CN102168722B - 一种衬套和带有该衬套的工件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及制造成带有适配型燕尾榫的衬套，所述燕尾榫用于在多个工位上在级进式冲压机的输送薄板条上制造出。所述衬套包括在级进式冲压机的工位上完成操作后插入到不规则形状的齿形凹开口中的多个具有规则形状的凸的燕尾榫。一旦衬套在连续的步骤中被弯曲成形，规则形状的凸的燕尾榫被冲压锁定在不规则形状的齿形开口中就位。

Description

一种衬套和带有该衬套的工件及其制造方法

相关申请的交叉引用

本申请是要求享有于2010年2月11日提交的、名称为“由级进模制成的衬套”的美国临时申请No.61/303543的优先权的非临时申请，在此将该申请No.61/303543引入作为参考。

技术领域

本申请涉及一种衬套以及带有所述衬套的工件、或者制造该衬套或带有该衬套的部件的方法，具体而言，本申请涉及一种利用级进模冲压技术制造带有燕尾型界面的衬套。

背景技术

衬套通常为由插入到壳体中的坚固材料制成的薄套筒，以向转动元件提供一定支撑或者对机械性能不足的部件进行加强。例如，在由塑料制成的、需要经受磨损或腐蚀的部件中，可以将非耐磨或非抗蚀的金属衬套滑入到塑料部件的孔中，以提供局部强化的材料特性。例如图8示出了该部件200，其中衬套100被插入到孔201中用于提供局部增强。

通常基于其内径(ID)、外径(OD)、长度(L)和材料来限定和购买衬套。用于作为套筒的衬套的SAE编号系统为-XXYY-ZZ的形式，其中XX表示以1/16英寸为单位的内径，YY表示以1/16英寸为单位的外径，ZZ表示以1/8英寸为单位的长度。

已知具有不同类型的衬套，包括实心套筒衬套、拼合型衬套、切割衬套、带凸缘的衬套、紧固衬套等。尽管本申请附图中所示的技术表明是应用在紧固衬套上的新技术，但本领域技术人员将认识到这里所示的概念，如有可能能够用于任何类型的套筒、衬套或可适用的轴承。此外，该技术同样适用于两件式或三件式衬套。

在现有的一个部件中，能够以轧制的形式将金属板件制成圆筒状轭架。板件的每一端都包括使用冲头而形成的燕尾榫。在现有技术中，已知将凸状部用作燕尾榫(S形)，其中楔形榫头的末端比其颈部宽以便末端的插入。较宽末端使得燕尾榫保持紧密配合就位，即使结构试图打开也是如此。一个明显缺陷是具有相邻表面的燕尾榫不能彼此滑入一个平面中。在使用大型轭架的情况下，楔形榫头沿着轭架主体被弯曲成形。一旦燕尾榫的较大末端已经滑过燕尾榫的颈部，则需要知道每个燕尾榫的边界部分上的特定部位是如何被冲压和局部变宽的。

在生产衬套的现有技术中，需要使衬套的制造、带有衬套的部件的制造以及制造衬套的方法更加简单，并且需要较少的工业操作。此外，制造方法必须允许采用非常标准的技术来生产各种类型和尺寸的衬套。

在对金属进行需要的操作例如冲压、模压、弯曲来加工金属的一种方式是级进式冲压法。在这一技术中，采用自动系统将平的未加工金属带运送至各个工位，其中在每个工位都执行一个或多个操作直到制成成品。在最后的工位上，通常执行切断作业将成品从输送薄板条上分离。尽管级进式冲压法快速且易于使用，但其需要使用模具和加工，而且由于每个工位都位于同一平面上，不适合制造弯曲的或圆形的物品。因此需要一种使用这一技术的方法从输送薄板条上高效且廉价地形成衬套。

发明内容

本申请涉及在多个工位上采用级进式冲压机在输送薄板条上制造带燕尾榫的衬套。衬套包括当级进式冲压机工位上的多个操作完成时插入到不规则齿形凹开口中的具有规则形状的凸模燕尾榫。当以连续的步骤将衬套弯曲成形时，具有规则形状的凸燕尾榫被冲压而锁定进入不规则齿形的凹开口而就位。

附图说明

附图中示出了特定实施例。但是，应当理解的是本申请并不限于附图所示的结构和手段，其中：

图1是根据本发明实施例的与图7G所示的不规则形开口相匹配的具有规则形状的燕尾榫的视图。

图2是与图7H所示的不规则形开口相匹配的具有规则形状的燕尾榫的视图。

图3是燕尾榫的冲压区域进入到图6所示的不规则形状开口而将衬套锁定就位的视图。

图4是冲压到图6所示的衬套外壳上的压印部的详细视图。

图5是图6所示衬套的顶视图。

图6是根据本发明实施例的由级进模制造的衬套的正视图。

图7A是对准引导件和压印部位于级进模的第一工位处的输送薄板条的视图，其中通过作为本发明的一个可行实施例的图7A至7I部分地说明了使用作为方法一部分的的冲压方法。

图7B是图7A所示的输送薄板条位于级进模第二工位上的视图，其中图解说明了作为图7A至7I所示方法一部分的使用匹配开口的冲压方法。

图7C是图7B所示的输送薄板条位于级进模第三工位上的视图，其中图解说明了作为图7A至7I所示方法一部分的使得纵向狭缝横穿匹配开口的顶端和底端的方法。

图7D-7G是图7C所示的输送薄板条在级进模的后续工位上的视图，其中图解说明了作为图7A至7D所示方法一部分的位于两个相邻的匹配开口之间的一部分输送薄板条被向上弯曲。

图7H是图7G所示的输送薄板条的视图，其中具有规则形状的燕尾榫与不规则形状的开口相配合以形成衬套。

图7I是从图7H所示输送薄板条上切下的衬套。

图8是按照本发明实施例的一系列衬套设置在模制部件中的所述部件的透视图。

具体实施方式

为了促进理解本发明和这里所披露的原理，在附图所示优选实施例中标注了附图标记，并且使用了特定的术语描述同一部件。然而应当理解的是这样并不是为了限制本发明的范围。对图示装置的等效替换和进一步改进，以及将这里所披露的原理进一步地应用都是本领域技术人员能够正常预期到的。

级进模冲压法是一种金属加工方法，其中在图7A中示出的被描述为输送薄板条1的长条金属在一系列工位或步骤上滑动并被引导，其中在这些工位或步骤上对输送薄板条1的一部分执行不同的操作。在一个实施例中，输送薄板条1由从其端部输送到机器中的根据GMW3044 6U48/00.0025”的、硬度为RC43-48的本色铬酸盐氧化锌板经过C1050热处理制成。此外，表现为小侧孔2形式的对准引导件用于帮助系统精确移动输送薄板条以使其通过图7A至7I所示的操作从而形成衬套100。尽管所示的对准引导件为孔2的形状，但预期到也可以采用用于引导输送薄板条1的任何技术，其包括但不限于凹槽、凸舌、摩擦带或电磁控制件。

尽管只是从不同类型的金属中描述了一种类型的金属，但可以采用不同的表面处理和热处理。在一个实施例中，金属条1为宽度75超过33mm和厚度76为1mm的矩形，用以生产如图6所示的衬套100。尽管在一可预期的实施例中示出了一组可行的大小和尺寸，但本领域技术人员将认识到，衬套100具有不同的厚度和尺寸也是可以的，并且这与级进式冲压方法所采用的金属条1的尺寸相关。例如，对于宽度为50mm的衬套，可以使用宽度为75至65mm的金属条。

使用金属模作为级进式模(未示出)以在金属条或输送薄板条1上执行不同的操作步骤，从而将长的扁平金属条(这里也称作输送薄板条1)逐渐地改变成衬套100和金属废料。如图7A至7I所示，一旦通过使用切割工具从图7H所示的结构上切割出凸舌70而将如图7I所示的衬套100从金属条上切下时，如果衬套的端部73，74没有切削废料并且残留在衬套的每个端部73，74的凸舌70的任何部分也被去除掉，则对端部进行抛光和锉磨。

在一个实施例中，圆形的小侧孔2借助于级进模(未示出)用作引导孔，以便使金属条沿着模具的内部通道被引导到如图7A，7B，7C，7D，7E，7F，7G和7H分别所示的方法的不同连续步骤中。如图7A所示设置的冲孔2规则地间隔开，这样有助于在方法的连续步骤中定位金属条。在对输送薄板条1冲压、模压、弯曲或进行其它方式的改变前，将一系列销升高而进入孔2中以便将输送薄板条1固定到模具(未示出)的精确位置上，从而提高了处理效率。如图所示的一个实施例中，在输送薄板条1的两侧边上冲压出小侧孔2，小侧孔2之间的距离等于两个相邻衬套在被形成之前的距离。在一个实施例中，可以挨着凸舌70冲出孔2，也可以将孔沿着输送薄板条1设置在任何位置上，并且使凸舌70与孔2对准。输送薄板条1包括环形侧边122，123和两个侧面，例如上侧面125和下侧面126，其中如图7A至7I所示的上侧面将形成衬套100的内部，下侧面126将形成衬套100的外部。

在图示的实施例中，在每个处理步骤和每个工位都具有一个模具的情况下，采用两倍长度的模具在输送薄板条1的两个连续部分上执行操作，并且最终一次生产出两个衬套100。尽管图示出用于形成两个连续衬套100的模具，但能够预期出用于任何数量衬套100的工位的模具。例如，在图7A所示的第一步骤中，输送薄板条1在两个连续位置上被冲压出六个压印条状部3。细节如图4所示，平坦U形的压印条状部3的宽度93为0.7mm，厚度94为0.38mm。0.38mm厚的压印条状部形成在1mm厚的金属输送板1中以保存衬套100的一半厚度以上。每个压印条状部3在衬套100外径的160度上成帽形，以使得压印条状部3覆盖最长的径向长度，而不干扰如图5所示的衬套100的闭合界面95。

这些压印条状部3有助于形成这样的区域：即在这样的区域内，在迫使衬套100滑入部件200的模型50的开口201中之后，诸如塑料之类的延性材料，例如图8所示的部件200能够扩张进入到压印条状部3中。本领域技术人员将认识到，在衬套100外表面上形成的、且可以为纵向和横向或径向其它类型的结构、标示部和压印部有助于将衬套100保持在开口201中。在其它可预期的实施例中，开口201可以包括凸舌、边沿或其它区域以帮助将衬套100支撑在开口201内。其它等同部件包括从衬套100的表面向外伸出形成的小凸起、向内冲压形成的小点、或者是形成的摩擦区域，例如采用化学处理形成表面粗糙的区域等。

常规级进式冲压工具包括输送系统，在输送系统上，输送薄板条1被冲压并且从成卷金属条上展开通过级进模的所有工位。每个工位都执行一系列操作中的一个直到形成衬套100。最终的操作是使衬套100与板材分离的切断操作。

形成压印条状部3之后，在如图7B所示的输送薄板条1的两个连续位置上冲压出匹配开口4。在一个实施例中，匹配开口4的宽度46大于所生产的衬套100的尺寸，但小于输送薄板条1的宽度75。开口4包括分别与输送薄板条1的两个侧边122，123相邻的顶端120和底端121。

匹配开口4具有前侧(即远离将输送薄板条1供应到级进模的一侧)和后侧(与前侧相对的一侧)。如图7所示的后侧包括(衬套100的)前端56，该前端至少具有一规则形状燕尾榫51，该规则形状燕尾榫为例如图示在前端56上的矩形或者带齿表面。匹配开口4包括与图3所示的不规则形开口52相匹配的后端57，其中前端56和后端57分别位于匹配开口4的两侧并且位于顶端120和底端121之间。

经过图7D至图7H所示的几个弯曲步骤之后，燕尾榫51与图3所示的具有不规则齿形开口52相配合。然而图2中也示出，燕尾榫51也能够与较大开口52配合从而形成间隙53。在一个实施例中，如图1所示，在后续步骤中冲压燕尾榫51以减小燕尾榫的材料厚度，使燕尾榫51扩张抵靠着开口52从而封闭了间隙53。作为冲压过程的结果，燕尾榫51呈扁平的，其厚度小于衬套100的其它部分。这是相关联的特征，其使得部件200的延性材料占据了这一空间以便当衬套就位时在衬套100和部件200之间形成较大的摩擦。

然后如图7C所示冲压出顶部纵向狭缝30以形成衬套100的主体，衬套100主体为扁平结构，并且通过凸舌70保持在适当的位置以待在后续步骤被切断。横跨过匹配开口4的顶端120和底端121的纵向狭缝30使得后端57和前端56在后续步骤中被弯曲远离输送薄板条1。

以近似沿着圆形的一个角度弯曲外边沿31。在一个实施例中，尽管沿着弧形弯曲主体，但燕尾榫51仍然保持平坦且不弯曲。在如图7D至7H所示的步骤中，平坦部分40的大部分被逐渐地弯曲形成衬套100。衬套100作为输送板1的一部分在沿着输送薄板条1的两个相邻匹配开口4之间弯曲，从而在至少两个连续步骤中形成衬套100，直到衬套100的形成在第一匹配开口85中的具有规则形状的燕尾榫51与第二匹配开口86的后端的具有不规则形状的开口52相匹配。

最后，如图7H所示，示出了衬套100如何由两片凸舌70保持以及从输送薄板条1上切下。沿着位于两个连续纵向狭缝30之间的两个侧边122，123切下凸舌70，使衬套100从输送薄板条1上取下。由此得到的衬套100被滑入到图8所示部件的开口中，在那里使用任何已知的技术将其强制关闭或固定到适当的位置上。在一可选实施例中，在图7所示方法的最后步骤中，当冲头作用在燕尾榫51的外表面以闭合如图1所示的开口52时，使用压力机使衬套滑入到圆形的开口中，并且使用一圆形销钉夹持。

图中示出了使用级进冲压模技术生产衬套100的方法，该方法包括在图7A所示具有外侧的输送板1的两个侧边122、123上冲压出对准引导件2的步骤，冲压出带有顶端120、底端121以及前端56和后端57的匹配开口4的步骤，其中所述顶端和底端分别与侧边122，123相邻，前端56具有至少一个具有规则形状的燕尾榫51，后端57具有相匹配的不规则形状开口52，前端56和后端57分别位于如图7B所示的匹配开口4两侧上的顶端120和底端121之间。此外，如图7C所示，还包括冲压出横跨过匹配开口4的顶端120和底端121的纵向狭缝30，以使得后端57和前端56在后续步骤中被弯曲远离输送薄板条1。接下来如图7D至7H所示，沿着输送薄板条1的方向在两个相邻的匹配开口4之间弯曲输送薄板条1，从而在两个连续的步骤中形成衬套100，直到形成在第一匹配开口85中的具有规则形状的燕尾榫51与第二匹配开口86的后端57的具有不规则形状的开口52相匹配，从而形成衬套100，并且如图7I所示，沿着位于两个连续纵向狭缝30之间的侧边122，123切断凸舌70，从而将衬套100从输送薄板条1上分离。

采用级进模冲压方法生产出的衬套100包括圆形主体，该圆形主体具有顶端120、底端121和锁定界面95，其中锁定界面95包括具有规则形状的燕尾榫51的前端56和具有相匹配的不规则形状开口52的后端57，前端56和后端57位于顶端120和底端121之间，具有规则形状的燕尾榫51与具有不规则形状的开口52相匹配，具有规则形状的燕尾榫51被冲压而变形，从而锁定在如图1所示的相匹配的不规则形状的开口52中。最后，还披露了带有至少一个按如上所述生产出的衬套100的部件200，其如图8所示。

本领域技术人员认识到尽管本文所披露的教导是结合特定实施例和方法说明的，但这些实施例和方法并不限制本发明。相反，这里公开的目的在覆盖完全落入本发明所教导范围内的所有的修改和实施例。

Claims (10)

1.一种使用级进模冲压技术生产衬套的方法，该方法包括以下步骤：

在具有外侧的输送薄板条的两个侧边上冲压出对准引导件；

冲压出具有顶端、底端、前端和后端的匹配开口，其中所述顶端和底端分别与所述两个侧边相邻，所述前端具有至少一个具有规则形状的燕尾榫，所述后端具有不规则形状的匹配开口，所述前端和后端分别位于所述匹配开口的两侧上在所述顶端和底端之间；

冲压出横跨过所述匹配开口的所述顶端和底端的纵向狭缝，以使得所述后端和前端在后续步骤中被弯曲远离所述输送薄板条；

在两个连续步骤中在沿着用于形成衬套的所述输送薄板条的两个相邻的所述匹配开口之间弯曲所述输送薄板条，直到形成在第一匹配开口中的具有规则形状的燕尾榫与第二匹配开口的后端的具有不规则形状的匹配开口相匹配，以形成所述衬套；以及

沿着位于两个连续纵向狭缝之间的两侧边切断凸舌，从而将所述衬套从所述输送薄板条上分离。

2.如权利要求1所述的方法，还包括在切断所述凸舌的步骤之前，在不规则形状的所述匹配开口中冲压出具有规则形状的所述燕尾榫以便将所述燕尾榫锁定至所述匹配开口的步骤。

3.如权利要求1所述的方法，还包括在切断所述凸舌的步骤之后，在不规则形状的所述匹配开口中冲压出具有规则形状的所述燕尾榫以便将所述燕尾榫锁定至所述匹配开口的步骤。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述输送薄板条具有外侧，所述方法还包括在所述输送薄板条的外侧冲压出压印部的步骤。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述级进模冲压技术包括多个工位，每一个所述工位都具有用于在该工位执行所需操作的模具。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述多个工位上的每个模具对两个连续的所述衬套进行操作。

7.如权利要求1所述的方法，其中使所述凸舌与所述对准引导件对准。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述对准引导件选自由孔和凹槽构成的组中。

9.如权利要求2所述的方法，其中所述方法还包括对每个所述衬套机加工以除去所述凸舌在所述衬套的端部上的任何残留部分。

10.如权利要求3所述的方法，其中对每个所述衬套进一步机加工以除去所述凸舌在所述衬套的端部上的任何残留部分。