[发明专利]轮轴轴承装置的毂轮及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轮轴轴承装置的毂轮，更具体地，涉及一种具有车轮安装法兰及其外周上的内滚道表面的轮轴轴承装置的毂轮，以及制造该毂轮的方法。

背景技术

随着燃料消耗效率和汽车性能的改进，希望得到重量轻、结构紧凑并且耐用性好的轴承装置。汽车的轮轴轴承装置有从动轮型和驱动轮型，现在已能通过减小毂轮的车轮安装法兰的厚度并且在其中形成通孔来减轻从动轮的轴承装置的重量。此外，通常还使用驱动轮的轮轴轴承装置，其中毂轮的车轮安装法兰的厚度被减小并且在毂轮的内周上形成具有锯齿的通孔。在从动轮的轴承装置中，其静止环被设置成固定在车体上，而转动环被连接成能够支撑和旋转车轮。另一方面，在驱动轮的轴承装置中，其静止环被设置成固定在车体上，而转动环被连接成能够支撑和旋转车轮并将引擎的动力传递到驱动轮。

轮轴轴承装置有四代类型，即：第一代类型，其中轮轴轴承包括装配在形成悬挂装置的一部分的转向节和毂轮之间的双列向心推力球轴承；第二代类型，其中车体安装法兰或车轮安装法兰直接形成在外部件的外周上；第三代类型，其中一个内滚道表面直接形成在毂轮的外周上；第四代类型，其中多个内滚道表面分别形成在毂轮的外周和外接合件上。

在第三代类型的轮轴轴承装置中，毂轮上一体地形成有车轮安装法兰和内滚道表面，所述内滚道表面直接形成在从车轮安装法兰的基部延伸的轴部的外周上。通常对所述毂轮执行多个加工步骤，例如在锻造成型后通过喷丸处理去除表面氧化皮，以及通过专用的车削线车削多个功能性部分(如内滚道表面)，然后转到高频感应淬火步骤和打磨步骤。所述毂轮通常由钢材制成，如S53C钢，而内滚道表面等部分通过高频淬火最终实现硬化。

作为旋转地支撑毂轮的结构，这种第三代类型的轮轴轴承装置的耐用性存在问题。至今已提出了多种提高毂轮的耐用性的方法。例如，一种技术在毂轮的轴部的外周、车轮安装法兰的根部区以及制动导向面上设置多个硬化层(见下面的专利文件1)，一种技术在毂轮的轴部的外周上设置单个硬化层并对未硬化的部分进行调质处理(见下面的专利文件2)。此外，毂轮作为滚动轴承应具有轨道功能，因此已经提出了一种轮轴轴承装置，其毂轮的内滚道表面上的纤维流倾角被设置成15°或更小，还提出减小内滚道表面的加工余量、减少形成毂轮的材料用量以及切割过程所需的时间(见下面的专利文件3)。

专利文件1：日本专利特许公开No.87008/2002

专利文件2：日本专利特许公开No.3061/2005

专利文件3：日本专利特许公开No.83513/2005

发明内容

本发明要解决的问题

通过上述专利文件1～3公开的技术可以提高毂轮的耐用性并延长其滚动疲劳寿命。然而，在毂轮的制造过程中还存在其它问题，下面结合图9进行说明。如图所示，毂轮50的最终构造如双点划线所示，其具有与内环(未示出)相抵靠的肩部51以及从肩部51延伸的圆筒部50b。施加在毂轮50的车轮安装法兰54上的重复力矩载荷被传递到从车轮安装法兰54的基部延伸的轴部56上，并且在其上重复地引起弹性变形，从而在毂轮50的肩部51中产生重复弯曲应力。为了确保毂轮50所需的强度，在从车轮安装法兰54的内侧基部圆角57(密封接触区)经过内滚道表面50a和肩部51到圆筒部50b的区域内，对轴部56的外周进行高频感应淬火，使得毂轮50通过硬化层58而被硬化。

常见的方式是在毂轮50的轴部56的内周59上形成通孔，以减轻毂轮50的重量，或者针对驱动轮的轮轴轴承装置形成用于传递扭矩的锯齿。无论是哪种情况，装配有内环的圆筒部50b的壁厚都会因形成有通孔而减小。尽管通过形成硬化层58而确保了圆筒部50b的必要强度，但由于产生了较高的重复应力，轴部56会发生最大变形，使得与肩部51对应的内周59上可能会出现裂纹。

实际上，毂轮50被锻造成在轴部56的外周上形成一个后来被加工为内滚道表面50的部分，并且形成一个后来被加工为圆筒部50b的部分，最后通过冲压形成内周55，该内周55带有残留下来的分隔壁52，该分隔壁52后来会被冲掉。在此步骤中，如图10(a)所示，由于分隔壁52的外侧壁面53形成在比肩部51更靠外的位置上，毂轮50的纤维流沿着从肩部51到分隔壁的方向倾斜地形成。分隔壁52在冲切步骤中被去除，内周55形成为通孔(见图10(b))。因此，在与肩部51相对的部分内的纤维流在大约50°到80°的角度范围内被切割。此外在冲压步骤之前、之后或与其同时，直接地执行修边步骤，以去除车轮安装法兰的外周上的毛刺(未示出)。