磁脈沖成形的車輛驅動軸及制造驅動軸的方法技術

一種使用磁脈沖成形技術來形成滑動的花鍵型接頭的方法，該方法包括提供陰的驅動軸構件和具有向內形成的花鍵的開有花鍵的插入件。提供陽的驅動軸構件，其具有向外形成的與插入件嚙合的花鍵。提供具有外肋的心軸，外肋具有與陽驅動軸構件的外花鍵外形相同的外形。提供電感器，該電感器能夠被通電而形成脈沖磁場。插入件放置在心軸上。陰的驅動軸構件設置在插入件上，兩者放置在電感器內。電感器通電而使插入件上的陰的驅動軸構件的一部分變形，以形成陣列的卷邊，以便永久地連接陰的驅動軸構件與插入件。陽的驅動軸構件嚙合到插入件，以提供滑動花鍵型的滑動接頭。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】【專利摘要】一種使用磁脈沖成形技術來形成滑動的花鍵型接頭的方法，該方法包括提供陰的驅動軸構件和具有向內形成的花鍵的開有花鍵的插入件。提供陽的驅動軸構件，其具有向外形成的與插入件嚙合的花鍵。提供具有外肋的心軸，外肋具有與陽驅動軸構件的外花鍵外形相同的外形。提供電感器，該電感器能夠被通電而形成脈沖磁場。插入件放置在心軸上。陰的驅動軸構件設置在插入件上，兩者放置在電感器內。電感器通電而使插入件上的陰的驅動軸構件的一部分變形，以形成陣列的卷邊，以便永久地連接陰的驅動軸構件與插入件。陽的驅動軸構件嚙合到插入件，以提供滑動花鍵型的滑動接頭。【專利說明】
本專利技術涉及車輛驅動軸組件，具體來說，涉及使用磁脈沖成形技術來形成滑動的花鍵型接頭的方法。
技術介紹
本專利技術涉及驅動軸設計和制造驅動軸的方法，該方法能夠利用磁脈沖成形技術的優點來簡化驅動軸滑動花鍵型接頭，并消除作用的工作心軸表面的電腐蝕。 扭矩傳遞軸(驅動軸)被廣泛地用于將來自轉動動力源的轉動功率傳遞到可轉動的從動機構。例如，在當今使用的大部分陸上車輛中，設置傳動系統，將來自發動機/傳動組件的輸出軸的轉動功率傳遞到軸組件的輸出軸上，以轉動地驅動車輛的輪子。為了實現這一點，典型的車輛傳動系統包括中空的圓柱形驅動軸管。第一萬向接頭連接在發動機/傳動組件的輸出軸和驅動軸管的第一端之間，而第二萬向接頭連接在驅動軸管的第二端和軸組件的輸入軸之間。萬向接頭提供轉動的驅動連接，該驅動連接通過驅動軸管從發動機/傳動組件的輸出軸連接到軸組件的輸入軸，同時，調節諸軸的旋轉軸線之間有限的未對齊量。 如果驅動軸管具有兩段或多段，則第一驅動軸段和第二驅動軸段的連接通常使用滑動的花鍵型滑動接頭來實現，該花鍵型滑動接頭具有合作的陽和陰構件，其帶有形成在其上的相應的多個花鍵。陽構件形狀通常是圓柱形的，并具有多個形成在其外表面上的向外延伸的花鍵。陰構件形狀通常是真空的圓柱形，并具有多個形成在其內表面上的向內延伸的花鍵。陽構件插入在陰構件內，使陽構件的向外延伸花鍵與陰構件的向內延伸花鍵合作。其結果，陽和陰構件連接在一起，用于同時的轉動運動和相對的軸向運動。 理論上講，如果驅動軸的陽和陰構件是由鋁管制成的話，那么，花鍵可使用磁脈沖成形技術來形成。磁脈沖成形已被開發成為成形和組裝金屬零件的手段。該技術使用圓柱形電感器來處理管形零件特別方便，但也能夠借助于平電感器來形成金屬板。如果必要的話，則在單一步驟中就可執行成形和組裝操作。最容易通過脈沖磁場成形的材料是諸如銅、黃銅和鋁之類的具有高導電率的材料。如果采用非常高頻率脈沖或用鋁或銅制成的驅動環，則也可成形低導電率的材料。 與其它金屬成形方法相比，磁脈沖成形具有以下若干個優點:過程容易控制，成形工具(電感器)與待要成形的構件不是機械連接(遵循無工具的刻痕)；同樣的電感器可用于形成不同形狀的零件；成形可通過絕緣壁和真空來進行；僅需使用單件的工具(心軸或模具)；存在非常高的特殊成形壓力；非常高的成形速度提高金屬的塑性，且生產率很高。磁脈沖成形的根本缺點是:難于執行深度拉長；在實踐中不使用驅動器成形大多數類型的鋼是不可能的，且在電流自由通路受限時成形零件也是不可能的。 磁脈沖成形技術使用高壓電容器組、大電流開關、成形電感器、高壓電源，以及導電工件。通過電容器組放電到成形電感器內，形成磁場。工件通常放置得非常靠近電感線圈，這樣，渦流感應到工件內。從磁場產生的時刻起，渦流以電磁方式沿線圈電流相反方向感應到工件內。電感器線圈和工件內的相反方向流動的電流的交互作用造成互相排斥。該互相排斥在電感器線圈和工件表面上造成壓力脈沖。電感器必須在力學上強度非常大以承受住該壓力而無變形。于是，電磁壓力的脈沖致使僅位于電感器線圈下方的工件部分發生高速變形。該工件快速地移離線圈，直到所有起始的動能全都消耗在變形上，或直到該待要成形的部分與成形表面碰撞，例如，與心軸碰撞。磁場的脈沖通常保持很短以避免由于磁場穿透工件壁造成的磁壓力降低。如果電感器圍繞工件外部設置，那么，工件可向內變形而與心軸的支承表面嚙合以形成陰花鍵。另一方面，如果電感器設置在工件內部，那么，工件可向外變形而與支承表面嚙合以形成陽花鍵。 然而，在實踐中難于實現該所描述的技術，尤其是在通常制造驅動軸的大體積生產條件下。確實，從效率、可靠性和安全性的觀點來看，為了形成鋁管的花鍵，最合適的磁脈沖成形機器是這樣的機器:其電容器電池的電壓低于10kv，磁脈沖頻率約為10kHz。但因為通常的鋁驅動軸管的壁厚是2.0-2.5_，所以，不可避免地是，該頻率的磁場將部分地穿過內管表面和心軸支承表面之間的空間中的管壁。在高速管變形的過程中，穿透的磁通量(平均磁場乘上磁場穿透的垂直面積的乘積)將被捕捉和快速地在間隙內受壓縮。其結果，沿著這些表面的周界誘發出非常高的相反電流，且在管子在心軸周圍碰撞的時刻，發生了接觸表面的電腐蝕。該腐蝕在心軸槽的底部特別強，心軸槽的底部是花鍵頂部首先接觸到的地方。該電腐蝕非常快地毀壞心軸工作表面。這些表面的電腐蝕是磁脈沖成形技術廣泛擴大到必須使用心軸/模具的應用中的主要局限性。理論上講，例如，使用絕緣涂層或定位器，可保護心軸表面免遭腐蝕。還有，較高頻率和隨之的較高電壓磁脈沖機器可降低腐蝕的強度。但要在實踐中實現解決該問題的機會，在技術上是困難的和費錢的。
技術實現思路
本專利技術涉及使用磁脈沖成形技術形成滑動的花鍵型結構的方法。根據本專利技術，提供形成滑動的花鍵型接頭的方法，該方法包括提供陰的管形驅動軸構件和管形開花鍵的插入件，其具有至少一個陣列的向內形成的花鍵。提供陽的驅動軸構件，其具有向外形成的與開花鍵的插入件嚙合的花鍵，以及具有外肋的心軸，外肋具有基本上與陽驅動軸構件的外花鍵外形相同的外形。還提供電感器，該電感器能夠被通電而形成脈沖磁場。管形開花鍵的插入件放置在心軸上。陰的管形驅動軸構件設置在開花鍵的插入件上，然后，兩者同軸地放置在電感器內。電感器通電而使插入件上的陰的管形驅動軸構件的至少一部分變形，以形成至少一個環形陣列的卷邊，以便永久地連接陰的管形驅動軸構件與插入件。陰的驅動軸構件與插入件一起從電感器中移去，陽的驅動軸構件與開有花鍵的插入件相嚙合，并嚙合到與陰的管形驅動軸構件連接的開有花鍵的插入件內，以提供滑動花鍵型的滑動接頭。 根據本專利技術，高度要求開發驅動軸的設計和制造工藝過程，該工藝過程能夠利用磁脈沖成形技術的優點，以簡化驅動軸滑動的花鍵型滑動接頭，并消除工作心軸表面的電腐蝕。 【專利附圖】【附圖說明】 本
內技術人員借助于附圖考慮時，從以下的詳細描述中將會容易地明白本專利技術上述的以及其它的優點，附圖中: 圖1是根據本專利技術的車輛驅動軸的軸向剖視圖； 圖2是沿著線2-2截取的圖1所示插入件的剖視圖； 圖3是圖1所示插入件的軸向剖視圖； 圖4是施加磁脈沖之前和之后的心軸、插入件和陰的管組件的部分剖視圖； 圖5是圖1所示驅動軸的剖視圖； 圖6是圖8所示的插入件20b的另一實施例的軸向剖視圖； 圖7是圖8所示的插入件20c的另一實施例的軸向剖視圖； 圖8示出圖1所示滑動的花鍵型滑動接頭的不同實施例； 圖9是裝置和工藝過程的圖示； 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種形成用于車輛驅動軸中的滑動的花鍵型接頭的方法，該方法包括如下步驟：a)提供陰的管形驅動軸構件，提供管形開花鍵的插入件，所述插入件具有至少一個陣列的向內形成的花鍵，提供陽的驅動軸構件，所述陽的驅動軸構件具有向外形成的與所述開花鍵的插入件嚙合的花鍵；提供具有外肋的心軸，所述外肋具有基本上與所述陽驅動軸構件的外花鍵外形相同的外形，以及提供電感器，該電感器能夠被通電而形成脈沖磁場；b)將所述管形開花鍵的插入件放置在所述心軸上；c)將所述陰的管形驅動軸構件設置在所述開花鍵的插入件上，且同軸地放置在所述電感器內；d)對所述電感器通電而使所述插入件上的所述陰的管形驅動軸構件的至少一部分變形，以形成至少一個環形陣列的卷邊，以便永久地連接所述陰的管形驅動軸構件與所述插入件；e)將所述陰的驅動軸構件與所述插入件一起從所述心軸和所述電感器中移去；以及f)將所述陽的驅動軸構件插入所述開有花鍵的插入件內，所述開有花鍵的插入件與所述陰的管形驅動軸構件連接，以提供滑動花鍵型的滑動接頭。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：B·A·亞布洛奇尼科夫，J·N·史密斯，
申請(專利權)人：德納汽車系統集團有限責任公司，
類型：發明
國別省市：美國;US