具有径向延伸间隔孔的烧结粉末金属零件及其制造方法
【专利说明】具有径向延伸间隔孔的烧结粉末金属零件及其制造方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002 ]本申请要求2013年1月17日提交的美国临时专利申请第61 /891，998号的提交日期的权益，其为了全部目的以参见的方式纳入本文。
【背景技术】
[0003]本公开涉及烧结粉末金属零件及制造此类零件的方法。更具体地说，本公开涉及形成穿过粉末金属零件的轮毂的径向延伸间隔孔以便例如适应从轮毂的一个径向侧到另一径向侧的油或其它润滑油的输送的方法。
[0004]在某些部件中，必须具有穿过部件的油孔或润滑孔以允许油或润滑油从组件中的一个地方流到组件中的另一个地方。例如，在离合器轮毂中，油将从离合器轮毂的一侧供应到离合包(clutch pack)。为了做到这一点，离合器轮毂的轮毂通常被钻孔或穿孔以产生穿过离合器轮毂的路径以允许油或润滑油从中穿过输送。此外，在轮毂的径向向内面向侧上，通常从轮毂加工出圆筒形容积或管状容积以提供润滑油储存器。径向向内面向的环形唇边或堰板保留在轮毂的轴向端上，以限定储存器的端壁。
[0005]然而，(I)将轮毂钻孔或穿孔以形成润滑油孔、随后(2)加工管状润滑油储存器的这个过程可能既昂贵又耗时。因此，需要在具有轮毂的部件中形成孔和润滑油储存器的改进方法。
【发明内容】
[0006]本文公开了使用粉末冶金和仅最少加工以形成径向通孔和润滑油储存器的改进方法。简而言之，粉末金属压实成具有齿状轮廓的形状，在该齿状轮廓中，齿根的至少一些或全部在轮毂的一面上特别深。在轮毂的另一面上加工出与这些齿根的至少一些相交的一个或多个槽。在这些相交点，齿根和槽或多个槽形成可以用于允许润滑油从轮毂的一侧输送到另一侧的多个径向延伸间隔孔。此外，槽或多个槽可以用作润滑油储存器，意味着不必去除轮毂的更大区域以提供储存器。
[0007]根据本发明的一个方面，烧结粉末金属零件包括具有径向向外面向表面和径向向内面向表面的轮毂。齿状轮廓形成在轮毂的径向向外面向表面和轮毂的径向向内面向表面的一个中。该齿状轮廓包括齿和齿根。一个或多个槽加工到轮毂的径向向外面向表面和轮毂的径向向内面向表面的另一个中(使得齿状轮廓和一个或多个槽在轮毂的相反面向径向侧上)。所述槽与齿根的至少一些相交以形成穿过轮毂的多个径向延伸间隔孔。
[0008]在一个形式上，该烧结粉末金属零件可以是离合器轮毂。然而，可以设想，该零件可以是不同于离合器轮毂的零件。
[0009]在一些形式上，齿状轮廓可以形成在径向向外面向表面中而槽可以加工到径向向内面向表面中。在其它形式上，齿状轮廓可以形成在径向向内面向表面中而槽或多个槽可以加工到径向向外面向表面中。
[0010]可以设想，在本发明的一些方式上，多个径向延伸间隔孔可以不仅沿周向而且沿轴向彼此间隔开。
[0011]形成孔所在的具体位置可以通过控制齿根的深度来确定。例如，齿根的至少一些可以比齿根的另一些更深。那么，根据所加工槽的深度，槽可以与较深齿根相交以形成孔，但不与较浅齿根相交。
[0012]所述槽可以采用多个不同形式。例如，槽可以绕轮毂周向延伸(例如，槽可以是在垂直于轮毂中心轴线的平面上的圆形槽)。在另一形式上，多个槽可以以倾斜于轮毂中心轴线的角度加工到轮毂中以形成螺纹图案。在又一形式上，所述槽可以包括绕轮毂圆周沿轴向方向起伏的连续槽(例如，采用绕圆柱形表面缠绕的正弦波的图案)。在又一形式上，所述槽可以包括仅部分地绕轮毂圆周延伸的节段。
[0013]可以设想，在一些形式上，齿根的在其最深处的深度可以超过在齿状轮廓中的齿的高度。即，齿具有标准高度，并且增加用以适应孔形成的附加齿根的数量导致更大的深度，该深度比合适地啮合另一组齿的那些齿的深度更大。例如，可以有在适于与对应一组齿啮合的齿根深度的中间肩部，并且可以有主要为了与槽相交的目的设置的齿根的后续更深段。
[0014]在一些形式上，齿根的横截面可具有圆形轮廓。
[0015]根据本发明的另一方面，公开了一种形成穿过烧结粉末金属零件的轮毂的多个径向延伸间隔孔的方法。将粉末金属压实成毛坯，该毛坯当烧结时变成烧结粉末金属零件。该毛坯具有形成在轮毂的径向向外面向表面和轮毂的径向向内面向表面的一个中的齿状轮廓。将至少一个槽加工到轮廓的径向向外面向表面和轮毂的径向向内面向表面的另一个中，使得齿状轮廓和槽在轮毂的相反面向径向侧上。槽与齿根的至少一些相交以形成穿过轮毂的多个径向延伸间隔孔。
[0016]根据该方法的一些形式，该方法还可包括烧结毛坯以形成烧结粉末金属零件的步骤。该槽可以在烧结毛坯以形成烧结粉末金属零件之前加工到毛坯，或者在烧结毛坯以形成烧结粉末金属零件之后加工到烧结粉末金属零件中。
[0017]根据该方法，齿状轮廓可以在压缩步骤期间形成在径向向外或径向向内面向表面中，并且所述槽可以在加工步骤期间加工到这些表面的另一个中。
[0018]而且，如上面提到的，槽可以采用多个不同形式(例如是周向槽、以倾斜于轮毂中心轴线的角度加工而成、是连续起伏槽和/或包括仅部分地绕轮毂圆周延伸的节段)。
[0019]本发明的这些和其它优点从详细说明书和权利要求书中将显现出来。以下只是本发明的某些优选实施例的描述。权利要求应被看成为评估本发明的全部范围，这些优选实施例不意味着是在权利要求书范围内的仅有实施例。
【附图说明】
[0020]图1是示出在轮毂的径向向外面向表面上的齿状轮廓(在这种情况下，花键)的烧结粉末金属零件的透视图。部分地示出粉末金属零件并且仅示出一半烧结粉末金属零件。
[0021]图2是图1的烧结粉末金属零件的透视图，为了显示轮毂的径向向内面向表面以及其中所加工的槽，从相反侧示出以显示横截面平面。
[0022]图3是示出轮毂的径向向外面向表面的替代烧结粉末金属零件的侧视图，在该侧视图中，三个径向延伸间隔孔示出为形成在轮毂中。
[0023]图4是图3的烧结粉末金属零件的剖视侧视图，在该剖视侧视图中，可以看见轮毂的径向向内面向表面以及其中所加工的槽。
[0024]图5和6是图3和4的烧结粉末金属零件的详细透视剖视图，在详细透视剖视图中，横截面是通过形成穿过轮毂的径向延伸孔的齿根之一与槽的相交点而截取的。
[0025]图7是类似于图1和2所示的烧结粉末金属零件的另一替代烧结粉末金属零件，但在该另一替代烧结粉末金属零件中，齿根与槽的相交点规则地间隔开，使得多个径向延伸孔也规则地间隔开。仅零件的横截面段在图7中示出。
[0026]图8是图7的零件的侧视图，轮毂的径向向外面向表面在该侧视图中示出。
[0027]图9是类似于图1和2所示的烧结粉末金属零件的又一替代烧结粉末金属零件，但在该又一替代烧结粉末金属零件中，槽周向形成在基本上垂直于轮毂中心轴线的平面上。
[0028]图10是于图1和2所示的烧结粉末金属零件的另一替代烧结粉末金属零件，但在该另一替代烧结粉末金属零件中，单一弦或段的槽示出为形成在轮毂的径向向内面向表面中。
[0029]图11是图10的零件的相反侧透视图，在该透视图中，由槽段形成的孔示出在轮毂的径向向外面向表面上。
【具体实施方式】
[0030]在下面的详细描述中，在各种所述实施例中，相似附图标记将用于标示相似元件，除了标注和示出的差异外。不管在图上所标号的具体特征是否在每个实例中明确描述，这都是真的。作为实例，第一实施例中的特征102及其描述通常对应于第二实施例中的特征202、第三实施例中的特征302等等。
[0031]参照图1和2，采用离合器轮毂的形式的烧结粉末金属零件100根据本发明的一方面示出。烧结粉末金属零件100包括具有从其轴向向上延伸的轮毂104的基底102。轮毂104的形状通常是管状并且从连接到基底102的一个轴向端延伸到在轮毂104末端的另一个轴向端。轮毂104具有径向向内面向表面106和径向向外面向表面108。
[0032]齿状轮廓110形成在轮毂104的径向向外面向表面108上。齿状轮廓110包括沿轮毂104轴向延伸并绕轮毂104的圆周间隔开的多个齿112。多个齿根114在这些齿112之间。这些齿根114的至少一些可以比另一些更深。在该上下文中，“更深”意味着在所示方向上，一个齿根比另一个齿根更靠近轮毂中心轴线，但也可以设想，所有齿根114都可以在同一深度。进一步地，如本文所使用的，术语“齿状轮廓”可以指的是齿、花键或其它齿状形式并且应不限于仅仅所示齿状轮廓。
[0033]如图2最佳所示，槽116加工到轮毂104的径向向内面向表面106上。在该所示实施例中，该槽116是连续的并且随着槽116绕径向向内面向表面106周向延伸同时沿轴向方向起伏。因此，槽116具有类似于正弦波的图案。然而，如将在其它实施例的一些中示出的，槽Il6可以呈现不同形状(例如，没有轴向起伏、仅是节段等等)。进一步地，应当理解，虽然图1和2示出仅单一连续槽，但可以形成一个或多个槽而不是仅形成一个槽。
[0034]应该指出，虽然齿状轮廓110形成在轮毂104的径向向外面向表面108上并且槽116形成在轮毂104的径向向内面向表面106上，但这些特征的位置可以相反。即，齿状轮廓110形成在轮毂104的径向向内面向表面106上并且槽116或多个槽形成在轮毂104的径向向外面向表面108上。在与所示实施例相反的布置中，齿根的深度将与以上限定深度的方法明显相反。在齿状轮廓110形成在轮毂104的径向向内面向表面106上的情况下，齿根114越深，齿根114离轮毂104的中心轴线将会越远。
[0035]径向延伸孔118形成在齿根114的至少一些与槽116之间的相交点。径向延伸孔118的形成在轮毂104的一侧上的槽116的深度与轮毂104的另一侧上的齿根114的深度相交的地方，使得在两者之间没有材料，由此形成径向延伸孔118，因此，通常也可以理解，不管轮毂104的构型如何，齿状轮廓110(具有其齿根114)应在轮毂104的与槽116相反的侧上。因为齿根114绕轮毂104的圆周彼此间隔开，所以这也意味着径向延伸孔118绕轮毂104的圆周是间隔的。进一步地，由于所示槽116随着其绕轮毂104的圆周行进沿轴向方