기 파이프의 일정 위치에 서로 다른 영역의 경계를 설정하고, 상기 서로 다른 영역 중 제 1영역을 상기 액슬 샤프트의 플랜지 부를 단조하여 성형하고, 상기 서로 다른 영역 중 제 2영역을 인발 가공하여 일정 길이로 연장되는 상기 액슬 샤프트의 샤프트 부를 성형하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 2단계는, 상기 파이프의 일정 위치에 서로 다른 영역의 경계를 설정하고, 상기 서로 다른 영역 중 제 2영역을 인발 가공하여 일정 길이로 연장되는 상기 액슬 샤프트의 샤프트 부를 성형하고, 상기 서로 다른 영역 중 제 1영역을 상기 액슬 샤프트의 플랜지 부를 단조하여 성형할 수도 있다.
이러한 경우, 상기 제 1영역의 중공 내경을, 상기 제 2영역의 중공 내경과 동일하게 형성할 수 있다.
또한, 상기 제 1영역의 중공 내경을, 상기 제 2영역의 중공 내경으로부터 일정 내경으로 확장되도록 형성힐 수도 있다.
본 발명은 일정의 제 1중공 내경을 이루며, 단조로 성형되는 플랜지 부; 및 상기 플랜지 부의 일단으로부터 인발 성형되어 일체로 연장되며, 상기 제 1중공 내경과 연결되는 제 2중공 내경을 이루는 샤프트 부를 포함하는 액슬 샤프트를 제공한다.
상기 액슬 사프트는, 심리스 파이프이다.
상기 제 1중공 내경은, 상기 제 2중공 내경과 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제 1중공 내경은, 상기 제 2중공 내경으로부터 일정 내경으로 확장되도록 형성될 수도 있다.
상기 플랜지 부의 두께는, 상기 샤프트 부의 두께와 서로 동일하게 형성될 수 있다.
본 발명은 심리스 파이프를 원소재로 하여, 부품 자체를 중공 형상으로 성형함으로써 부품의 경량화를 이룰 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 부품의 경량화를 이룸으로써, 부품이 채책되는 차량의 연비 향상을 이루고, 탄소 배출량을 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 액슬 샤프트를 중공 형상으로 형성하면서 그 외경을 증가시킴에 따라 고유 진동수를 저감하여 소음을 효율적으로 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 따르는 액슬 샤프트 제조 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예를 따르는 액슬 샤프트 제조 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따르는 심리스 파이프의 제조 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따르는 삼리스 파이프를 제조하는 과정을 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따르는 냉간 인발 공정을 보여주는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 액슬 샤프트를 보여주는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 액슬 샤프트를 보여주는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 액슬 샤프트를 보여주는 다른 단면도이다.
도 9는 본 발명의 액슬 샤프트를 보여주는 또 다른 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 액슬 샤프트 및 이의 제조 방법을 설명한다.
도 1은 본 발명의 액슬 샤프트의 제조 방법의 일 실시예를 보여준다.
도 1을 참조 하면, 본 발명의 액슬 샤프트의 제조 방법은 소재 마련(S10) → 심리스 파이프(seamless pipe) 성형(S20) → 플랜지 부 성형(S30) 또는 샤프트 부 성형(S40) → 열처리(S50)의 단위 공정을 거쳐 제조된다.
상세하게는, 금속으로 형성되는 소재를 마련한다(제 1단계, S10).
상기 마련되는 소재를 일정 길이의 심리스 파이프로 성형한다(제 2단계, S20).
도 3은 심리스 파이프를 성형하는 과정을 보여준다.
상기 심리스 파이프 제조 공정은 소재 절단 단계(S21) → 가열 단계(S22) → 장입 및 피어싱 단계(S23) → 사이징 밀 단계(S24) → 냉각 단계(S25)의 단위 공정을 포함한다.
상기 소재 절단 단계(S21)에서, 일정 길이의 중실봉 소재를 일정 길이로 절단한다.
상기 중실봉 소재를 절단한 이후에, 가열 단계(S22)에서, 가공성을 확보 하기 위하여 일정의 성형 온도로 소재를 가열한다.
상기 일정 온도로 가열된 소재를 장입 및 피어싱 단계(S23)에서, 이동시키면서 소재에 일정 내경을 이루어 중공 형상으로 형성한다.
상기 중공 형상으로 형성된 소재를 사이징 밀 단계(S24)에서, 사이징 밀을 사용하여 파이프의 내경, 외경 및 길이를 조절한다.
이때, 상기 중공의 내경을 상기 중실봉의 길이와 반비례하여 형성하는 것이 좋다.
이어, 열간 가공이 완료된 소재를 냉각 단계(S25)에서 냉각시킨다.
이러한 열간 심리스 파이프 제조 공정을 통해서 제조되는 파이프는 이음부(Seam)가 없기 때문에, 전체적으로 균일한 기계적 물성을 가질 수 있다.
도 1 및 도 6을 참조 하면, 상기와 같은 심리스 파이프 제조 공정을 통하여 심리스 파이프가 제조된 후, 상기 심리스 파이프에 플랜지 부(100), 샤프트 부(200) 및 스프라인 부(300)를 성형한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 심리스 파이프를 제조한 이후에, 단조 성형을 통하여 플랜지 부(100)를 성형하고, 냉간 인발 성형을 통하여 샤프트 부(200) 및 스프라인 부(300)를 성형한다.
먼저, 제조된 심리스 파이프의 일정 위치에 경계(B)를 설정한다. 상기 경계(B)의 일측부는 플랜지 부(100)가 형성되는 제 1영역(①)이고, 상기 경계(B)의 타측부는 샤프트 부(200) 및 스프라인 부(300)가 형성되는 제 2영역(②)이다.
상기 제 2영역(②)은 ②' 영역과 ②" 영역으로 포함한다. 상기 ②' 영역은 샤프트 부(200)가 형성되는 영역이고, ②" 영역은 스프라인 부(300)가 형성되는 영역이다.
여기서, 상기 플랜지 부(100)는 차량의 바퀴 측에 연결되는 부분이고, 상기 스프라인 부(300)는 차량의 액슬 측에 연결되는 부분이며, 샤프트 부(200)는 상기 플랜지 부(100)와 스프라인 부(200)를 연결하는 축 부분이다.
상기와 같이 경계(B)를 설정 한 이후에, 상기 제 1영역(①)에 단조 성형을 통하여 플랜지 부(100)를 성형한다.
여기서, 상기 플랜지 부(100)는 중공 형상을 유지한다.
상기 플랜지 부(100)를 단조 성형 한 이후에, 경계의 타측부인 제 2영역(②)에서 샤프트 부(200)와 스프라인 부(300)를 성형한다.
상기 샤프트 부(200)와 스프라인 부(300)는 냉간 인발 성형을 통하여 성형된다.
도 4는 본 발명에 따른 중공 액슬 샤프트의 제조 방법의 냉간 인발 공정 순서를 보여준다.
상기 냉간 인발 공정은, 상술한 심리스 파이프 제조공정을 통해 제조된 심리스 파이프를 인발 가공하여 외경을 감소시키고 길이를 신장시키는 공정이다.
상기 냉간 인발 공정은, 심리스 파이프의 제 2영역(②) 표면의 이물질을 제거하는 산세 공정(S41)과, 산세 처리된 파이프의 제 2영역(②)을 냉간 상태에서 인발 가공하는 인발 공정(S42)과, 인발 공정(S42)에서 발생된 응력을 제거하기 위한 응력해소(Stress relief) 열처리 공정(S43)과, 파이프의 직진도를 교정하는 교정 공정(S44)을 포함한다.
도 5는 샤프트 부의 성형 공정 중 로터리 스웨이징법을 나타낸 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조 하면, 로터리 스웨이징 법은 도시된 바와 같이, 파이프(pipe)의 내부에 삽입된 맨드 럴(10)을 회전시키며, 파이프 축에 직각방향으로 승하강하는 다이(20)를 단속적으로 가압하여 관의 단면을 감소시키고 축방향으로 늘리는 가공 방법이다.
상기 로터리 스웨이징 법 외에 파이프를 축 방향으로 일정 길이 늘리는 가공 방법은 모두 적용될 수 있다.
상기와 같은 인발 성형 공정을 통하여, 심리스 파이프의 제 2영역(②)에는 샤프트 부(200)와, 스프라인 부(300)가 형성된다.
이때, 도 7을 참조 하면, 상기 제 2영역(②)에서의 제 2중공 내경(d2)은 플랜지 부(100)의 제 1중공 내경(d1)과 실질적으로 동일하게 유지될 수 있다.
상기와 같이 제 1영역(①)에 플랜지 부(100)를 성형하고, 제 2영역(②)에 샤프트 부(200) 및 스프라인 부(300)를 성형한 이후에, 심리스 파이프를 열처리 및 가공 하고, 고주파 열처리(제 4단계, S50)하여 도 6에 되시되는 본 발명의 액슬 파이프를 제조한다.
한편, 도 2에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 액슬 파이프의 제조 방법에서, 심리스 파이프를 제조(S20) 한 이후에, 샤프트 부(200) 및 스프라인 부(300)를 인발 성형하고(S40), 플랜지 부(100)를 단조 성형(S30)할 수도 있다.
상기 샤프트 부(200)와 스프라인 부(300)는 제 2영역(②)에서, 상술한 바와 동일한 인발 성형 방법으로 성형된다.
이어, 상기 플랜지 부(100)는 제 1영역(①)에서, 상술한 바와 동일한 단조 성형 방법으로 성형된다.
여기서, 상기 플랜지 부(100)의 제 1중공 내경(d1)과, 샤프트 부(200) 및 스프라인 부(300)의 제 2중공 내경(d2)은 서로 동일할 수 있다.
상기에 언급된 바와 같이, 본 발명은 액슬 샤프트를 심리스 파이프를 사용하고, 심리스 파이프에서 서로 구획되는 서로 다른 영역을 일체로 형성함으로써, 액슬 샤프트 자체의 중량을 줄일 수 있다.
한편, 상기 플랜지 부(100)의 단조 성형 과정에서, 도 8 및 도 9에 도시되는 바와 같이, 제 1,2중공 내경(d1,d2)을 서로 다르게 형성할 수도 있다.
도 8은 외측 제 1중공 내경이 제 2영역에서의 제 2중공 내경 보다 더 크게 형성되는 것을 보여준다.
도 8을 참조 하면, 플랜지 부(100)의 단조 성형시, 플랜지 부(100)의 형상을 단조 성형함과 아울러, 내측 제 1중공 내경(d1a)을 제 2중공 내경(d2)과 연결되면서, 동일 크기를 유지하도록 한다.
그리고, 외측 제 1중공 내경(d1a')을 내측 제 1중공 내경(d1a)으로부터 확장되도록 형성한다.
플랜지 부(100)는 단조 성형시 경계의 일측부에서 축을 기준으로 외측으로 확장된다.
여기서, 상기 외측 제 1중공 내경(d1a')을 제 2중공 내경(d2)과 연결되는 내측 제 1중공 내경(d1a)으로부터 확장되도록 형성함으로써, 플랜지 부(100) 자체의 중량은 감소될 수 있다.
도 9는 플랜지 부의 두께와 샤프트 부 및 스프라인 부의 두께가 서로 동일하게 형성되는 것을 보여준다.
도 8을 참조 하면, 샤프트 부(200)의 인발 성형 시에, 제 2중공 내경(d2)이 결정되고, 상기 제 2중공 내경(d2)을 이루는 제 2두께(t2)가 결정된다.
그리고, 플랜지 부(100)를 단조 성형하는 경우에, 제 1중공 내경(d1)이 결정되고, 상기 제 1중공 내경(d1)을 이루는 제 1두께(t1)가 결정된다.
여기서, 상기 제 1중공 내경은 내경 d1b와 d1b'를 포함한다.
본 발명에서는 제 1영역(①)에서의 제 1두께(t1)와 제 2영역(②)에서의 제 2두께(t2)를 서로 동일하도록 성형한다.
이러한 경우, 제 1중공 내경(d1)은 제 2중공 내경(d2)으로부터 확장되는 형상으로 형성된다.
따라서, 중공 형상으로 형성되는 액슬 샤프트 전체의 두께가 균일하기 때문에, 일정 이상의 강도를 확보할 수 있음과 아울러, 액슬 샤프트 전체의 중량을 감소시킬 수 있다.
다음은, 도 6 내지 도 9를 참조 하여, 본 발명의 액슬 샤프트를 설명한다.
본 발명의 액슬 샤프트는 상술한 바와 같은 제조 방법으로 제조된다.
도 6을 참조 하면, 본 발명의 액슬 샤프트는, 플랜지 부(100)와, 샤프트 부(200) 및 스프라인 부(300)로 구성된다. 상기 각 구성들은 서로 일체로 형성된다.
상기 액슬 샤프트는 심리스 파이프로 형성된다. 따라서, 상기 액슬 샤프트는 일정 내경의 중공 형상으로 형성된다.
상기 심리스 파이프는 이음부가 없이 표면이 연속적으로 매끄럽게 형성된다.
상기 심리스 파이프의 일정 위치에는 경계(B)가 형성된다.
상기 경계(B)의 일측부에는 제 1영역(①)이 형성되고, 상기 경계(B)의 티측부에는 제 2영역(②)이 형성된다.
여기서, 상기 제 1영역(①)은 플랜지 부(100)가 형성되는 영역이고, 상기 제 2영역(②)은 샤프트 부(200) 및 스프라인 부(300)가 형성되는 영역이다.
상기 제 1영역(①)에는 제 1중공 내경(d1)이 형성된다. 상기 제 2영역(②)에는 제 2중공 내경(d2)이 형성된다.
상기 제 1,2중공 내경(d1,d2)은 서로 연결된다.
상기 플랜지 부(100)는 제 1영역(①)에서 단조 성형으로 형성된다.
상기 플랜지 부(100)의 외주는 단차지는 형상으로 형성될 수 있다.
상기 샤프트 부(200)는 제 2영역(②)에서 냉간 인발 성형으로 형성된다.
상기 샤프트 부(②)는 일정 길이를 이룬다.
상기 스프라인 부(300)는 상기 샤프트 부(200)의 단부에 형성된다.
따라서, 상기 플랜지 부(100)와 샤프트 부(200) 및 스프라인 부(300)는 서로 일체로 형성된다. 그리고 이들 사이에는 별도의 이음부가 형성되지 않는 것이 특징이다.
본 발명에서의 액슬 샤프트는 중공 형상으로 형성되기 때문에, 중실 형상의 봉 대비 일정의 중량을 경량화 할 수 있는 잇점을 갖는다.
또한, 도 8을 참조 하면, 제 1영역(①)에서의 제 1중공 내경(d1)은 내측 제 1중공 내경(d1a)과 외측 제 1중공 내경(d1a')으로 이루어질 수 있다.
상기 내측 제 1중공 내경(d1a)은 제 2영역(②)의 제 2중공 내경(d2)과 서로 동일할 수 있다. 그리고, 상기 외측 제 1중공 내경(d1a')은 내측 제 1중공 내경(d1a) 및 제 2중공 내경(d2) 보다 더 크게 형성된다.
따라서, 플랜지 부(100)에서는 그 내부에 상기와 같은 외측 제 1중공 내경(d1a')이 형성되기 때문에, 이에 상응하는 부피를 줄일 수 있다.
또한, 도 9를 참조 하면, 제 1영역(①)에서의 제 1중공 내경(d1)은 내측 제 1중공 내경(d1b)과 외측 제 1중공 내경(d1b')으로 이루어질 수 있다.
상기 내측 제 1중공 내경(d1b)과, 외측 제 1중공 내경(d1b') 및 제 2중공 내경(d2)은 서로 다른 크기를 이룰 수 있다.
바람직하게는, 제 2중공 내경(d2)으로부터 내측 제 1중공 내경(d1b), 외측 제 1중공 내경(d1b') 순으로 내경이 점진적으로 증가되도록 형성된다.
따라서, 플랜지 부(100)에서는 그 내부에 상기와 같은 외측 제 1중공 내경(d1b')이 형성되기 때문에, 이에 상응하는 부피를 줄일 수 있다.
이에 더하여, 제 1영역(①)에서의 제 1두께(t1)와, 제 2영역(②)에서의 제 2두께(t2)를 서로 동일하게 형성할 수 있다.
본 발명은, 중공 형상의 이음부가 없는 심리스 파이프를 사용하여, 플랜지 부 및 샤프트 부, 스프라인 부를 하나의 몸체로 성형한다.
따라서, 본 발명은 서로 다른 영역 사이를 용접과 같은 방식으로 접합함에 따르는 접합부의 강도 취약성을 효율적으로 방지하여, 샤프트 자체의 균질함을 취득할 수 있다.
본 발명은 심리스 파이프를 사용하여 액슬 샤프트를 제조함으로써, 중공 형상을 이룸에 따르는 샤프트 자체의 중량을 중실봉 대비 일정 이상의 중량을 경감할 수 있다.
본 발명은 중공 형상의 이음부가 없는 심리스 파이프를 사용하여, 플랜지 부 및 샤프트 부, 스프라인 부를 성형함으로써, 샤프트의 외경을 일정 이상으로 가변 조절할 수 있다.
본 발명에 따르는 중공 형상의 액슬 샤프트는 중실 액슬 샤프트에 비하여 높은 고유 진동수를 가짐으로 인해서 액슬 샤프트 회전시에 발생하는 소음을 저감시킬 수 있다.
즉, 차량에서의 소음은 액슬 샤프트의 고유진동수와 엔진이 갖는 주파수가 일치했을 경우에 발생될 수 있다.
여기서 상기 액슬 샤프트의 조립성과 타부품과의 간섭을 방지하기 위하여 액슬 샤프트의 외경을 일정 이하로, 예컨대 25mm정도로 형성함에 따라, 액슬 샤프트의 관성모멘트 값과 고유진동수가 낮아지면, 상기 소음이 발생된다.
즉, 샤프트는 그 길이가 길고 외경이 작을수록 축의 관성모멘트 값과 고유진동수가 낮아져 약한 힘(회전력)에 의해 버티칼 밴딩(VERTICAL BENDING) 현상이 쉽게 발생한다.
또한, 샤프트는 그 길이가 짧고 외경이 클수록 축의 관성모멘트 값과 고유진동수가 상승되어 약한 힘에는 버티칼 밴딩(VERTICAL BENDING) 현상이 발생하지 않는다.
이에 따라, 본 발명의 액슬 샤프트는 인발 성형시 샤프트 부의 외경을 일정 이상으로 증가시키도록 함으로써, 샤프트 회전시 상기와 같은 고유 진동수로 인한 소음을 효율적으로 방지할 수 있다.
100 : 플랜지 부
200 : 샤프트 부
300 : 스프라인 부
① : 제 1영역
② : 제 2영역

Claims (12)

  1. 소재를 마련하는 제 1단계;
    상기 소재를 일정 길이의 심리스 파이프(seamless pipe)로 성형하는 제 2단계;
    상기 파이프의 일정 위치를 경계로 서로 다른 형상으로 성형하는 제 3단계; 및
    상기 성형이 완료된 파이프를 열처리하는 제 4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액슬 샤프트 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2단계는,
    일정 길이의 중실봉을 준비하고,
    상기 중실봉을 일정 온도로 가열하고,
    상기 가열된 중실봉을 이동시키면서, 상기 이동되는 중실봉의 중심축에 맨드밀을 관통시켜 일정 내경의 중공을 형성하는 것을 특징으로 하는 액슬 샤프트 제조 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 중공의 내경을,
    상기 중실봉의 길이와 반비례하여 형성하는 것을 특징으로 하는 액슬 샤프트 제조 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 3단계는,
    상기 파이프의 일정 위치에 서로 다른 영역의 경계를 설정하고,
    상기 서로 다른 영역 중 제 1영역을 상기 액슬 샤프트의 플랜지 부를 단조하여 성형하고,
    상기 서로 다른 영역 중 제 2영역을 인발 가공하여 일정 길이로 연장되는 상기 액슬 샤프트의 샤프트 부를 성형하는 것을 특징으로 하는 액슬 샤프트 제조 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 3단계는,
    상기 파이프의 일정 위치에 서로 다른 영역의 경계를 설정하고,
    상기 서로 다른 영역 중 제 2영역을 인발 가공하여 일정 길이로 연장되는 상기 액슬 샤프트의 샤프트 부를 성형하고,
    상기 서로 다른 영역 중 제 1영역을 상기 액슬 샤프트의 플랜지 부를 단조하여 성형하는 것을 특징으로 하는 액슬 샤프트 제조 방법.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 제 1영역의 중공 내경을,
    상기 제 2영역의 중공 내경과 동일하게 형성하는 것을 특징으로 하는 액슬 샤프트 제조 방법.
  7. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 제 1영역의 중공 내경을,
    상기 제 2영역의 중공 내경으로부터 일정 내경으로 확장되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 액슬 샤프트 제조 방법.
  8. 일정의 제 1중공 내경을 이루며, 단조로 성형되는 플랜지 부; 및
    상기 플랜지 부의 일단으로부터 인발 성형되어 일체로 연장되며, 상기 제 1중공 내경과 연결되는 제 2중공 내경을 이루는 샤프트 부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액슬 샤프트.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 액슬 사프트는,
    심리스 파이프인 것을 특징으로 하는 액슬 샤프트.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 제 1중공 내경은,
    상기 제 2중공 내경과 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 액슬 샤프트.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 제 1중공 내경은,
    상기 제 2중공 내경으로부터 일정 내경으로 확장되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 액슬 샤프트.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 플랜지 부의 두께는,
    상기 샤프트 부의 두께와 서로 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 액슬 샤프트.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2929954A1 (en) * 2014-04-08 2015-10-14 U.S. Manufacturing Corporation Method for forming a variable wall light weight axle shaft with friction welded flange and axle shaft thereof
EP2929953A1 (en) * 2014-04-08 2015-10-14 U.S. Manufacturing Corporation A method for making a variable-wall light-weight axle shaft with an integral flange member
CN106065897A (zh) * 2016-08-12 2016-11-02 株洲万德精锻有限责任公司 一种中间位置带圆箍状凸台式薄壁空心轴及制造方法
EP3560626A1 (en) * 2018-04-25 2019-10-30 ArvinMeritor Technology, LLC One piece axle and method of manufacture

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10543717B2 (en) 2014-04-08 2020-01-28 Aam International S.À R.L. Variable-wall light-weight axle shaft with an integral flange member and method for making the same
EP2929953A1 (en) * 2014-04-08 2015-10-14 U.S. Manufacturing Corporation A method for making a variable-wall light-weight axle shaft with an integral flange member
US9400009B2 (en) 2014-04-08 2016-07-26 U.S. Manufacturing Corporation Method for forming a variable wall light weight axle shaft with friction welded flange
EP2929954A1 (en) * 2014-04-08 2015-10-14 U.S. Manufacturing Corporation Method for forming a variable wall light weight axle shaft with friction welded flange and axle shaft thereof
CN106413932A (zh) * 2014-04-08 2017-02-15 美国制造公司 具有整体凸缘构件的可变壁轻型半轴及用于制造该半轴的方法
CN106660092A (zh) * 2014-04-08 2017-05-10 美国制造公司 形成具有摩擦焊接凸缘的可变壁轻型车轴的方法
US9670951B2 (en) 2014-04-08 2017-06-06 A.A.M International S.A.R.L. Variable-wall light-weight axle shaft with an integral flange member and method for making the same
CN106065897A (zh) * 2016-08-12 2016-11-02 株洲万德精锻有限责任公司 一种中间位置带圆箍状凸台式薄壁空心轴及制造方法
CN106065897B (zh) * 2016-08-12 2018-06-01 汉德车桥(株洲)齿轮有限公司 一种中间位置带圆箍状凸台式薄壁空心轴的制造方法
EP3560626A1 (en) * 2018-04-25 2019-10-30 ArvinMeritor Technology, LLC One piece axle and method of manufacture
US20190329316A1 (en) * 2018-04-25 2019-10-31 Arvinmeritor Technology, Llc One piece axle and method of manufacture
CN110395073A (zh) * 2018-04-25 2019-11-01 阿文美驰技术有限责任公司 一件式半轴及其制造方法
US10710147B2 (en) 2018-04-25 2020-07-14 Arvinmeritor Technology, Llc Method of making an axle

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