利用管制造万向接头的方法与流程

本发明涉及一种利用管制造万向接头的方法，所述万向接头适用于用于任意操作车辆的行进方向的转向装置，更加具体而言，希望提供一种利用管制造万向接头的方法，与轭形成一体的轴接头及管接头的制造，可以通过对按照规定长度截断管而形成的材料进行成型及压制后进行加工的方法制造，从而在提供节省制造成本、提高生产率、减少产品的重量的效果的同时，也可以满足耐久性。

背景技术：

通常，为了使得驾驶员任意转换车辆的行进方向，在汽车上设置有转向装置。该转向装置包括：方向盘，其设置于驾驶座前方，通过驾驶员的操作用于转换车辆的行进方向；转向管柱，其设置于所述方向盘的下部；转向齿轮箱，其使得所述方向盘的旋转运动转换为直线前进运动的同时，增大转向力，从而使得轮胎的方向发生变化；万向接头组件，其用于将传递至所述转向管柱的旋转力传递给转向齿轮箱。

所述万向接头包括轴接头和向轴接头传递旋转力的管接头，此时，以凹凸形态设置在轴接头外面的花键嵌入至以凹凸形态设置在管接头内面的花键，传递旋转力的同时可以沿轴向移动。

在所述轴接头及管接头端部设置有轭，设置于轴接头的轭连接于转向管柱，设置于管接头的轭连接于齿轮箱。

作为与所述万向接头相关的先行技术，有韩国公开专利公报(a)10-2006-0116099号(2006.11.14)的“用于汽车的万向接头及其制造方法”，其构成包括以下工艺：轴接头成型工艺，将具有规定长度和外径的材料插入至起到模具作用的冲模(dies)，利用冲压机进行加压塑性变形，使得轴部和轭部以一体型成型；孔加工工艺，为了将类似十字轴的其他接头连接至所述轴接头的轭部而加工连接孔；在所述轴部的外侧面成型齿轮的工艺；管接头成型工艺，将具有规定长度和外径的材料插入至起到模具作用的冲模，利用冲压机进行加压而使之塑性变形，从而使得插入有轴部的管部和轭部成型一体型；孔加工工艺，为了将类似十字轴的其他接头连接至所述成型的管接头的轭部而加工连接孔；在所述成型的管部的内侧成型与轴部的齿轮相对应的花键的工艺；组装工艺，将所述分别制造的轴接头的轴部插入至管接头的管部，从而使之具有完成的万向接头的形态。

作为其他先行技术有韩国登记专利公报(b1)10-1322363号(2013.10.28.)的“轭制造方法”，其构成包括以下工艺：第一工艺，截断圆棒式的原材料，进行管挤压成型，并以形成有转向节(knuckle)部和轴部的形式加工轭成型构件；第二工艺，对第一工艺中加工成的轭成型构件的转向节部进行穿孔，在转向节部两侧分别加工板状的拉伸部；第三工艺，以使得轴部的内部贯通至在第二工艺中加工拉伸部的转向节部侧的形式进行冲孔(piercing)加工和在拉伸部的内侧分别穿孔加工连接孔；第四工艺，以使得第三工艺中加工有连接孔的拉伸部相对于转向节部向上部侧弯曲的形式进行一次弯曲加工；第五工艺，以使得第四工艺中进行了一次弯曲的拉伸部相对于转向节部垂直地弯曲的形式进行二次弯曲加工；第六工艺，对第三工艺中冲孔加工成的轴部的内柱面进行花键加工。

作为又另一先行技术有韩国登记专利公报(b1)10-1632702号(2016.06.22.)的“用于汽车转向装置的管接头的制造方法”，其构成包括以下工艺：中心槽成型工艺，截断从成型机一侧供给来的材料而获得截断材料，将所述截断的材料供给至中心槽成型模具后，用冲压机进行加压，从而在材料一侧成型中心槽；一次后方挤压成型工艺，使得所述材料位于一次后方挤压成型模具前方后使得模芯棒(diepin)前进移动，从而在材料一侧成型内径孔和管；二次后方挤压成型工艺，使得所述材料位于二次后方挤压成型模具前方后使得模芯棒前进移动，从而使得内径孔更加长长地成型；轭预备成型工艺，使得所述材料位于轭预备成型模具前方后用冲压机进行加压；轭成型工艺，使得所述材料通过移送装置位于轭成型模具前方后用轭成型冲压机进行加压，从而使得形成有连接槽的轭成型，同时，用模芯棒使得内径孔完全地成型；花键成型工艺，使得花键成型于所述材料的管。在制造用于汽车转向装置的管接头时，中心槽成型工艺、一次后方挤压工艺、二次后方挤压工艺、轭预备成型工艺、轭成型工艺和花键成型工艺在成型机中利用冷锻成型，轭预备成型工艺使得在二次后方挤压工艺成型的材料位于轭预备成型模具前方后，用冲压机进行加压，从而在形成有内径孔的材料对面成型预备轭，所述预备轭比材料的外径大且在中央形成有引导槽，轭成型工艺利用轭成型模具加压所述预备轭，在预备轭形成轭，所述轭形成有连接槽，花键成型工艺是将在轭成型工艺中成型的材料放入花键模具，用花键形状的冲压机进行加压，从而使得凹凸形状的花键成型于管。

如上所述的先行技术中，原材料由圆棒构成，为了成型轭部分，通过利用锻造工艺展开棒状材料并折弯后进行加工的工艺形成，另外，管接头的情况，应该使用挤压成型工艺形成贯通中心的孔，但制造工艺复杂，从而难以提高生产率。

并且，轴接头的情况，因为在棒状材料的外部形成花键轴的结构，因而难以减轻重量，而且也难以有助于汽车行业中为了提高燃料消耗率等而作出减少部件重量的努力。

技术实现要素：

因此，本发明人为了消除如上所述的由现有的万向接头的制造方法产生的所有问题而研究开发了本发明。

换句话说，本发明的技术课题是提供一种利用管制造万向接头的方法，与现有的使用棒状的原材料不同，将管作为原材料，在轴接头和管接头中，成型并形成轴和管，压制轭部分后，可以通过机械加工方法进行制作，从而能够提高生产率，节省成本，尤其，将轴接头的内部设置成中空状态，从而可以使得重量显著减少。

本发明的第一个特征在于，制造通过轴接头及管接头的组合而形成的万向接头，所述轴接头及管接头与轭形成一体，所述轴接头通过以下步骤得以制造：材料准备步骤，将管按规定的长度截断，从而准备材料；轴成型步骤，用成型机成型轴成型部分的外部并使外径缩小而形成轴，所述轴成型部分为材料中除了头成型部分之外的部分；切开步骤，在未缩小的头成型部分沿轴向形成分割槽而进行两分；轭成型步骤，对切开的头成型部分进行压制从而在头部成型相面对的一对轭；销孔成型步骤，在轭上形成销孔；花键轴成型步骤，在缩小的中空型的轴外面形成花键轴。

第二个特征在于，制造通过轴接头及管接头的组合而形成的万向接头，所述轴接头及管接头与轭形成一体，所述轴接头通过以下步骤得以制造：材料准备步骤，将管按规定的长度截断，从而准备材料；轴成型步骤，用成型机成型轴成型部分的外部并使外径缩小而形成轴，所述轴成型部分为材料中除了头成型部分之外的部分；预备轭成型步骤，将未缩小的头成型部分投入模具后，通过将冲压上模加压至头成型部分内侧的压制工艺(锻造)来成型预备轭；用于形成轭的切开步骤，在通过预备轭成型步骤形成的上部开口的方形筒形状中切开除了轭部分的连接部分；销孔成型步骤，在轭上形成销孔；花键轴成型步骤，在缩小的中空型的轴外面形成花键轴。

第三个特征在于，制造通过轴接头及管接头的组合而形成的万向接头，所述轴接头及管接头与轭形成一体，所述管接头通过以下步骤得以制造：材料准备步骤，将管按规定的长度截断，从而准备材料；管成型步骤，用成型机成型管成型部分的外部并使外径缩小，所述管成型部分为材料中除了头成型部分之外的部分；切开步骤，在未缩小的头成型部分沿轴向形成分割槽而进行两分；轭成型步骤，对切开的头成型部分进行压制从而在头部成型相面对的一对轭；销孔成型步骤，在轭上形成销孔；花键凸台成型步骤，在缩小的中空型的管内面形成花键凸台。

第四个特征在于，制造通过轴接头及管接头的组合而形成的万向接头，所述轴接头及管接头与轭形成一体，所述管接头通过以下步骤得以制造：材料准备步骤，将管按规定的长度截断，从而准备材料；管成型步骤，用成型机成型管成型部分的外部并使外径缩小，所述管成型部分为材料中除了头成型部分之外的部分；预备轭成型步骤，将未缩小的头成型部分投入模具后，通过将冲压上模加压至头成型部分内侧的压制工艺(锻造)来成型预备轭；用于形成轭的切开步骤，在通过预备轭成型步骤形成的上部开口的方形筒形状中切开除了轭部分的连接部分；销孔成型步骤，在轭上形成销孔；花键凸台成型步骤，在缩小的中空型的管内面形成花键凸台。

第五个特征在于，材料准备步骤中的管是没有缝的无缝管。

根据本发明所提供的利用管制造万向接头的方法，利用无缝管制造与轭形成一体的轴接头及管接头，因而可以期待节省成本。

另外，其效果在于，可以使得机械加工最小化，从而提高生产率，可以将内部设置成中空状态，从而可以减少制成的万向接头的重量，这极大有助于促进汽车轻量化。

附图说明

图1是显示本发明所提供并制造的万向接头的外观的立体图。

图2是在本发明所提供的万向接头中的轴接头制造工艺图。

图3是示出在本发明所提供的万向接头中的轴接头另一例子的制造工艺图。

图4在本发明所提供的万向接头中的管接头制造工艺图。

图5是示出在本发明所提供的万向接头中的管接头另一例子的制造工艺图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明所提供的利用管制造万向接头的方法进行说明。

图1示出显示本发明所提供的制造的万向接头的外观的立体图。

适用于为了使得驾驶员任意转换车辆的行进方向而在汽车上设置的转向装置。

所述转向装置包括：方向盘，其设置于驾驶座前方，通过驾驶员的操作用于转换车辆的行进方向；转向管柱，其设置于所述方向盘的下部；转向齿轮箱，其使得所述方向盘的旋转运动转换为直线前进运动的同时，增大转向力，从而使得轮胎的方向发生变化；万向接头1，其用于将传递至所述转向管柱的旋转力传递给转向齿轮箱。

如图1所示，万向接头1包括轴接头2和向轴接头2传递旋转力的管接头3，在轴接头2外面以凹凸形态形成有花键轴27，在管a接头3内面以凹凸形态形成有花键凸台37，从而在两构件嵌入的状态下实现旋转力的传递，同时沿轴向滑动。此时，在花键轴27和花键凸台37的接触面插入有轴承4，以便可以减少摩擦力。

本发明所提供的利用管a的万向接头1的特征在于，如上所述构成的轴接头2和管接头3，与现有技术中用圆棒材料构成不同，利用管a进行制造，因此，在获得节省制造成本、提高生产率、减少产品重量的效果的同时，也能够满足耐久性。

以下，对利用管a制造轴接头2和管接头3的方法进行具体说明。

—制造轴接头-

图2示出在本发明所提供的万向接头中的轴接头制造工艺图。

本发明的利用管a的万向接头1中与轭25形成一体的轴接头2的制造工艺按照1)材料准备步骤s11、2)轴成型步骤s12、用于形成轭25部分的头的3)切开步骤s13以及4)轭成型步骤s14、5)销孔成型步骤s15、6)花键轴成型步骤s16的顺序进行，下面对这些步骤分别进行具体说明。

1)材料准备步骤s11

利用切割机将具有规定直径的管a按规定的长度截断，从而准备材料b。此时，作为管a的优选直径，使用与后述的头成型部分21相契合的直径。另外，管a的情况，考虑到制造过程中的破裂现象等时，优选使用没有缝的无缝管a。

2)轴成型步骤s12

如上所述，将管a按规定长度截断而提供的材料b可以分为头成型部分21和轴成型部分22，轴23成型工艺为缩小轴成型部分22的直径而成型轴23的工艺。

优选地，利用将材料b中除了头成型部分21之外的轴成型部分22投入成型机而进行成型的方法使得外径缩小而成型轴23。

如上所述，利用成型机成型轴23时，提供一种外径缩小、长度变长的同时厚度变厚的中空形状，保持耐久性的同时，可以提供减轻重量的效果。

优选地，如上所述的利用成型机的成型工艺随着轴23外径的缩小程度而反复一次或多次，从而渐渐缩小直径。

3)切开步骤s13

头成型部分21的情况，作为用于形成轭25的预先工艺，是通过利用切割机或金属激光切割机等沿轴向切开未缩小的头成型部分21的方法形成分割槽24而进行两分的工艺。

4)轭成型步骤s14

轭成型步骤s14中，将通过形成相面对的一对轭25的工艺切开的头成型部分21投入模具后，通过将冲压上模加压至头成型部分21内侧的压制工艺(锻造)而形成相面对的一对轭。

5)销孔成型步骤s15

形成于头成型部分21的轭25的情况，需要销孔26，与相邻的对侧轭25和十字轴相结合的滚针轴承组装在销孔26，因此在相面对的两侧轭25形成有销孔26。

就所述销孔26而言，在通过利用压制的绘图加工而提供充分的厚度的状态下进行钻孔，从而加工出希望的直径，因此，使得滚针轴承可以稳定地组装。

6)花键轴成型步骤s16

如上所述，在利用成型机进行成型而缩小的中空型的轴23外面形成花键轴27。

图3示出在本发明所提供的万向接头中的轴接头另一例子的制造工艺图。

本发明的利用管a的万向接头1中与轭25形成一体的轴接头2的制造工艺按照1)材料准备步骤s111、2)轴成型步骤s112、3)预备轭成型步骤s113、4)用于形成轭的切开步骤s114以及5)销孔成型步骤s115、6)花键轴成型步骤s116的顺序进行，下面对这些步骤分别进行具体说明。

1)材料准备步骤s111

利用切割机将具有规定直径的管a按规定的长度截断，从而准备材料b。此时，作为管a的优选直径，使用与后述的头成型部分21相契合的直径及厚度。另外，管a的情况，考虑到制造过程中的破裂现象等时，优选使用没有缝的无缝管a。

2)轴成型步骤s112

如上所述，将管a按规定长度截断而提供的材料b可以分为头成型部分21和轴成型部分22，轴23成型工艺为缩小轴成型部分22的直径而成型轴23的工艺。

优选地，利用将材料b中除了头成型部分21之外的轴成型部分22投入成型机而进行成型的方法使得外径缩小而成型轴23。

如上所述，利用成型机成型轴23时，提供一种外径缩小、长度变长的同时厚度变厚的中空形状，保持耐久性的同时，可以提供减轻重量的效果。

优选地，如上所述的利用成型机的成型工艺随着轴23外径的缩小程度而反复多次，从而渐渐缩小直径。

3)预备轭成型步骤s113

管a的情况，形成为具有与头成型部分相契合的直径的结构，将头成型部分投入模具后，通过将冲压上模加压至头成型部分21内侧的压制工艺(锻造)而成型预备轭。

此时，相面对的一对轭以相互连接的状态，形成为类似上部开口的方形筒形状。

4)用于形成轭的切开步骤s114

切开步骤作为可以提供轭的步骤，通过预备轭成型步骤形成的轭具有相互连接的结构，因此切开步骤是切开除了轭部分之外的连接部分的工艺。

切开工艺可以在铣床等机床或金属激光切割机中进行。

5)销孔成型步骤s115

形成于头成型部分21的轭25的情况，需要销孔26，与相邻的对侧轭25和十字轴相结合的滚针轴承组装在销孔26，因此在相面对的两侧轭25形成有销孔26。

就所述销孔26而言，在通过利用压制的绘图加工而提供充分的厚度的状态下进行钻孔，从而加工出希望的直径，因此，使得滚针轴承可以稳定地组装。

6)花键轴成型步骤s116

如上所述，在利用成型机进行成型而缩小的中空型的轴23外面形成花键轴27。

所述花键轴成型可以通过压制工艺、利用成型机的成型、轧制(rolling)工艺中任意一种实现，所述成型工艺可以适用通常使用的方法，因此省略详细说明。

—制造管接头-

图4示出在本发明所提供的万向接头中的管接头制造工艺图。

本发明的利用管a的万向接头1中与轭35形成一体的管接头3的制造工艺的特征在于，通过如下步骤制造：1)材料准备步骤s21、2)管成型步骤s22、用于形成轭35部分的头的3)切开步骤s23以及4)轭成型步骤s24、5)销孔成型步骤s25、6)花键凸台形成步骤s26。

1)材料准备步骤s11

利用切割机将具有规定直径的管a按规定的长度截断，从而准备材料b。此时，作为管a的优选直径，使用与后述的头成型部分31相契合的直径。另外，管a的情况，考虑到制造过程中的破裂现象等时，优选使用没有缝的无缝管。

2)管成型步骤s22

如上所述，将管a按规定长度截断而提供的材料b可以分为头成型部分31和管成型部分32，管成型工艺为缩小管33成型部分32的直径而成型管33的工艺。

优选地，利用将材料b中除了头成型部分31之外的管成型部分32投入成型机而进行成型的方法使得外径缩小而成型管33，从而使得所述轴接头2的花键轴27部分可以内入。

如上所述，利用成型机成型管33时，提供一种外径缩小、长度变长的同时厚度变厚的中空形状，保持耐久性的同时，可以提供减轻重量的效果。

优选地，如上所述的利用成型机的成型工艺随着管33外径的缩小程度而反复一次或多次，从而渐渐缩小直径。

3)切开步骤s13

头成型部分31的情况，作为用于形成轭35的预先工艺，是通过利用切割机或金属激光切割机等沿轴向切开未缩小的头成型部分31的方法形成分割槽34而进行两分的工艺。

4)轭成型步骤s14

轭成型步骤s14中，将通过形成相面对的一对轭35的工艺切开的头成型部分31投入模具后，通过将冲压上模加压至头成型部分31内侧的压制工艺(锻造)而形成相面对的一对轭。

5)销孔成型步骤s15

形成于头成型部分31的轭35的情况，需要销孔36，与相邻的对侧轭35和十字轴相结合的滚针轴承组装在销孔36，因此在相面对的两侧轭35形成有销孔36。

就所述销孔36而言，在通过利用压制的绘图加工而提供充分的厚度的状态下进行钻孔，从而加工出希望的直径，因此，使得滚针轴承可以稳定地组装。

6)花键凸台成型步骤s16

如上所述，在利用管a成型机进行成型而缩小的中空型的管33内面形成花键凸台37。

图5是示出在本发明所提供的万向接头中的管接头另一例子的制造工艺图。

本发明的利用管a的万向接头1中与轭35形成一体的管接头3的制造工艺的特征在于，通过如下步骤制造：1)材料准备步骤s211、2)管成型步骤s212、3)预备轭成型步骤s213、4)用于成型轭的切开步骤s214以及5)销孔成型步骤s215、6)花键凸台形成步骤s216。

1)材料准备步骤s111

利用切割机将具有规定直径的管a按规定的长度截断，从而准备材料b。此时，作为管a的优选直径，使用与后述的头成型部分31相契合的直径及厚度。另外，管a的情况，考虑到制造过程中的破裂现象等时，优选使用没有缝的无缝管。

2)管成型步骤s212

如上所述，将管a按规定长度截断而提供的材料b可以分为头成型部分31和管成型部分32，管成型工艺为缩小管33成型部分32的直径而成型管33的工艺。

优选地，利用将材料b中除了头成型部分31之外的管成型部分32投入成型机而进行成型的方法使得外径缩小而成型管33，从而使得所述轴接头2的花键轴27部分可以内入。

如上所述，利用成型机成型管33时，提供一种外径缩小、长度变长的同时厚度变厚的中空形状，保持耐久性的同时，可以提供减轻重量的效果。

优选地，如上所述的利用成型机的成型工艺随着管33外径的缩小程度而反复一次或多次，从而渐渐缩小直径。

3)预备轭成型步骤s213

管a的情况，形成为具有与头成型部分相契合的直径的结构，将头成型部分投入模具后，通过将冲压上模加压至头成型部分内侧的压制工艺(锻造)而形成预备轭。

此时，相面对的一对轭以相互连接的状态，形成为类似上部开口的方形筒形状。

4)用于形成轭的切开步骤s214

切开步骤作为可以提供轭的步骤，通过预备轭成型步骤形成的轭具有相互连接的结构，因此切开步骤是切开除了轭部分之外的连接部分的工艺。

切开工艺可以在铣床等机床或金属激光切割机中进行。

5)销孔成型步骤s215

形成于头成型部分31的轭35的情况，需要销孔36，与相邻的对侧轭35和十字轴相结合的滚针轴承组装在销孔36，因此在相面对的两侧轭35形成有销孔36。

就所述销孔36而言，在通过利用压制的绘图加工而提供充分的厚度的状态下进行钻孔，从而加工出希望的直径，因此，使得滚针轴承可以稳定地组装。

6)花键凸台成型步骤s216

如上所述，在利用管a成型机进行成型而缩小的中空型的轴33内面形成花键凸台37。

所述花键凸台37成型可以通过压制工艺、利用成型机的成型、轧制(rolling)工艺中任意一种实现，所述成型工艺可以适用通常使用的方法，因此省略详细说明。

另外，本发明中虽然没有另外提及，但就形成于轴接头2及管接头3的花键轴27和花键凸台37以及轭25、35部分而言，以提高耐磨损性的目的还追加了热处理工艺等。

如上所述，通过利用管a制造万向接头1的方法来制造轴接头2及管接头3时，与现有的锻造圆棒相比，可以显著减少材料b的费用，尤其，可以将轴接头2设置成中空型，从而可以显著减少产品的重量，也有助于汽车行业为了提高燃料消耗率等而作出减少部件重量的努力。

本发明的详细说明中说明了具体的实施例，但在不脱离本发明的范畴的限度内可以进行多种变形。因此，本发明的保护范围不局限于所说明的实施例，应通过后述的权利要求书和与其均等的事项限定。