CN102896271A - 制造套环的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及由线材制造套环(2)的方法，该方法仅通过冷成型来完成并包括以下步骤：通过剪切从线材分离坯料(1)，通过模压(100)整平坯料的前表面(3，4)，组合的筒形件挤压(200)，冲压(300)，中空反挤压(400)，可选地通过整平(500)形成周边环形沟槽(12)，以及缩减(600)滚边。为了增加能使用的材料的范围而同时提供最小的循环周期，本发明提出在一个或更多个工艺步骤之前和/或在一个或更多个工艺步骤期间，将线材和/或该工艺的中间产品在线加热到高达200℃的温度，特别是150℃。为了实现该方法，本发明还提出横向传递式压力机的使用，其特征在于集成的加热设备。

Description

制造套环的方法

技术领域

本发明涉及由线材制造套环的方法，该方法排他性地通过冷成型来完成且包括以下步骤：通过剪切从线材分离坯料，其中坯料用作工件；通过模压来整平坯料的前表面；组合的筒形件挤压；冲压；中空反挤压；可选地通过整平来形成周边环形沟槽；以及缩减滚边。本发明还涉及横向传递式压力机。

背景技术

特别是适合于C15钢的这样的方法在EP 2 151 289 B1中公开。尽管该先前已知的方法据说也适合于利用除C15钢之外的钢号来执行，但是日常实践还没有证明适合于具有比C15钢高的屈服应力的钢。这种较高质量的钢在冷成型过程中需要相对较高的力。明显增加了应力断裂的危险。

EP 2 151 289 B1提出了用于影响材料的性能的可选热处理，且这种热处理预期优选地在整平和筒形件挤压步骤之间进行。现有技术已知的热处理技术比如硬化、退火、回火等。但是在一般方法中利用这种热处理技术来生产套环需要中断实际过程。

发明内容

上述缺陷因机械操纵和制造原因尤其应被避免。因此，本发明的目的是提供制造套环的方法和设备，该方法允许采用各类材料，而同时最小化循环周期。

作为该目的的解决方案，本发明提出在一个或更多个工艺步骤之前和/或在一个或更多个工艺步骤期间将线材和/或工艺的中间产物在线加热至高达200℃，特别是150℃的温度的方法。

在下文中，线材和/或工艺的中间产物也被称为工件。

根据本发明的方法的中心思想是在执行工艺期间加热工件。在该背景下的加热严格意义上并不是指热处理，比如EP 2 151 289 B1中已知的，即涉及工件材料的相变和/或结构改变。热处理通常在至少500℃的温度下进行。热处理工艺中的温度通常在再结晶温度的范围内。再结晶温度则在各自材料的熔化温度的40％-50％的范围内。在钢的情形中，熔化温度约1200℃，且再结晶温度约600℃。已知的热处理技术比如是硬化、回火、碳化等。

相比而言，本发明方面的加热指达到明显低于再结晶温度的最大工件温度的过程。因而，根据本发明加热的工件仍能通过冷成型工艺形成。冷成型的特征是，其在低于各自材料的再结晶温度的温度下进行。另一方面，在执行根据本发明的工艺期间的热处理将意味着工件温度对于冷成型来说太高。实践中推荐在根据本发明的加热过程期间将工件加热到至多200℃的温度，优选为170℃，更优选为150℃，且最优选为140℃，特别是130℃。申请人进行的试验表明，这样的低温已经足以明显地降低工件的屈服应力。这使得能够更可靠且以更低的力来执行工件的冷成型。特定的优势源自根据本发明加热的工件能更容易形成而同时实现了冷成型的益处，特别是工件的高的尺寸精度和表面质量。而且，呈现明显高的屈服应力的钢比如1.4003(根据DIN EN10088-2)中的应力断裂能被有效地避免。因此，能实现通过本方法处理的各类材料。

根据本发明，工件被在线加热。这意味着工件的加热过程连续地并入冷成型工艺中。总的来说，该工艺是涉及加热和冷成型的单一的连续过程。工件能在压制和加热的各个工作站之间自动转移。但是，在本发明的有利实施方式中，利用同时用作压力机和加热设备的设备来处理工件。特别是，能提供工件的感应加热。用于感应加热的相应设备比如螺旋感应线圈能直接并入执行该方法所用的压力机中。因而，能在仅一个工作步骤中进行工件的加热和冷成型，从而节省了将工件从一个工作站转移到另一工作站的时间以及在工作站处的设置时间。因此，同时容易、廉价且快速地实现了该工艺的实施。

能在一个和/或多个工艺步骤之前和/或在一个和/或多个工艺步骤期间执行加热工件的过程。工艺步骤包括上述提到的冷成型工艺，切割，通过模压来整平，筒形件挤压，冲压和中空反挤压以及缩减。在执行工艺步骤之前加热工件提供的优点是，工件能在冷成型工艺之前已经完全被加热到比如150℃的期望目标温度。在执行工艺步骤期间加热工件提供的优点是，在整个冷成型工艺期间期望的目标温度能保持恒定。因此，例如能在整个冷成型工艺期间实现屈服应力的有益的减小。

本发明的有优势的改进提供了利用来自不锈钢的钢线材特别是1.4003(根据DIN EN 10088-2)作为线材。根据本发明表明，与类似的现有技术方法相比，精确地，将工件略微加热至200℃，特别是150℃以及所推荐的冷成型工艺的步骤的组合提供给不锈钢良好的易加工性。工件的冷成型和前述的略微加热的组合允许在一般工艺的范围内方便地使用不锈钢，因为这降低应力断裂的危险，而产生在经济上可接受的报废。

实现不锈钢的使用则提供了增效作用且因此提供了以下优势，即在该工艺之后涂覆精加工的套环来获得耐腐蚀性的额外步骤变得不必要。这节省了时间和成本。因而，与现有技术方法相比的优势是，执行根据本发明的工艺不太昂贵，需要的能量较少且甚至能是更快速的。

上述的工艺步骤优选地通过多级横向传递式压力机接连地执行使得能在单一的工作步骤中利用根据本发明的方法完全地产生套环，且不需要机械加工，特别是不需要机械精加工工作。因此，根据本发明的方法能容易且廉价地执行。

根据本发明的方法另外的优点在于，所谓的线材卷形式的半加工的工件能作为初始材料使用。因而能以有利的方式标准化且简化供给、储存和处理。

根据本发明的方法，套环的制造，即带凸缘的套形式的环形套的制造，例如仅通过冷成型来进行。不涉及任何机械加工，特别是机械精加工。套环的精加工更确切地说在仅一个涉及以下工艺步骤的工作过程中进行，这些工艺步骤优选地通过多级横向传递式压力机接连地执行。

在第一步骤中，通过剪切从线材卷分离坯料。代替剪切能利用切割来用于该分离。优选地，具有19mm直径的线材被采用使得工件具有圆形横截面及19mm的直径。坯料的垂直延伸依赖于切割长度而获得，该切割长度能根据需要进行调节。能根据待制造的套环的需要来调节切割长度。不言而喻，也能采用除19mm之外的直径。坯料用作执行工艺所用的工件。

在从线材卷切断坯料之后，坯料的前表面被整平，这优选地通过模压进行。

在后续的工艺步骤中，通过组合的筒形件挤压工艺在坯料的前表面中各自形成筒形凹部。

在另外的工艺步骤中，通过冲压工艺形成连续凹部。该工艺步骤的结果是环形中间产品。

此后，执行中空反挤压工艺，该中空反挤压工艺之后是缩减滚边的步骤。

在这后面的两个工艺步骤之间，可以提供通过整平形成周边环形沟槽的工艺步骤。不用说，可以通过很多接连的整平步骤形成多个环形槽。因此，本发明不应在限制的意义上来理解，因为根据套的类型，可提供一个环形槽或多个环形槽或者不提供环形槽。本发明的重要意义在于仅通过冷成型来制造精加工的套环，这意味着在没有任何机械后处理的情况下来制造最终产品。

关于设备，本发明的目的通过提供适合于执行所述工艺的横向传递式压力机来解决，该压力机包括集成的加热设备。这意味着根据本发明的横向传递式压力机能用于形成以及加热待处理的工件。这样的横向传递式压力机的优点是，相比于现有技术已知的方法能明显减少在执行根据本发明的工艺期间的循环和设置时间。

根据本发明的另一发展例，加热设备被设计成感应加热设备，特别是设计成感应线圈。优点是对于工件的快速和均匀加热。

附图说明

根据以下描述并参考附图，本发明的另外的特征和优点将变得明显，其中示出了：

图1是本发明的工艺的示意性流程图；以及

图2是根据本发明的方法制造的套环的剖视侧视图。

附图标记列表

1 坯料

2 套环

3 前表面

4 前表面

5 中间产品

6 筒形凹部

7 筒形凹部

8 中间产品

9 连续凹部

10 中间产品

11 中间产品

12 槽

13 中间产品

14 感应线圈

100 模压工艺

200 组合的筒形件挤压工艺

300 冲压工艺

400 中空反挤压工艺

500 整平工艺

600 缩减工艺

具体实施方式

根据本发明的方法涉及套环，即环形套，比如带凸缘的套形式的套环的制造。能根据本发明的方法制造的套环2在图2中示出。图2显示了最终设计，但不按比例。

为了制造遵循图2中图示的套环2的最终套轮廓，通过在图2中示意性图示的工艺来执行该方法。

工艺的开始点是坯料1。该坯料1通过从卷绕的线材分离一定的线材长度来制备，卷绕的线材没有在图1中进一步示出。分离卷绕的线材来制备坯料1能通过比如剪切来完成。

紧接其后，在模压步骤100整平坯料1，即，形成坯料的平的前表面3和4。借助通过模压进行的该整平步骤，获得了中间产品5。

此后，在接下来的步骤中，使中间产品5受到组合的筒形件挤压200，这导致在前表面3和4中形成筒形凹部6和7。由该步骤得到的产品是中间产品8。

在下面的步骤中，通过冲压300形成连续凹部9，这产生中间产品10。

在接下来的步骤中，执行中空反挤压400，从而得到中间产品11。之后，通过整平500为中间产品11设置周边环形沟槽12。因而，得到具有环形槽12的中间产品13。

在最后的步骤中，使滚边经历缩减600。该最后步骤的结果是精加工的产品，即如图2所示的套环2。

在模压100期间和/或模压100之后，能利用感应线圈14通过感应方式加热中间产品5。可选地和/或另外地，也能在中空反挤压400期间和/或中空反挤压400之后执行加热。也可以在工艺过程中不同点借助感应线圈14进行可选或额外的加热。

感应线圈14在图1中示意性地示出。其包括交流源，特别是逆变器。交流源的频率处于高频范围，特别是处于10kHz至80kHz的范围。加热能获得的工件温度是200℃，优选地为170℃，进一步优选地为150℃，更优选地为140℃，且特别是130℃。该温度仍不会导致与热处理相关的影响使得仍能首先应用冷成型工艺。根据本发明的加热仅降低中间产品5的材料的屈服应力。因此，冷成型得到的中间产品5的易加工性特别好且提供了所制作部件的高的尺寸精度和表面质量的益处。很大程度上避免了应力断裂。所描述的借助于感应线圈14进行的加热也能在工艺的一个和/或多个步骤之间和/或期间执行。

上述方法的具体特征在于，该方法允许仅通过冷成型来制造套环2。不需要诸如例如机加工的任何机械处理，且特别地不需要后处理。工艺完成之后的最终产品是精加工的套环。

Claims (8)

1.由线材制造套环(2)的方法，该方法仅通过冷成型来完成并包括以下步骤：

通过剪切从线材分离坯料(1)；

通过模压(100)整平所述坯料的前表面(3，4)；

组合的筒形件挤压(200)；

冲压(300)；

中空反挤压(400)；

可选地通过整平(500)形成周边环形沟槽(12)；以及

缩减(600)滚边，

其特征在于，在一个或更多个工艺步骤之前和/或在一个或更多个工艺步骤期间，将所述线材和/或该工艺的中间产品在线加热到高达200℃的温度，特别是加热到150℃。

2.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述工件被感应加热。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过多级横向传递式压力机来执行冷成型的步骤。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，由C15钢制成的钢线材被用作所述线材。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，由不锈钢制成的钢线材，特别是1.4003(根据DIN EN 10088-2)被用作所述线材。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，具有19mm直径的线材被用作所述线材。

7.横向传递式压力机，适合于执行根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于集成的加热设备。

8.根据权利要求7所述的横向传递式压力机，其特征在于，所述加热设备被设计为感应加热设备，特别是被设计为感应线圈。

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