專利名稱：帶有形成為一體的環(huán)形齒輪的冷成形差速器殼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)動(dòng)車輛的驅(qū)動(dòng)橋，更具體地，涉及一種帶有形成為一體的環(huán)形齒輪的差速器殼和一種形成帶形成為一體的環(huán)形齒輪的差速器殼的方法。
背景技術(shù)：
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差速器機(jī)構(gòu)廣泛地應(yīng)用于汽車的驅(qū)動(dòng)軸，用來將來自引擎驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)系輸出的扭矩傳至左右車軸。車軸的端部通常安裝車輪。差速器機(jī)構(gòu)通常包括多個(gè)齒輪，用于允許左右車軸差速轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)還將扭矩傳至由車軸驅(qū)動(dòng)的車輪。
傳統(tǒng)的差速器機(jī)構(gòu)包括一個(gè)外殼以及安裝至該外殼的單獨(dú)的環(huán)形齒輪。制造單獨(dú)的殼體和環(huán)形齒輪以及后續(xù)將環(huán)形齒輪和所述殼體彼此接合的工作需要大量的加工以及焊接操作。而且，焊接過程中產(chǎn)生的熱易使殼體和環(huán)形齒輪變形。
因此，需要一種形成差速器殼的方法，該差速器殼具有形成一體的環(huán)形齒輪，并且不需要焊接單獨(dú)的殼體和環(huán)形齒輪。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種制造帶有形成為一體的環(huán)形齒輪的差速器殼的方法。該方法包括如下步驟提供具有預(yù)成型為一體的環(huán)形緣的殼體坯件；將殼體坯件支撐于可轉(zhuǎn)動(dòng)的夾持裝置內(nèi)，使環(huán)形緣從夾持裝置徑向向外延伸用于隨其轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)動(dòng)夾持裝置；提供一個(gè)在夾持裝置轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與環(huán)形緣接合的加厚裝置，籍此使環(huán)形緣塑性變形以形成一個(gè)唇部；以及提供一個(gè)用于在夾持裝置轉(zhuǎn)動(dòng)過程中與唇部接合的齒輪成形裝置，籍此沿著唇部形成多個(gè)齒從而形成環(huán)形齒輪。還公開了一個(gè)具有形成一體的環(huán)形齒輪的差速器殼。


參考相應(yīng)附圖以及接下來的詳細(xì)說明，可以更好的理解本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的差速器總成的透視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的模具以及在模具內(nèi)形成的殼體坯件的截面視圖；圖3是一個(gè)夾持裝置以及一個(gè)用于在殼體坯件內(nèi)形成加厚唇部的加厚裝置的截面視圖；圖4是該夾持裝置以及第二加厚裝置的截面視圖；圖5是該夾持裝置以及由加厚唇部形成環(huán)形齒輪的齒輪成形裝置的截面視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的模具的截面視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的模具的截面視圖。
具體實(shí)施例方式
參考附圖，用于機(jī)動(dòng)車輛內(nèi)驅(qū)動(dòng)橋的差速器總成整體用10標(biāo)示于圖1。該差速器總成10包括多個(gè)匹配嚙合的小齒輪12，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的，將傳動(dòng)系輸出(未圖示)的扭矩傳至左、右車軸以允許左右車軸差速轉(zhuǎn)動(dòng)。小齒輪由差速器殼20可操作地支撐。差速器殼20包括在大致呈圓柱形的第一端24以及相對(duì)的環(huán)形第二端26之間延伸的大致呈鐘形的本體22。一環(huán)形齒輪30與差速器殼20的第二端26形成一體。下面將詳述一種使環(huán)形齒輪30一體地形成入差速器殼的第二端26的方法。
參考圖2，顯示了一個(gè)芯桿或下模40，其具有一個(gè)預(yù)成形的、凸出的下部加工表面42。提供一上模50，其具有一個(gè)預(yù)成形的上部加工表面52。上部加工表面52與下部加工表面42大致配合。上模50可以通過任意適合裝置如液壓裝置，相對(duì)于下模40在如圖2所示的打開位置和緊靠下模40的閉合位置之間強(qiáng)制移動(dòng)。在閉合位置，上模40和下模50的加工表面42、52之間限定了一個(gè)腔58，該腔基本限定了差速器殼20的所需形狀。在打開位置，下模40顯露，從而允許放置或移走殼體坯件60。
當(dāng)上模50位于打開位置時(shí)，預(yù)成型的殼體坯件60被置于下部加工表面42上。上模50被強(qiáng)制移至閉合位置，籍此，殼體坯件60在下部加工表面42以及上部加工表面52之間被壓縮。殼體坯件60為流動(dòng)成形或冷成形以保持腔58的基本形狀。殼體坯件60上形成有一個(gè)環(huán)形緣62，限定了一個(gè)環(huán)形緣軸線61。
參考圖3和圖4，顯示了一個(gè)具有大致呈圓柱形的外周表面71的第一夾持裝置70。第一夾持裝置70包括上夾持構(gòu)件72和下夾持構(gòu)件74。第一夾持裝置70由外部支撐裝置(未圖示)可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐，以繞第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線75轉(zhuǎn)動(dòng)。上夾持構(gòu)件72和下夾持構(gòu)件74分別具有互補(bǔ)的上夾緊面76和下夾緊面78，用來將殼體坯件60嵌套地支撐于其間。上夾緊面76和下夾緊面78各自延伸在外周表面71之間。殼體坯件60被置入并夾緊在上夾緊面76和下夾緊面78之間，使環(huán)形緣軸線61與第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線75對(duì)齊且環(huán)形緣62徑向突出至外周表面71外部。
設(shè)置一個(gè)加厚裝置80，其具有成形表面82以使環(huán)形緣62塑性變形，且該加厚裝置80由外部支撐裝置(未圖示)可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐，以繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線83轉(zhuǎn)動(dòng)。
第一夾持裝置70和加厚裝置80通過任意合適的裝置如電動(dòng)馬達(dá)，以預(yù)先選定的固定或變化的速度，以相反的方向繞其相應(yīng)的第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線75和第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線83進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。夾緊于上夾緊面76和下夾緊面78內(nèi)的殼體坯件60隨夾持裝置70一起轉(zhuǎn)動(dòng)。通過任意合適的裝置如液壓缸將加厚裝置80移向第一夾持裝置70，使得成形表面82與環(huán)形緣62摩擦接合。成形表面82被強(qiáng)制地緊靠環(huán)形緣62，直到環(huán)形緣62的外周塑性變形為加厚的或球莖狀環(huán)形唇部84，如圖3所示。成形表面82可以在一次加工或連續(xù)的多次加工中持續(xù)保持緊靠環(huán)形緣62，直至唇部84獲得所需形狀。可以在后續(xù)使用第二加厚裝置88或第三(未圖示)加厚裝置，直至獲得所需形狀的唇部84，如圖4所示。然后將殼體坯件60從上夾緊面76和下夾緊面78之間移去。
參考圖5，顯示了具有大致圓柱形的外周表面91的第二夾持裝置90。第二夾持裝置90包括上夾持構(gòu)件92以及下夾持構(gòu)件94。第二夾持裝置90由外部支撐裝置(未圖示)可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐，用于繞第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線95轉(zhuǎn)動(dòng)。上夾持構(gòu)件92和下夾持構(gòu)件94具有互補(bǔ)的上夾緊面96和下夾緊面98，分別適于將殼體坯件60嵌套地支撐于其間。上夾緊面96和下夾緊面98各自延伸在第二夾持裝置90的外周表面91之間。殼體坯件60被置入并夾緊在上夾緊面96和下夾緊面98之間，使環(huán)形緣軸線61與第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線95對(duì)齊并且球莖狀唇部84徑向突出到外周表面91外部。
設(shè)置一個(gè)齒輪成形裝置100，其具有齒輪成形表面用于形成環(huán)形齒輪30的齒，并且齒輪成形裝置100由外部支撐裝置(未圖示)可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐以繞第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸線104轉(zhuǎn)動(dòng)。
第二夾持裝置90和齒輪成形裝置100通過任意合適的裝置如電動(dòng)馬達(dá)，以預(yù)先選定的固定或變化的速度，同時(shí)以相反的方向繞其相應(yīng)的第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸線95和第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸線104進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。夾緊于上夾緊面96和下夾緊面98內(nèi)的殼體坯件60隨第二夾持裝置90一起轉(zhuǎn)動(dòng)。通過任意合適的裝置如液壓缸將齒輪成形裝置100移向第二夾持裝置90，使得齒輪成形表面102與唇部84摩擦接合。齒輪成形表面102被強(qiáng)制地保持緊靠唇部84。齒輪成形表面102切割唇部84并且使其塑性變形以形成環(huán)形齒輪30的齒?？梢栽诤罄^步驟中使齒輪成形表面102作用于唇部84，直至環(huán)形齒輪30的齒達(dá)取所需形狀。這樣，環(huán)形齒輪30一體地形成于差速器殼20內(nèi)，而不需要焊接且材料損失最小。
圖6顯示了于差速器殼20內(nèi)一體地形成環(huán)形齒輪30的另一種方法。將上模150強(qiáng)制移至閉合位置，籍此，殼體坯件160可以在上模140和上模150的下加工表面142和上加工表面152之間進(jìn)行壓縮。殼體坯件160為流動(dòng)成形或冷成形以保持在閉合位置時(shí)于下加工表面142和上加工表面152之間的腔158內(nèi)形成的基本形狀。不需要使用后續(xù)加厚裝置的中間步驟就在殼體坯件160上形成一加厚唇部184。這樣切割加厚唇部184而形成環(huán)形齒輪30，如上所述。
如圖7最佳所示，可以在形成環(huán)形齒輪30的齒之前，將多余的材料185隨后從加厚唇部184移走，以獲得不能通過單獨(dú)的流動(dòng)成形或冷成形而獲取的唇部184的所需形狀。
本發(fā)明已經(jīng)以圖示方式進(jìn)行了說明，應(yīng)該理解，所使用的術(shù)語是描述性的而非限制性的。
根據(jù)上述示教可以給出本發(fā)明的各種修改以及變形。因此，應(yīng)該理解，本發(fā)明可以在所附權(quán)利要求而不僅是在特定描述的范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種制造具有在其內(nèi)形成為一體的環(huán)形齒輪的差速器殼的方法，所述方法包括如下步驟提供一個(gè)具有環(huán)形緣的殼體坯件；將殼體坯件支撐于一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的夾持裝置內(nèi)，使環(huán)形緣從夾持裝置徑向向外延伸以隨之轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)動(dòng)夾持裝置；以及使用一個(gè)齒輪成形裝置，用于在夾持裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)過程中與唇部接合，籍此沿唇部形成多個(gè)齒從而形成環(huán)形齒輪。
2.如權(quán)利要求1所述的制造差速器殼的方法，還包括使用第一加厚裝置用于在夾持裝置轉(zhuǎn)動(dòng)過程中與環(huán)形緣接合的步驟，其中，環(huán)形緣塑性變形而形成一個(gè)唇部。
3.如權(quán)利要求2所述的制造差速器殼的方法，其中，加厚裝置與夾持裝置轉(zhuǎn)向相反。
4.如權(quán)利要求2所述的制造差速器殼的方法，還包括使用另外的加厚裝置以使所述環(huán)形緣塑性變形至所需的唇部尺度。
5.如權(quán)利要求2所述的制造差速器殼的方法，其中，第一加厚裝置朝夾持裝置移位用于使環(huán)形緣變形。
6.如權(quán)利要求1所述的制造差速器殼的方法，其中，環(huán)形緣在提供殼體坯件之前預(yù)成型。
7.如權(quán)利要求1所述的制造差速器殼的方法，還包括在將殼體坯件支撐于可轉(zhuǎn)動(dòng)夾持裝置之前對(duì)殼體坯件進(jìn)行流動(dòng)成形以形成環(huán)形緣的步驟。
8.如權(quán)利要求7所述的制造差速器殼的方法，其中，所述流動(dòng)成形的步驟包括如下步驟提供具有預(yù)成形表面的下模和上模，上?？上鄬?duì)于下模移動(dòng)；將殼體坯件導(dǎo)至下模上，并且移動(dòng)上模以在一由上模和下模的預(yù)成形表面限定的腔內(nèi)擠壓坯件，在此處形成環(huán)形緣。
9.如權(quán)利要求1所述的制造差速器殼的方法，其中，齒輪成形裝置與夾持裝置的轉(zhuǎn)向相反。
10.如權(quán)利要求1所述的制造差速器殼的方法，其中，齒輪成形裝置朝夾持裝置移位，以形成多個(gè)齒。
11.如權(quán)利要求2所述的制造差速器殼的方法，其中，相繼使用第一和第二可轉(zhuǎn)動(dòng)的夾持裝置來夾持殼體坯件，用于使用加厚裝置的步驟以及使用齒輪形成裝置的步驟。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在使用齒輪成形裝置的步驟之前從唇部去除材料的步驟。
13.一種差速器殼，包括一個(gè)鐘型的本體，其延伸在一個(gè)圓柱形的第一端和一個(gè)相對(duì)的環(huán)形第二端；一個(gè)環(huán)形齒輪，其一體地形成在所述相對(duì)的環(huán)形第二端。
14.如權(quán)利要求13所述的差速器殼，其中，環(huán)形齒輪徑向延伸并超出所述相對(duì)的環(huán)形第二端。
15.如權(quán)利要求14所述的差速器殼，其中，環(huán)形齒輪具有預(yù)定形狀。
16.如權(quán)利要求15所述的差速器殼，其中，環(huán)形齒輪包括多個(gè)齒。
17.如權(quán)利要求15所述的差速器殼，其中，環(huán)形第二端可以塑性變形，以允許環(huán)形的第二端獲得預(yù)定形狀。
全文摘要
一種制造具有在其內(nèi)形成為一體的環(huán)形齒輪(30)的差速器殼(20)的方法，包括如下步驟提供具有在其內(nèi)形成為一體的環(huán)形緣的差速器殼；將差速器殼支撐于可轉(zhuǎn)動(dòng)夾持裝置的上半部和下半部之間，使得環(huán)形緣從夾持裝置徑向向外延伸用于隨之運(yùn)動(dòng)；提供一個(gè)具有加工表面的加厚裝置，該加工表面在夾持裝置轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可與環(huán)形緣接合以形成加厚的唇部；以及提供一個(gè)齒輪成形裝置，其在夾持裝置轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可與加厚的唇部接合，藉此，沿唇部形成多個(gè)齒從而形成環(huán)形齒輪。
文檔編號(hào)B21D53/28GK1684781SQ03822871
公開日2005年10月19日 申請(qǐng)日期2003年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月27日
發(fā)明者艾倫·林賽, 李建文 申請(qǐng)人:特斯瑪國際公司