[發(fā)明專利]利用攪拌摩擦焊接的混合驅(qū)動(dòng)軸及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480003977.7
• 申請(qǐng)日: 2014-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN104994987B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金東浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社友信EMC
• 主分類號(hào): B23K20/12
• 分類號(hào): B23K20/12
• 代理公司: 北京派特恩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11270
• 代理人: 浦彩華;姚開麗

本發(fā)明涉及一種利用攪拌摩擦焊接的混合驅(qū)動(dòng)軸及其制造方法，更詳細(xì)而言，涉及通過在金屬管的內(nèi)部形成復(fù)合材料層來構(gòu)成驅(qū)動(dòng)軸，并利用攪拌摩擦焊接方式在驅(qū)動(dòng)軸的兩端結(jié)合金屬軛，從而，減輕配件及增強(qiáng)耐久性的驅(qū)動(dòng)軸及其制造方法。所述方法包括：利用心軸將板狀的復(fù)合材料制造成圓筒形的步驟；將圓筒形的所述復(fù)合材料層插入于金屬管內(nèi)部，并緊貼旋轉(zhuǎn)心軸附著于所述金屬管的內(nèi)部的步驟；將金屬管的內(nèi)部形成真空狀態(tài)保持規(guī)定時(shí)間以便所述復(fù)合材料層緊貼于所述金屬管的步驟；將所述金屬管保持真空的狀態(tài)下放入到高壓釜施加熱成型至復(fù)合材料的步驟；用攪拌摩擦焊接的方式在所述金屬管的末端接合用于連接其他構(gòu)件的連接構(gòu)件的步驟。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種驅(qū)動(dòng)軸，更詳細(xì)而言，涉及通過在金屬管的內(nèi)部形成復(fù)合材料層來構(gòu)成驅(qū)動(dòng)軸，并在驅(qū)動(dòng)軸的兩端利用攪拌摩擦焊接方式結(jié)合金屬軛，從而，減輕配件、消減噪音振動(dòng)而增強(qiáng)耐久性、并且節(jié)省能源的利用攪拌摩擦焊接的驅(qū)動(dòng)軸及其制造方法。

背景技術(shù)

通常，驅(qū)動(dòng)后輪車輛將從前方發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力通過連接于變速器的驅(qū)動(dòng)軸傳遞至后輪來使車輛前進(jìn)。雖然發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器安裝于前方，但并不驅(qū)動(dòng)前輪而驅(qū)動(dòng)后輪來前進(jìn)。此驅(qū)動(dòng)后輪車輛由于驅(qū)動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向前輪，因此，與驅(qū)動(dòng)前輪車輛相比具有出色的轉(zhuǎn)向功能，并能均衡地分配前后重量，從而有利于車輛的均衡。

圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的驅(qū)動(dòng)后輪車輛的動(dòng)力傳遞結(jié)構(gòu)。如圖1所示，發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器安裝于前輪1側(cè)，使得驅(qū)動(dòng)軸10設(shè)置于變速器與后輪車軸之間傳遞驅(qū)動(dòng)力。由萬向接頭連接各連接部分。

如圖1所示，通常驅(qū)動(dòng)軸10由兩個(gè)金屬管11、12構(gòu)成，其是因?yàn)轵?qū)動(dòng)軸10的軸長(zhǎng)非常長(zhǎng)，因此要分為兩個(gè)配件。雖制作為一個(gè)配件為好，但由于因車輛行駛時(shí)發(fā)生的振動(dòng)引起共振頻率，因此，需要分為兩個(gè)配件。即，若僅制造成一個(gè)配件，則由于行駛時(shí)發(fā)生的振動(dòng)有可能引發(fā)固有振動(dòng)數(shù)及共振現(xiàn)象，因此，不安全。驅(qū)動(dòng)軸10由前后兩個(gè)金屬管11、12與用于連接各管兩端的金屬軛13、14、15來構(gòu)成。尤其，在驅(qū)動(dòng)軸10的中間通過軛14連接兩個(gè)金屬管11、12，因此，為了保持直線運(yùn)動(dòng)連接中心支撐軸承16來固定于車輛底盤。

另一方面，作為現(xiàn)有技術(shù)，已公開有韓國(guó)公開專利第10-2006-0053299號(hào)公報(bào)。

本發(fā)明是涉及螺旋軸與后橋半角的結(jié)合結(jié)構(gòu)，明確示出了作為螺旋軸的驅(qū)動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)。如對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的說明，由兩個(gè)金屬管構(gòu)成的結(jié)構(gòu)具有現(xiàn)有技術(shù)的全部缺點(diǎn)。

由兩個(gè)管構(gòu)成驅(qū)動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)成為阻礙實(shí)現(xiàn)省油、輕量化的技術(shù)發(fā)展的要素。

另一方面，1991年在英國(guó)TWI(焊接研究所)研發(fā)了攪拌摩擦焊接方法，摩擦工具旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的熱使材料熔化成半固體狀態(tài)，此時(shí)根據(jù)摩擦工具的旋轉(zhuǎn)來混合材料的同時(shí)進(jìn)行焊接的一種新型焊接方式。這與通常的焊接相比較少發(fā)生焊接的位置突出、因高熱周圍發(fā)生變形、殘留應(yīng)力等問題。初期是用于利用鋁等材料的焊接，但現(xiàn)在隨著技術(shù)的發(fā)展利用于多種材料。也可用于太空船液氫燃料箱。但缺點(diǎn)是不易進(jìn)行多種形態(tài)的焊接。

所述焊接方法雖有上述優(yōu)點(diǎn)，但仍屬于焊接，因此，摩擦工具在接合界面上移動(dòng)，并在其部分形成凹陷部，問題雖比現(xiàn)有方式少，但存在在接合界面上發(fā)生殘留應(yīng)力、疲勞集中等問題。

為了解決所述問題，作為現(xiàn)有技術(shù)已在韓國(guó)授權(quán)專利第0445142號(hào)公開。公開了一種防止在接合部上發(fā)生朝接合面的下位置延長(zhǎng)的凹陷部的攪拌摩擦焊接技術(shù)。

現(xiàn)有技術(shù)中，在支架構(gòu)件的接合部的端部朝旋轉(zhuǎn)體接合工具設(shè)置突出的厚部分。若相對(duì)相結(jié)合的鄰接構(gòu)件即兩個(gè)厚構(gòu)件就成為梯形。旋轉(zhuǎn)體接合工具具有直徑小的前端部分及直徑大的部分。旋轉(zhuǎn)體接合工具插入于厚的部分。旋轉(zhuǎn)體接合工具首先插入直徑小的前端部分，旋轉(zhuǎn)體接合工具的直徑大的部分疊層于厚的部分、但不延長(zhǎng)于接合構(gòu)件的不厚的面的上部面的位置，旋轉(zhuǎn)體會(huì)旋轉(zhuǎn)，并隨著接合部移動(dòng)。即使厚部分之間有縫隙也能進(jìn)行接合，接合后，厚部分的剩余部分被機(jī)器切削形成平滑的面。現(xiàn)有技術(shù)按所述方法防止在接合界面形成凹陷部。