CN101060942A - 在台阶形心轴上缩管以在一次操作中制造具有凹进的管形轴 - Google Patents

在台阶形心轴上缩管以在一次操作中制造具有凹进的管形轴 Download PDF

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Abstract

一种制造中空轴(11’)的方法，该方法使用一沿长度具有台阶形直径的心轴(21)，该心轴具有一直径最小的第一纵向部分(22)和直径较大的至少另一个纵向部分(24)，从一具有恒定壁厚的管子(11)制造具有较厚壁厚的端部(12’、16)和至少一个壁厚减薄的中间部分(14’)的中空轴(11’)，该方法具有如下步骤：在心轴(21)的第一纵向部分(22)上缩小管子(11)的一第一部分的外直径以形成第一端部(12’)，在心轴(21)的至少另一纵向部分(24)上缩小管子(11)的一中间部分(14)的外直径以形成至少一个中间部分(14’)，在心轴(21)的第一纵向部分(22)上缩小管子(11)另一部分(16)的外直径以形成第二端部(16’)。

Description

在台阶形心轴上缩管以在一次操作中制造具有凹进的管形轴
技术领域
本发明涉及一种制造中空轴的方法，该方法使用一沿长度具有台阶形直径的心轴，该心轴具有一直径最小的第一纵向部分和直径较大的至少另一个纵向部分，特别地从一原先为恒定壁厚的管子制造端部壁厚较厚和至少中间部分壁厚减薄的中空轴。
背景技术
可从DE 101 18 032 A1中了解这种类型的方法。在此情形中，管子的一第一端部在没有内部支承的情况下在一模具的外直径中自由地减小，通过在一恒定直径的内部心轴上拉伸而制造一具有较小壁厚和较大外直径的中间管部分，管子的一第二端部通过沿相对的曳拉方向在一模具的外直径中减小或通过没有内部支承的情况下锤击而进行制造。
还可从DE 35 06 220 A1中了解上述类型的方法，其中，管子的一第一部分在一从所述管子端部引入的标定过的心轴上缩小，而管子的一中间部分在从管子另一端引入的拉伸心轴上缩小。在管子变化之后，管子的第二端部再次在校准心轴上缩小。拉伸心轴包括具有一锥形过渡区域的两个不同直径的纵向部分。
发明内容
本发明基于这样的目的，其提供一在制造上述类型的中空轴时可有效实施的尺寸精确的方法。
该目的可通过一具有如下步骤的上述方法予以实现：在心轴的第一纵向部分上缩小管子的一第一部分的外直径以形成中空轴的第一端部，在心轴的至少另一纵向部分上缩小管子的至少一个中间部分的外直径以形成中空轴的至少一个中间部分，
在心轴的另一纵向部分上缩小管子另一部分的外直径以形成中空轴第二端部。
该方法具有优点在于，中空轴的所有纵向部分在一单一心轴上缩小，且管子和心轴的彼此定向保持相同。在此情形中，在心轴和管子的相对位置有一个或多个变化的情形中，可这样来应用该方法，即，一直到制造出一制成的中空轴的全部过程可在不变换工具的情况下，在心轴和管子相对于彼此保持不变的馈送方向下发生。为此目的，在各种情形中具有一减小壁厚的中空轴的第一端部和一个或多个中间部分，可不改变心轴相对于管子的轴向位置进行生产。如果两个端部欲具有相同的横截面，则第二端部也可特别地在心轴的第一纵向部分上形成。此外，中空轴的每一个分别具有一个增加壁厚的一个或多个其它的中间部分以及第二端部，可在各种情形下改变心轴相对于管子的轴向位置，一步一步地拉出管子进行生产。最后，在上述诸成形步骤之间，可形成至少两个具有交替壁厚的中间部分，首先相对于前一个壁厚增加，然后又相对于最后壁厚减小。管子外直径的减小最好使用一模具通过冷拔来实施，然而，替代地，管子外直径的减小也可通过型段、滚弯或轧制等方法实施。
此外，建议端部和中间部分之间的过渡和不同壁厚的中间部分之间的过渡，用具有锥形张角在5°和45°之间的内锥形表面来形成。另一实施例提供了端部和毗邻的最小壁厚的中间部分之间的壁厚比大于1.6。
附图说明
实施根据本发明的方法的较佳实施例示于附图中，下面将进行详细地描述。
图1表示在一制造具有均匀中间的中部的中空轴的方法中的诸剖视图，其中，
a)开始状态中的管子，
b)具有插入的心轴和施加的模具的管子，
c)缩小第一管端以形成第一端部并延伸中间的中部之后的管子，
d)缩小第二管端之前的管子，
e)缩小第二管端以形成第二端部之后，
f)完成的中空轴；
图2表示在制造具有多个台阶形中间部分的中空轴的方法中的诸剖视图，其中，
a)开始状态中的管子，
b)具有插入的心轴和施加的模具的管子，
c)缩小第一管端以形成第一端部和第一中间部分并延伸中间的中部之后的管子，
d)缩小第二中间部分之前的管子，
e)缩小第二中间部分之后的管子，
f)缩小第二管段之前的管子，
g)缩小第二管端以形成第二端部之后的管子，
h)完成的中空轴；
图3表示在第二实施例中的制造具有多个台阶形中间部分的中空轴的方法中的诸剖视图，其中，
a)开始状态中的管子，
b)具有插入的心轴和施加的模具的管子，
c)缩小第一管端以形成第一端部和第一中间部分并延伸第一薄壁的中间部分之后的管子，
d)缩小厚壁的中间部分之前的管子，
e)缩小厚壁的中间部分并延伸第二薄壁中间部分之后的管子，
f)缩小第二管段之前的管子，
g)缩小第二管端以形成第二端部之后的管子，
h)完成的中空轴。
具体实施方式
图1示出一开始状态中的管子11的图a，其中，一第一管端12可见位于左边，一第二管端16可见位于右边，而一中间部分标识为14。
在图b中可见，模具31施加到左边的第一管端12，而一心轴21插入到管子内部，心轴基本上终止在左边的第一管端12而伸出到右边的第二管端16外面。心轴21具有一直径为最小的第一纵向部分22和另一纵向部分24，该另一纵向部分24的直径基本上坐落固定在管子11内。一锥形的过渡部分27位于第一纵向部分22和另一纵向部分24之间。
图c示出如何通过模具31(朝向右边)和心轴21(朝向左边)之间的相对运动完成轴制造的两个步骤。使用模具31，第一管端的外直径缩小，而壁厚增加而在心轴21的纵向部分22上形成一第一轴端12’。此外，中间部分已经缩小而在心轴21的第二纵向部分24上形成中空轴11’的中间部分14’。一内部锥形的过渡区域17已经形成在过渡部分27上。
在图d中，心轴21相对于模具31已经拉回到第二轴向位置，心轴21的第一纵向部分22沿轴向插入到第二管端16内。
在图e中，管子11显示为完成轴制造的第三步骤之后，第二管端的外直径已经缩小而制造出一壁厚增加的第二轴端16’，管子的内侧径向支承在心轴21的纵向部分22上。为此，仅通过减小外直径而没有内部支承就可在中空轴11’的中间部分14’和第二端部16’之间形成内部锥形过渡区域。
在图f中，示出具有两个加强轴端12’、16’和壁厚减小的中间部分14’的制成的中空轴11’，图中可见两个内部的锥形过渡区域17、20。
在图2中，图a显示一开始状态中的壁厚恒定的管子11。
在图b中，一模具31施加到管子11，而一心轴21插入到管子内部，该心轴包括一第一、第二和另一纵向部分22、23、24以及位于它们之间的锥形过渡部分27、29，它们的直径从左边上的自由端增加到右边上的端部。模具31施加到左边的管端12。右边的管端16可沿轴向被支承。
在图c中，示出实施三个制造步骤之后的部分完成的中空轴11’。通过减小外直径同时增加壁厚，可形成一第一轴端12’，其内部径向地支承在心轴21的第一纵向部分22上。随着外直径缩小同时进行拉伸也形成了一第一中间部分13，该中间部分支承在心轴21的纵向部分23上，随着外直径的缩小，还形成了一第二中间部分14，该中间部分支承在心轴21的纵向部分24上。
在图d中，心轴21相对于模具31拉回到一轴向位置，其中，心轴21的纵向部分23插入到管子11的尚未成形的第二管端16内。管子11沿轴向保持在模具31内。
图e示出如何通过减小外直径并部分地延伸来形成另一中间部分15，其壁厚和长度对应于中空轴11’的第一中间部分13，并且该部分径向地支承在心轴21的纵向部分23上。
图f示出心轴21如何再次曳拉到右边拉出模具31外，其中，中空轴11轴向地固定，现在心轴21的第一纵向部分22插入到右边管端16的最后未成形部分内。
在图g中，图中可见如何使用模具31通过减小外直径来制造一第二轴端16’，随着壁厚的减小其内部支承在心轴21的纵向部分22上，且其长度和尺寸对应于本情形中的第一轴端12’。
制成的中空轴11’显示在图h中，图中可见两个轴端12’、16’和中间部分13’、14’、15’。过渡部分各通过内部的锥形区域17、18、19、20而形成。全部中空轴11的外直径沿长度为恒定不变，对应于模具31的有效直径。
对于该两个实施例，这里应该指出的是，在实际应用中，模具31最好轴向固定，而通过使管子11坐落的心轴21来执行全部的相对运动。具体来说，一圆柱形的入口区域32、一内部的锥形减缩和延伸区域33以及一出口锥34不同地形成在模具上。代替这里所示的使用模具的冷拔方法，也可对管子的外表面采用滚弯或型段或轧制等方法，特殊的工具在对应步骤中相对于心轴在各种情形中沿对应于模具的方向轴向地位移。
在图3中，图a显示一开始状态中的壁厚恒定的管子11。
在图b中，一模具31施加到管子11，而一心轴21插入到管子内部，该心轴包括一第一、第二和另一纵向部分22、23、24以及位于它们之间的锥形过渡区域27、29，它们的直径从左边上的自由端增加到右边上的端部。模具31施加到左边的管端12。右边的管端16可沿轴向被支承。
在图c中，示出实施三个制造步骤之后的部分完成的中空轴11’。通过减小外直径同时增加壁厚，可形成一第一轴端12’，其内部径向地支承在心轴21的第一纵向部分22上。也随着外直径缩小同时进行拉伸形成了一第一中间部分13，该中间部分支承在心轴21的纵向部分23上，随着外直径的缩小，形成了一第一薄壁中间部分141，该中间部分支承在心轴21的纵向部分24上。
在图d中，心轴21相对于模具31拉回到一轴向位置，其中，心轴21的纵向部分23插入到管子11的尚未成形的第二管端16内。管子11沿轴向保持在模具31内。
图e示出如何通过减小外直径并部分地延伸来形成径向地支承在心轴21的纵向部分23上的一厚壁中间部分15。此外，通过在心轴21的纵向部分24上延伸一毗邻的纵向部分，可形成一径向地支承在心轴21的纵向部分24上的第二薄壁中间部分142。
图f示出心轴21如何再次曳拉到右边拉出模具31外，其中，中空轴11轴向地固定，现在心轴21的第一纵向部分22插入到右边管端16的最后未成形部分内。
在图g中，图中可见如何使用模具31通过减小外直径来制造一第二轴端16’，随着壁厚的减小其内部支承在心轴21的纵向部分22上，且其长度和尺寸对应于本情形中的第一轴端12’。
完成的中空轴11’显示在图h中，图中可见两个轴端12’、16’和中间部分13’、141’、15’、142’。过渡部分各通过内部的锥形区域17、181、191、182、192而形成。全部中空轴11的外直径沿长度为恒定不变，对应于模具31的有效直径。
对于该两个实施例，这里应该指出的是，在实际应用中，模具31最好轴向固定，而通过使管子11坐落的心轴21来执行全部的相对运动。具体来说，一圆柱形的入口区域32、一内部的锥形减缩和延伸区域33以及一出口锥34可不同地形成在模具上。代替这里所示的使用模具的冷拔方法，也可对管子的外表面采用滚弯或型段或轧制等方法，特殊的工具在对应步骤中相对于心轴在各种情形中沿对应于模具的方向轴向地位移。
标号清单
11    管、中空轴
12    管端(第一)
13    中间部分
14    中间部分
15    中间部分
16    管端(第二)
17    具有内部锥的过渡区域
18    具有内部锥的过渡区域
19    具有内部锥的过渡区域
20    具有内部锥的过渡区域
21    心轴
22    第一纵向部分
23    第二纵向部分
24    另一纵向部分
27    过渡部分
29    过渡部分
31    模具
32    入口区域
33    缩减和延伸锥
34    出口锥

Claims (9)

1.一种制造中空轴(11’)的方法，该方法使用一沿其长度具有台阶形直径的心轴(21)，该心轴具有一直径最小的第一纵向部分(22)和直径较大的至少另一个纵向部分(24)，用一具有恒定壁厚的管子(11)制造具有较厚壁厚的端部(12’、16’)和至少一个壁厚减薄的中间部分(14’)的中空轴(11’)，
该方法具有如下步骤：
在心轴(21)的第一纵向部分(22)上缩小管子(11)的一第一部分(12)的外直径以形成第一端部(12’)，
在心轴(21)的至少另一纵向部分(24)上缩小管子(11)的至少一个中间部分(14)的外直径以形成至少一个第二中间部分(14’)，
在心轴(21)的另一纵向部分(22)上缩小管子(11)另一部分(16)的外直径以形成第二端部(16’)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，中空轴(11’)的第一端部(12’)和一个或多个在各种情形中具有一减小壁厚的中间部分(13’、14’)，在不改变心轴(21)相对于管子(11)的轴向位置下进行生产。
3.如权利要求1或2中任何一项所述的方法，其特征在于，第二端部(16)在心轴(21)的第一纵向部分(22)上生产。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，各具有增加壁厚的一个或多个其它的中间部分(15’)以及第二端部(16’)，在改变心轴(21)相对于管子(11)的各轴向位置下，一步一步地从管子(11)拉出进行生产。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，生产交替地具有先增加的、然后减小的壁厚的至少两个第二中间部分(15’、142’)，特别地采取在各种情形中不改变心轴(21)相对于管子(11)的轴向位置。
6.如权利要求1至5中任何一项所述的方法，其特征在于，通过使用一模具(31)进行冷拔，实施管子(11)外直径的减小，从一个管端(12)导向管子(11)通过模具(31)，连接在一侧上的管子(11)和心轴(21)和在另一侧上模具(31)可彼此相对轴向移动。
7.如权利要求1至5中任何一项所述的方法，其特征在于，管子(11)的外直径通过型段、滚弯或轧制来减小。
8.如权利要求1至7中任何一项所述的方法，其特征在于，端部(12’、16’)和中间部分(13’、15’)之间的过渡区域(17、20)以及不同壁厚的中间部分(13’、14’、15’)之间的过渡区域(18、19)，用具有锥形张角在5°和45°之间的内锥形表面来形成。
9.如权利要求1至8中任何一项所述的方法，其特征在于，端部(12’、16’)和最小壁厚的中间部分(14’)之间的壁厚比大于1.6。
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