[发明专利]形成具有摩擦焊接凸缘的可变壁轻型车轴的方法

说明书

提供一种用于形成轻型车轴的方法。第一管状坯件插入在一端限定挤出喉部的模具。工具插入模具中，该工具包括具有递增直径的部分的心轴。所述工具朝向模具的出口端移动，以通过挤出喉部部分地挤出坯件，并基于心轴的变化直径形成具有可变内径的空心车轴。然后去除工具，并且插入第二管状坯件且将该第二管状坯件放置成与第一坯件接合。所述工具或不同的工具插入模具中并且再次朝向模具的出口端移动，以完成第一坯件的挤出并产生轴，所述轴在每一端处具有比该轴的中间部分的直径小的直径。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年4月8日提交的美国专利申请No.14/247,709的权益和优先权，其全部公开内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及一种车轴。具体地，本发明涉及一种用于形成具有可变内径和外径的轻型车轴的方法。

背景技术

车轴经常经受显著负载。车辆驱动车轴例如将显著扭矩传递到车辆车轮，并且在操作中易受到快速启动和停止。由于经常强加于车轴的显著负载，大部分车轴由固态金属形成以提供足够的刚性和强度。然而，实心车轴需要大量的材料且相对沉重。在车辆中，该重量对燃料经济性有负面影响，且将额外负载强加于其他车辆部件。

由于与实心驱动车轴相关联的缺点，已经开发了空心驱动车轴，如例如在美国专利No.5,213,250中所示，其全部公开内容以引用的方式并入本文。然而，用于形成空心车轴的现有方法很难既快速制造多个车轴，同时又改变该轴的内径和/或外径，从而实现该轴的特定应用的目标。

本发明人在此已经认识到需要一种用于形成车轴的方法，该方法将最小化和/或消除上述缺陷中的一个或多个。

发明内容

本发明涉及一种车轴。具体地，本发明涉及一种用于形成具有可变内径和外径的轻型车轴的方法。

一种根据本发明的一个实施例的用于形成车轴的方法包括将具有前端和后端的第一管状坯件插入模具中。该模具具有入口端和限定挤出喉部的出口端，第一管状坯件通过该挤出喉部被挤出，所述挤出开始于第一管状坯件的前端并且结束于第一管状坯件的后端。该方法进一步包括将工具插入模具中。该工具限定被配置成接合第一管状坯件的后端的表面，并且具有被配置成被接收在模具的挤出喉部和第一管状坯件内的心轴。该心轴包括具有第一直径的第一部分以及具有与第一直径不同的第二直径的第二部分。该方法进一步包括将工具移动到模具内，使得该工具的表面接合第一管状坯件的后端，并且心轴的第一部分的前端离开第一管状坯件并延伸超出第一管状坯件的前端。该方法进一步包括将力施加到工具以将工具朝向模具的出口端移动，并通过挤出喉部挤出第一管状坯件从而形成车轴。车轴的第一端部部分呈现具有由挤出喉部限定的外径以及由心轴的第一部分的后端限定的内径的形状。车轴的中间部分呈现具有由挤出喉部限定的外径以及由心轴的第二部分限定的内径的形状。该方法进一步包括从模具取回工具并且将具有前端和后端的第二管状坯件插入模具中。第二管状坯件的前端接合第一管状坯件的后端。

在一些实施方式中，该方法进一步包括将工具重新插入模具中并将工具移动到冲模模具内，使得工具的表面接合第二管状坯件的后端，并且心轴的第一部分的前端离开第二管状坯件并延伸超出第二管状坯件的前端进入第一管状坯件的后端。该方法进一步包括将力施加到工具以将工具朝向模具的出口端移动，使得车轴的第二端部部分呈现具有由挤出喉部限定的外径和由心轴的第一部分的前端限定的内径的形状。

在一些实施方式中，该方法进一步包括将第二工具插入模具中。第二工具限定被配置成接合第二管状坯件的后端的表面，并具有被配置成被接收在模具的挤出喉部和第一管状坯件内的心轴。第二工具的心轴具有小于第二直径的第三直径。该方法进一步包括将第二工具移动到模具内，使得第二工具的表面接合第二管状坯件的后端，并且第二工具的心轴设置在第一管状坯件和第一模具的挤出喉部内。该方法进一步包括将力施加到第二工具以将第二工具朝向模具的出口端移动，使得车轴的第二端部部分呈现具有由挤出喉部限定的外径以及由第二工具的心轴限定的内径的形状。