CN102574195A - 用于滚压螺纹的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于通过滚压螺纹来在具有圆柱形外表面的工件中制出螺纹的装置，该装置包括具有无斜率的轮廓的成型工具(7)，其中，成型工具的轴线相对于工件的轴线倾斜或者平行，其中，所述成型工具(7)由一圆形的、绕其轴(8)可旋转地支承的盘(9)形成，两个环形的、同轴的、无斜率的轮廓(10)在该盘的外边缘上伸出，这些轮廓在它们之间形成一个环形空间，该环形空间在形状和尺寸方面与要制成的螺纹的螺纹轮廓相应。

Description

用于滚压螺纹的装置

技术领域

本发明涉及一种用于通过滚压螺纹来在具有圆柱形外表面的工件中制出螺纹的装置，该装置包括具有无斜度的轮廓的成型工具，其中，成型工具的轴线特别是相对于工件的轴线倾斜。

背景技术

辊压螺纹、经常也称为滚压螺纹通常是指通过冷成型加工来无切屑地制造螺纹，在冷成型加工时将轮廓辊压到相应管件的表面中。根据DIN 8580，辊压螺纹属于成型加工、更精确地压力成型加工并且在那里属于辊压。成型加工基于通过一个或多个在工件上仿形的工具产生压应力。该方法比用于制造螺纹的其它方法、即切削螺纹明显更快并且在件数大时更经济。

例如，辊压螺纹的优点在于：

没有晶界中断；——这如在切削时出现；

通过冷成型加工实现表面强化；

可以制造挤压抛光的螺纹轮廓侧面；

出现较高的耐磨损强度；

降低的刻痕敏感性；

没有切屑、由此更小的材料需求；

比切削螺纹时更小的力消耗。

在传统的利用扁平工具辊压螺纹时，卡钳对具有带有螺纹升角的螺纹对应轮廓，其中，一个卡钳固定地设置、而另一个卡钳可动地设置。工件在摩擦力的作用下被滚压，从而在整个圆周上产生螺纹。辊压卡钳具有倾斜的进口部和出口部以及直的校准部分。

利用圆形工具辊压螺纹可以在切入方法(Einstechverfahren)或连续方法(Durchlaufverfahren)中实现。短螺纹或长螺纹也可辊压直到轴环处。在切入方法中，滚子具有相应的螺纹轮廓，该螺纹轮廓带有相同的升角、但相反的旋转方向。工件或者利用导板/直尺保持(无尖端)或者夹紧在尖端之间。除了略微的补偿运动外，工件在辊压过程中沿轴向保持不动。因为滚子直径与工件直径的比例和螺纹线数必须精确地彼此协调，所以滚子对仅能用于完全确定的螺纹。

在连续方法中，滚子具有彼此并排的、无斜率的螺纹轮廓。这些螺纹轮廓围绕其水平的纵轴线摆动了必需的升角。由此在回转时以斜率值产生工件的轴向进给。滚子也可以在有限的尺度内用于不同的工件直径。但在该方法中，与切入方法相比得到较小的斜率精度。

自打开的

螺纹滚压头大多具有三个滚子。这三个滚子沿轴向被引导到工件上并且通过滚子的倾斜位置自动地延伸到工件上。如果达到规定的螺纹长度，则滚压头自动打开并且可被拉回。

已知的螺纹滚压装置始终是位置固定的，因为它们具有很大的外尺寸并且具有大的重量。电驱动装置总是必需的。对于滚压螺纹范围内的现有技术的麻烦在于，其构造成带有滚子以及并且构造成机器式的。当有意改变螺纹时，必须强制更换多把工具、优选滚子以及设有机器式驱动装置。

发明内容

本发明的目的在于，创造一种最大可运输的、可比较无问题地手动操作的、用于滚压外螺纹的装置，其结构简单并且外尺寸小。

所述目的按照本发明这样实现，即，成型工具由一圆形的、绕其轴可旋转地支承的盘形成，两个环形的、同轴的、无斜率的轮廓在该盘的外边缘上伸出，这些轮廓在它们之间形成一个环形空间，该环形空间在形状和尺寸方面与要制成的螺纹的螺纹轮廓相应。

本发明涉及一种用于滚压螺纹的装置，在该滚压螺纹时工件要夹紧在滚压工具和夹紧装置之间并且要借助螺旋进给而夹住。在完成锁定之后，现在可以通过旋转运动用手将螺纹滚压到工件中。在此，工件的螺纹几何结构通过滚压工具限定。滚压工具优选构造成快速更换插接系统并且可以由此决定地制造任意的外螺纹。

这样的装置在简单的结构中可以具有这样小的结构方式，即，它可以用手携带和操纵。该装置不需要电驱动装置，而是力可以由肌肉力产生。工件不是被送至螺纹滚压装置，而是装置可以被容易地带到应当制出螺纹的位置处。

此外，由现有技术没有已知将工件作为滑动支承件来支承，因为由此根据一般技术人员的专业知识可能损坏新滚压的螺纹。而是技术人员将有意寻求绕过这样的滑动支承，以便避免损坏螺纹。

在按照本发明的解决方案中，人们利用通过滚压过程实现的材料硬化。因此，通过以螺纹滚压形式的加工方法与进给装置的尺寸和材料选择的组合能实现在工件上生产标准的螺纹。切削的螺纹在这里事实上在轴向的“滑动支承件进给”时比较强地受到损害。因此由几何结构和材料决定地，对工件的载荷必须最小化。

通过本发明也能实现应用到难以接近的工件(在仅能复杂地拆卸的机器内部)上。

当圆柱形的工件被保持在一个支承件的部分圆柱形的凹槽中，该凹槽的纵轴线相对于成型工具的轴线倾斜地设置时，得到在简单的制造时可靠的保持。在这里，支承件能相对于成型工具的轴线成横向地和特别是成直角地特别是用手调整。

当部分圆柱形的凹槽的内壁具有螺纹切口，该螺纹切口在形状和斜率方面基本上与要在工件上制成的螺纹相应时，实现工件的有利的替代的支承。

此外建议，圆柱形的工件在与成型工具相对的一侧通过至少两个与工件轴线平行的滚子支承，这些滚子支承在一个支承件上。

一种简单的并且容易的操作这样给出，即，为了调整成型工具与支承件之间的距离，支承件能通过一螺杆特别是用手操纵。

优选建议，工件能沿轴向和/或径向引入成型工具与支承件之间的间隙中和从该间隙中取出。特别有利的是，所述螺纹滚压装置作为手动工具能用手操纵和运输。

附图说明

在附图中透视性地示出本发明的实施例并且在下文更详细地对其进行描述。图中：

图1示出第一实施例，在该第一实施例中工件在支承件的凹槽内保持靠到成型工具上，

图2示出第二实施例，在该第二实施例中工件通过两个滚子保持靠到成型工具上，

图3示出一个具有封闭的环形的承载块的实施例。

具体实施方式

螺纹滚压装置1具有一U形的承载块2，该承载块带有一个基底3，从该基底伸出两个臂4、5。第一臂4被一个纵向缝隙6分成两个臂半部4a、4b，并且一个成型工具7在缝隙6中支承在一轴8上，该轴的各端部穿过两个臂半部4a、4b，以便由此被臂4保持。

成型工具具有一圆形的盘9，两个彼此并排的环形的、同轴的、直径相等并且横截面相同的轮廓10在该盘的圆形的外边缘上这样地伸出，即，这两个轮廓在其之间形成一个同轴的凹槽形的环形空间11，该环形空间的横截面在形状和尺寸方面与要产生的螺纹的螺纹轮廓的横截面相应。在这里，轮廓10的尺寸和横截面这样选择，使得它们与要制造的螺纹的螺纹线的尺寸和横截面相应。

为了将杆状工件以圆柱形的外侧面压靠到成型工具上，设有一支承件20，该支承件具有部分圆柱形的凹槽12，工件嵌入该凹槽中，其中凹形的凹槽面可以与要产生的螺纹相应地成型。在支承件20的相对于凹槽12在后方的一侧，在该支承件上支承一螺杆12，该螺杆嵌入第二臂5的相应的螺纹孔中并且可经由在其外端部上的把手14用手绕其纵轴线旋转，以便使支承件20朝向成型工具和离开成型工具运动。

代替成型工具7支承在第一臂中，成型工具7可以支承在支承件20中并且第一臂4可以以凹槽12形成配合支座。此外，支承件20可以承载两个导向轮或者说两个导向滚子21，这两个导向轮或者说两个导向滚子以成型轮廓在工件的螺纹线中滚动，如图2所示。或者，滚子21的表面可以是光滑圆柱形的、特别是在修补螺纹时。

此外，承载块2可以不是U形的、而是封闭的，这就是说，这两个臂4、5通过一个上部件2a桥接，从而承载块2是环形的并且支承件20位于在该承载块的中心的开口中，如图3所示。

在所有实施方式中，盘9的以及因而还有两个轮廓10的转动轴8相对于凹槽12的轴线或者相对于导向边缘21倾斜设置，以便以延续的螺纹线在工件中产生螺纹并且不仅环形的凹槽。该倾斜设置的角度在这里约为0.4至10度。

为了修补损坏的螺纹，倾斜位置可以省去，这就是说，导向部、特别是凹槽12在支承件20或导向件中平行于成型工具的轴8。

使用按照本发明的没有机器的工具的优点在于，该使用可以位置不绑定地进行、可以灵活地使用，并且例如省去装备时间。工具因此适合于制造小的件数并且也可以比例如滚压头明显更经济地制造，因为该工具由少量的简单的部件构成。

这以这样的方式是可能的，即，为了造型刚好使用一个单个的轮廓滚子，该轮廓滚子与支承元件相对地设置。在已知工具中的轮廓滚子以圆形环绕的肋或环的形式具有带有斜率的轮廓或没有斜率的轮廓。在本发明中，同样使用无斜率的轮廓用于造型，不过该轮廓的突出之处在于，该轮廓刚好具有两个环绕的肋或环，这两个肋或环在其之间形成一个环形的间隙，该间隙大致与要形成的螺纹轮廓相应。虽然该轮廓也可以具有多个环，但在一次使用中仅两个接合到工件上。

通过轮廓滚子的该形式(刚好两个环绕的环或肋与限定的间隙接合)实现，必须施加以使轮廓滚子进入材料中的力最小化。此外，该轮廓滚子相对于工件轴线以大致螺纹斜率的倾斜位置引起，可以放弃如在已知工具中的复杂的强制导向，并且轮廓滚子仍以刚好所希望的斜率在工件中辊压出轮廓。

为了能施加对于将轮廓滚子引入工件中必需的力，将工件在与轮廓滚子相对的一侧以一支承元件支撑。该支承元件可以例如构成为具有与螺纹匹配的凹形轮廓的固定主体。对于支承元件重要的是，该支承元件将力尽可能大面积地并且不是仅点状地传递到工件上。

工具的一种适宜的实施方式类似于管切割器的实施方式，该管切割器与此前描述的本发明的区别在于，代替给出轮廓的倾斜的轮廓滚子使用直的切割轮。

工具的所建议的实施方式突出之处在于，该实施方式设计成可移动式携带的手动工具。在此，成型工具和支承元件可相对彼此沿切向进给。在此，至少一个静止位置是可调的，其中工件可插入成型工具和支承元件之间。用于工件的不仅轴向的、而且沿切向的插入可能性提供尽可能大的灵活性。此外，利用工具不仅可以在工件的端部、而且在任意部位处形成螺纹。在此决定性的是，成型工具和支承元件位于力流平面中，从而通过锁定过程在要加工的工件上不产生弯曲力矩或倾覆力矩。在此，工具构造成，使得成型工具相对于工件轴线以大致与螺纹斜率(升角)相应的角度倾斜。

此外，通过可能的进给不仅可以在工件的端部上安置工具，而且可以从工件中间开始朝向工件的端部滚压螺纹。由此，工具可以不是无意地倾斜安置。也可以取消在工件端部上抓住工件，如这在切削螺纹时是常见的，以便避免歪斜的或倾斜的安置。同时，借助按照本发明的装置可以利用无切屑加工的有利特性，从而利用这样的方法产生的螺纹的优点可以移动式地用手实现。

以令人惊喜地简单的方式，在这里在以预定的进给力完成进给之后在工作位置通过整个装置围绕工件纵轴线的转动无切屑地制出外螺纹，其中，要制造的螺纹几何结构通过成型工具在轮廓深度和轮廓形状方面明确地预定。轮廓的歪斜或不精确的制出实际上是不可能的。“过强的”进给也是不可能的，因为力以指数形式升高，只要在给出轮廓的所述两个肋或环之间的空间完全由未成型加工的工件填满。工件的几何结构在此仅仅要求基本上圆柱形的外表面，也可以构造成管状的或者由实心材料制成。此外，可以直到限定的点处完全成型出外螺纹，从而螺纹可以没有出口地产生。电能供给在此不是必需的，从而给出多种多样的使用可能性。

当然，也可想到工具的其他实施方式，其中工件仅能沿轴向插入，不过其对此可以构造成少许强力的，因为力可以较有利地由工具主体接受。

工具的另一使用可能性是螺纹修补。利用工具可以使已变形的外螺纹重新恢复原形。由于成型滚子的倾斜位置，因此可以比利用已知的工具明显更好地修复较大的损坏。但如上面已经说明地，当成型滚子不倾斜、亦即其轴线平行于工件的纵轴线时，螺纹的修补也可以以高的质量进行。

因为成型工具的轮廓和成型工具相对于工件轴线倾斜的角度与要产生的螺纹类型有关，所以适宜的是，工具的各部件(造型的滚子和配合支座)设计成可容易更换的，从而工具可以用于产生不同的螺纹类型。这因而也是有意义的，因为配合支座和轮廓滚子随着时间的流逝而磨损并且然后必须更新。

Claims (8)

1.用于通过滚压螺纹来在具有圆柱形外表面的工件中制出螺纹的装置(1)，包括具有无斜率的轮廓的成型工具(7)，其中，成型工具的轴线相对于工件的轴线倾斜或者平行，其特征在于，所述成型工具(7)由一圆形的、绕其轴(8)可旋转地支承的盘(9)形成，两个环形的、同轴的、无斜率的轮廓(10)在该盘的外边缘上伸出，这些轮廓在它们之间形成一个环形空间(10)，该环形空间在形状和尺寸方面与要制成的螺纹的螺纹轮廓相应。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，圆柱形的工件被保持在一个支承件(20)的部分圆柱形的凹槽(12)中，该凹槽的纵轴线相对于成型工具(7)的轴线倾斜地设置。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述支承件(20)能相对于成型工具(7)的轴线成横向地和特别是成直角地特别是用手调整。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述部分圆柱形的凹槽(12)的内壁具有螺纹切口，该螺纹切口在形状和斜率方面基本上与要在工件上制成的螺纹相应。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，圆柱形的工件在与成型工具(7)相对的一侧通过至少两个与工件轴线平行的滚子(28)支承，这些滚子支承在一个支承件(20)上。

6.根据权利要求2至5之一所述的装置，其特征在于，为了调整成型工具(7)与支承件(20)之间的距离，支承件(20)能通过一螺杆(13)特别是用手操纵。

7.根据上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，工件能沿轴向和/或径向引入成型工具(7)与支承件(20)之间的间隙中和从该间隙中取出。

8.根据上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述装置作为手动工具能用手操纵和运输。

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