CN103025453B - 用于锻造的模具 - Google Patents

Abstract

一种用于对转向装置的齿条的带齿区段进行锻造的模具，所述模具包括第一模具（9）部分和第二模具部分（10），其中所述第一模具部分（9）具有用于模制齿部的第一模型凹处（11），并且第二模具部分（10）具有第二模型凹处（12），第二模型凹处具有齿条的与齿部对置的背部区域的形状。模具部分（9,10）能够沿着闭合方向（13）聚拢到最终状态中，在所述最终状态中第一模具和第二模具具有间距（s），其中在模具部分（9,10）的模型凹处（11,12）的区域中在模具部分（9,10）之间构建主凹穴（14），所述主凹穴在对置的侧上朝着副凹穴（16,17）开放，所述副凹穴分别位于第一模具部分和第二模具部分（9,10）之间的区域中。模具还具有至少两个副模型部分（18,19），副模型部分分别位于第一模具部分和第二模具部分（9,10）之间的区域中，并且其中至少部分地形成对副凹穴限界的壁，并且副模型部分能够分别相对于所述模型部分（9,10）沿与所述闭合方向（13）有角度的调节方向（29,30）推移。

Description

用于锻造的模具

本发明涉及一种用于对转向装置的齿条的具有齿部的区段进行锻造的模具，所述模具具有第一模具部分和第二模具部分，其中第一模具部分具有用于模制所述齿条的齿部的第一模型凹处，并且第二模具部分具有第二模型凹处，第二模型凹处具有齿条的与齿部对置的背部区域的形状，并且第一模具部分和第二模具部分能够在插入到所述模具中的坯件成型的情况下从打开状态沿着闭合方向聚拢到最终状态中，在最终状态中它们彼此具有间隔，其中在所述模具部分的所述模型凹处的区域中在模具部分之间构建主凹穴，主凹穴在模具部分的聚拢的最终位置中在对置的侧上朝着副凹穴开放，副凹穴分别位于第一模具部分和第二模具部分之间的区域中。此外，本发明涉及一种用于对转向装置的齿条的具有齿部的区段进行锻造的锻造方法，其中将两个模具部分之间的坯件成型，其中第一模具部分具有用于模制所述齿条的齿部的第一模型凹处，并且第二模具部分具有第二模型凹处，第二模型凹处具有齿条的与齿部对置的背部区域的形状，并且第一模具部分和第二模具部分能够在插入到所述模具中的坯件成型的情况下从打开状态沿着闭合方向聚拢到最终状态中，在最终状态中它们彼此具有间隔，其中在所述模具部分的所述模型凹处的区域中在模具部分之间构建主凹穴，主凹穴在模具部分的聚拢的最终状态中在对置的侧上朝着副凹穴开放，副凹穴分别位于第一模具部分和第二模具部分之间的区域中，并且其中在模具部分聚拢时坯件材料挤压到副凹穴中。

用于机动车辆的转向装置的具有不变齿部的齿条通常以切削方式制造，其中可以实现高精度。这种齿条也可以通过成型以高精度来制造。成型方法比切削方法经济得多。具有变化齿部的转向齿条很难制造，其中齿的间隔和/或齿的形状和/或齿的斜度随着齿部的延伸而变化。对于大批量的经济制造而言，所述方法开销会更高。

已知的是如下转向齿条：在其带齿端部的区域中具有三角形横截面或Y型横截面。例如，这种齿条从EP 0 738 191 B1中公开并且这种齿条的制造通过热锻造进行。这种齿条良好地适用于变化的齿部，并且在其引导中通过其纵向引导装置来支撑对抗由于倾斜而通过小齿轮的齿与齿条的齿之间的接触力出现的滚动力矩的影响。此外，存在具有圆背形状或D型横截面的转向齿条。这种转向齿条相对于具有Y型横截面的齿条在制造中有一些优点，也在其不带齿的区域中并且在装配中或在密封齿条时有些优点。所需要的安装空间也小得多，并且安置齿条的压力件的几何结构更简单。然而，这些齿条更容易受滚动力矩的影响，通过滚动力矩会产生具有噪声的倾斜(齿条滚动，Rack-Roll)。已知具有毛刺的锻造方法和没有毛刺的锻造方法来以成型技术制造用于转向装置的齿条，尤其是圆背齿条。

在其中使用开头提及类型的模具的、具有毛刺的锻造方法中，在两个模具部分聚拢时，坯件的材料从主凹穴中压出到在主凹穴两侧位于模具部分之间的分离平面的区域中的副凹穴中，并且该材料形成毛刺，这些毛刺在锻造过程之后移除。这些毛刺也容纳坯件的体积公差。在模具部分聚拢时，开口从主凹穴向副凹穴连续缩小(其也称作“毛刺缝隙”)，其中模具内压提高并且材料的部分从主凹穴流到副凹穴中。尤其是，在棱边上，在高压下出现坯件材料的强材料流。这导致在模具部分上的强磨损，尤其在模具部分的将主凹穴朝着副凹穴限界的棱边上的强磨损。由此，模具部分的使用寿命较短。此外，可实现的齿部精度受限制。齿部精度也与毛刺缝隙的几何结构有关，该几何机构只能通过在模具部分本身上的再加工来改变。

从EP 1 007 243 B1中公开了一种用于制造具有毛刺的圆背齿条的具有毛刺的锻造方法，其中副凹穴对从主凹穴出来的坯件材料流进行限界。在此，副凹穴在模具部分的最终状态中的总体积对应于在带齿区域中在齿条坯件与制成的齿条之间的体积差。副凹穴由此在模具部分的最终状态中封闭并且完全以坯件材料填充。由此可以构建提高的流体静力的最终压力。该方法的缺点是必须非常精确地限定坯件的体积，使得该坯件必须精确地预磨削或者以其他方式制成。这显著提高了制造开销。

从WO2005/053875 A1中公开了一种用于制造圆背齿条的没有毛刺的锻造方法。在两个模具部分之间设置有两个冲头。在两个模具部分的闭合状态中，它们在两侧地靠置在两个冲头上。主凹穴此时还未完全填充坯件材料。接下来，在减小主凹穴的体积的情况下，两个冲头按压到主凹穴中，由此坯件材料在所有侧上按压到主凹穴的壁上。由此，在该方法中使用的、非常规的模具不具有副凹穴。在该方法中也必须精确限定坯件的体积。因此，在齿条的其中构建齿部的区域中形成预成形坯，其减小了在切削加工中将出现的体积部分。此外已证明的是，为了达到相应的结果，通常需要预成形坯的与最终形状接近的几何构型。预成形坯几何结构在此必须根据经验来确定，这在技术上是高开销的。此外，预成形坯制造引起显著的附加成本，其通过切削本身以及通过对体积精确性的可行要求而引起。此外，加工引导是高开销的，并且在预成形坯体积上的小偏差或者在主凹穴体积上的小偏差已经会导致毛刺形成，由此由于所需的再加工而产生其他附加成本。

本发明的任务是提供一种开头提及类型的模具和锻造方法，通过其能够实现改进地制造用于转向装置的齿条。根据本发明的一实施例，提出了一种用于对转向装置的齿条的具有齿部的区段进行锻造的模具，所述模具具有第一模具部分和第二模具部分，其中所述第一模具部分具有用于模制所述齿条的齿部的第一模型凹处，并且第二模具部分具有第二模型凹处，所述第二模型凹处具有所述齿条的与所述齿部对置的背部区域的形状，并且所述第一模具部分和所述第二模具部分能够在插入到所述模具中的坯件成型的情况下从打开状态沿着闭合方向聚拢到最终状态中，在所述最终状态中所述第一模具和所述第二模具具有间距，其中在所述模具部分的所述模型凹处的区域中在所述模具部分之间构建主凹穴，所述主凹穴在所述模具部分的聚拢的最终状态中在对置的侧上朝着副凹穴开放，所述副凹穴分别位于所述第一模具部分和所述第二模具部分之间的区域中，其中，所述模具还具有至少两个副模型部分，所述副模型部分分别位于所述第一模具部分和所述第二模具部分之间的区域中，并且其中至少部分地形成对所述副凹穴限界的壁，并且所述副模型部分能够分别相对于所述模型部分沿与所述闭合方向有角度的调节方向推移。根据本发明的另一实施例，提出了一种用于对转向装置的齿条的具有齿部的区段进行锻造的锻造方法，其中坯件在两个模具部分之间成型，其中第一模具部分具有用于对所述齿条的齿部进行模制的第一模型凹处，并且所述第二模具部分具有第二模型凹处，所述第二模型凹处具有所述齿条的与所述齿部对置的背部区域的形状，并且所述第一模具部分和所述第二模具部分能够在插入到所述模具中的坯件成型的情况下从打开状态起沿着闭合方向聚拢到最终状态中，在所述最终状态中所述第一模具部分和所述第二模具部分彼此具有间距，其中在所述模具部分的模型凹处的区域中在所述模具部分之间构建主凹穴，所述主凹穴在所述模具部分的聚拢的最终状态中在对置的侧上朝着副凹穴开放，所述副凹穴分别位于在所述第一模具部分和所述第二模具部分之间的区域中，并且其中在所述模具部分聚拢时，所述坯件的材料挤压到所述副凹穴中，其中，挤压到所述副凹穴中的材料流过副模型部分，所述副模型部分分别部分地对相应的副凹穴中的挤压材料的流动进行限界，并且挤压到所述副凹穴中的材料挤压到如下间隙中：所述间隙设置在相应的副凹穴内，并且通过相应的副模型部分的朝着所述模型部分之一定向的面以及所述模具部分的端面来限界，或者通过相应的副模型部分的朝着所述模型部分之一定向的面以及设置在相同的副凹穴中的另一副模型部分的表面来限界。

根据本发明的模具具有开放的主凹穴，其中在两个模具部分的聚拢的最终状态中，在模具部分之间的模型凹处的区域中构建的主凹穴两侧连接有副凹穴。在模具部分聚拢时，坯件材料进入到这些副凹穴中，由此形成侧向的外翻或毛刺。根据本发明，模具除了两个模具部分之外还具有至少两个副模型部分。这些副模型部分分别位于在第一模具部分与第二模具部分之间的区域中，并且对副凹穴限界的壁至少部分地由副模型部分形成。副模型部分在此分别可以沿调整方向朝着模具部分推移，调整方向与闭合方向有角度。相应的副模型部分的调节方向与闭合方向所成的角度最好在45°到135°的区间中，其中在从至少70°到110°的范围中的角度是优选的并且与闭合方向成直角是特别优选的。

根据本发明的用于锻造齿条的具有齿部的区段的锻造方法通过根据本发明的一个实施例的特征来表征。根据该实施例，其中坯件在两个模具部分之间成型，其中第一模具部分具有用于对所述齿条的齿部进行模制的第一模型凹处，并且所述第二模具部分具有第二模型凹处，所述第二模型凹处具有所述齿条的与所述齿部对置的背部区域的形状，并且所述第一模具部分和所述第二模具部分能够在插入到所述模具中的坯件成型的情况下从打开状态起沿着闭合方向聚拢到最终状态中，在所述最终状态中所述第一模具部分和所述第二模具部分彼此具有间距，其中在所述模具部分的模型凹处的区域中在所述模具部分之间构建主凹穴，所述主凹穴在所述模具部分的聚拢的最终状态中在对置的侧上朝着副凹穴开放，所述副凹穴分别位于在所述第一模具部分和所述第二模具部分之间的区域中，并且其中在所述模具部分聚拢时，所述坯件的材料挤压到所述副凹穴中，其中，挤压到副凹穴中的材料流过副模型部分，这些副模型部分分别部分地对相应副凹穴中的挤压材料的流进行限界。挤压到相应的副凹穴中的材料挤压到如下间隙中：该间隙设置在相应的副凹穴内(也即形成相应的副凹穴的一部分)，并且通过相应的副模型部分的朝着模具部分之一定向的面和模具部分的端面来限界，或者通过相应的副模型部分的朝着模具部分之一定向的面和设置在相同的副凹穴中的另一副模型部分的表面来限界。相应的间隙于是位于相应的副模型部分与模具部分之一之间，或者位于分别部分地对相同的副凹穴限界的两个相应的副模型部分之间。

根据本发明的锻造方法能够实现坯件材料到副凹穴中的自由的(就是说仅部分地在模具的壁上限界的或者换言之部分未限界的)变形和与工具关联的变形的组合。到副凹穴中的材料流是必需的，以便实现齿条的所希望的形状的成型，并且在此以便减少用于预成型坯件的预加工。

通过该构型能够实现的是，限定地定位副模型部，在磨损增大时精调或者更换副模型部分。由此可以避免或者至少推迟模具部分的更换或再加工。

此外，通过副模型部分至少随之确定副凹穴的几何结构。由此，通过副模型部分的几何结构和/或调节可以改变或匹配副凹穴的几何结构，由此在锻造时可以优化坯件的材料流(物质流)。由此可以实现制成的齿条的质量改进。尤其可以调节坯件的挤压材料的流动阻力，其中齿成形可以至少通过模具部分的设置路径的一部分来在较小压力情况下实现，这又起到有利于使用寿命的效果。此外，可以减小在齿条中形成裂纹的危险。

有利地，副凹穴在模具部分的聚拢的最终状态上并未完全以坯件材料填充，也就是说，总是存在其中无坯件材料到达的区域。优选地，在此副凹穴朝着外部空间开放。也就是说，副凹穴并不仅仅朝着主凹穴开放，而是也在至少一个其他位置上未被壁限界。然而，当副凹穴在模具部分的最终状态中虽然朝着外部空间封闭，但其体积大至使得其未被坯件的挤压材料完全填充时，也会存在所述意义下副凹穴的“开放的”构型。在优选使用的圆柱形坯件的情况下，副凹穴的体积由此总体大于坯件的在齿条切削制造时将移除的体积部分。

有利地，在相应的副模型部分与模具部分之一的朝向另一模具部分的端面之间有间隙，或者在分别分区段地对相同的副凹穴限界的两个副模型部分之间有间隙。间隙的宽度在模具部分聚拢时减小。在聚拢的最终状态中，该间隙保持存在，这就是说未被完全闭合，其中间隙宽度在聚拢的最终状态中(在闭合方向上测量)优选至少为2mm。

通过副模型部分可以控制材料流，使得虽然副凹穴未被完全以材料填充，但实现对于齿部成形所需的流动应力。然而，工件坯件只需与在现有技术中相比较不精确地构建，因为通过副凹穴中的自由空间可以在很大程度上补偿材料量波动。

本发明的一个有利的实施形式设计了，相应的副模型部分具有第一侧面和第二侧面，其中第一侧面靠置在两个模具部分之一的端面上，该端面朝向另一模具部分，并且第二端面的至少一个区段形成对相应的副凹穴限界的壁。副模型部分的第一侧面和第二侧面通过端面来彼此连接。该端面与闭合方向有利地成小于45°、优选小于20°的角度，其中与闭合方向平行的取向是特别优选的。相应的副模型部分的端面优选相对于主凹穴回退，于是并不突出到主凹穴中或者并不与该主凹穴齐平，而是更确切而言形成对副凹穴限界的壁，在模具部分聚拢时从主凹穴中出来的坯件材料流过该壁。

有利地，端面相对于主凹穴回退在模具部分的最终状态中的模具部分间隔的至少十分之一，优选至少五分之一。在此，模具部分的(在模型凹处旁的)端面的、靠置有副模型部分的区段在端面与主凹穴之间延伸，其中模具部分的端面的该区段的延伸在通过模具的横截面(其与齿条或主凹穴的纵向延伸成直角地定向)中来看为在模具部分的聚拢的最终状态中模具部分的端面间隔的至少十分之一，优选至少五分之一(在模型凹处旁的区域中测量)。

有利地，在模具部分处于其聚拢的最终状态中时，副模型部分的厚度(在闭合方向上测量)为模具部分(在其在模型凹处旁的区段中)的朝向彼此的端面的间隔的至少四分之一，优选最高四分之三。

根据本发明的方法的一个有利的实施变形方案设计了，至少从坯件材料流过副模型部分的时刻起，副模型部分在齿条的带齿区段的锻造期间关于其调整方向保持静止，即不进行沿调整方向的运动。在此，副模型部分相对于两个模具部分之一静止，优选仅在固定的模具部分上保持副模型部分，这些副模型部分由此在锻造期间相对于模具部分静止。

然而，在根据本发明的方法的另一可能的实施形式中，副模型部分的至少之一在齿条的带齿区段的锻造期间可以在其调整方向中进行调整。由此，可以进一步影响材料流。在此，副模型部分中的至少一个、优选所有副模型部分的这种调整可以与模具部分的聚拢同时和/或在其之后进行。在此，副模型部分的运动的路径控制方法是可能的，其中通过相应的楔形引导装置和/或滑杆引导装置来将运动耦合到模具部分的闭合运动上。可替选地，副模型部分之一或两个均可以在变形过程期间借助附加的液压冲头来有针对性地移位。

本发明的其他优点和细节下面借助附图来阐述。其中：

图1示出用于机动车的转向装置的示意图；

图2示出转向装置的齿条的区段的斜视图(带齿区域缩短地并且简化地示出)；

图3示出在打开状态中的根据本发明的模具的一个实施例的横截面(其与模具的纵向延伸成直角或者与齿条的纵轴线成直角)的示意图，其带有插入的坯件；

图4示出与图3类似的在两个模具部分聚拢期间的视图；

图5示出与图3类似的在模具部分的聚拢的最终状态中的视图；

图6示出与图3类似的在锻造之后，将锻造的齿条从模具中拿出的视图；

图7和图8示出在锻造之后齿条的侧视图和俯视图；

图9示出在两个模具部分的聚拢的最终状态中模具的横截面，而没有所模制的齿条；

图10至图13示出了本发明的第二实施形式的与图3至图6类似的视图；

图14示出本发明的第三实施形式的与图5类似的视图；

图15至图17示出了本发明的第四实施形式的与图3至图5类似的视图；

图18示出了本发明的第五实施形式的与图5类似的视图；

图19示出了本发明的第六实施形式的与图5类似的视图。

相同类型或相同作用的元件在附图中以相同的附图标记来表示。

图1示意性示出用于机动车辆的转向装置的可能的构型。转向装置包括转向轮1和转向轴2，该转向轴包括两个或更多个铰接地彼此连接的区段。在转向轴2上无相对转动地安装或耦接有转向轴销3，其与齿条4的带齿区段5咬合。齿条4以沿其纵轴线可推移的方式安置，例如安置在转向壳体6中。系杆通过未示出的球头关节与齿条4的两个端部直接或间接地连接。系杆7以已知方式通过轴颈分别与机动车辆的被转向的轮连接。

为了在驾驶运动中辅助驾驶员，可以存在不同的装置，例如作用于齿条4的辅助驱动器或者作用于转向轴2的辅助驱动器。

齿条4的放大的部分在图2中以斜视图示出。齿条4具有带有齿部5的区段，该齿部在图2中出于简单原因而缩短地示出。带齿区段在齿条4的与齿条4的纵轴线39平行的纵向延伸部的一部分上延伸。在装入的状态中，齿条4以能沿与其纵轴线39平行的推移方向40推移的方式安置，这在图2中通过双箭头表示。

带齿区段的齿8在图2中示出为带有相同间隔和相同齿形的直的齿部5。通常要使用与此不同的齿几何结构，其中可以设置倾斜齿部。齿部的间隔和/或其倾斜状态和/或其形状在此可以随着带齿区段的延伸而变化，在此称作可变带齿的齿条。

在所示的实施例中，齿条4的与齿部5沿直径方向对置的区域圆柱形地构建。具有这种形状的用于转向装置的齿条也称作圆背齿条。由此，在与齿部5沿直径方向对置的区域(即背部区域)中，齿条4的轮廓在横截面中来看为圆弧形的。在齿部5的区域中，齿条在横截面中来看展平地构建。在该构型方面，这种齿条也称作具有D型轮廓的齿条。

用于对齿条的带齿区段进行锻造的模具(即工具)在图3中示意性地在横截面中在其打开状态中示出。模具包括第一模具部分9和第二模具部分10。第一模具部分9具有第一模型凹处11，第一模型凹处用于模制具有齿部5的区段。第二模具部分10具有第二模型凹处12。第二模型凹处在带齿区段中具有齿条的与齿部5沿直径方向对置的背部区域的形状，即在该实施例中在与纵轴线39成直角的横截面中来看圆弧形地构建。

在所示的实施例中，具有形成齿部的第一模型凹处11的第一模具部分9能够移位，并且第二模具部分10固定。第一模具部分9在此从打开状态沿闭合方向13朝第二模具部分10移位，直至达到完全聚拢的最终状态。聚拢的最终状态在图5中(带有模制成齿条4的坯件15)示出，并且为了进一步说明而在图9中(没有模制成齿条的坯件15)示出。相反的构型是可能的，其中第一模具部分9固定并且第二模具部分10能够沿闭合方向(与闭合方向13相反)朝着第一模具部分9调节，以成形齿条的带齿区段。

在模具部分9、10之间，更确切而言在有模型凹处11、12的区域中构建有主凹穴14，参见图9。主凹穴14由此在两个模具部分9、10之间包括模型凹处11、12的区域以及模型凹处11、12之间的区域。图9中，模型凹处11、12之间的区域示意性地通过虚线相对于在模型凹处11、12旁侧的、在模具部分9、10之间的区域而限界。该限界在此在图9中直线地在模型凹处11、12的边缘上的棱边之间延伸地表示。替选地，该限界也可以延续第二模型凹处12的(在此圆弧形的)延伸，即对应于插入到第二模型凹处12中的、圆柱形的坯件15的在其变形之前的横截面轮廓地构建。也可以在横截面中来看(对应于图9)将模制空间看做主凹穴14，该模制空间在其中两个模具部分9、10在成型工艺中最密地聚拢的位置上通过两个模具部分9、10的模型凹处11、12来限界，以及通过如下线来限界：这些线通过相应的模具部分11、12的模型凹处11、12的内部轮廓的切线延长部从两个模具部分9、10起经过相关的棱边27、28或24、25直至这些切线延长部的交点来形成。该限界的精确延伸，即例如在图9中示出或进一步描述的可能性是否被选择是不重要的。

主凹穴14由此在对置的侧上是开放的，即在关于与闭合方向13平行并且通过模具部分9、10或通过(成型的)坯件15延伸的中间平面对置的侧上是开放的。在此，在主凹穴14两侧均连接有副凹穴16、17。主凹穴14与副凹穴16、17之间的开口也可以称作“毛刺缝隙”。副凹穴16、17分别位于两个模具部分9、10之间的区域内，并且更确切而言，这些区域位于模型凹处11、12的(相对于之前提及的中间平面的)两侧。

在模具部分9、10之间并且在模型凹处11、12两侧的区域中还分别设置有分开的副模型部分18、19。相应的副模型部分18、19具有第一和第二侧面20、21和朝着主凹穴14定向的、连接第一和第二侧面20、21的端面22。相应的副模型部分18、19的第一侧面20靠置在第二模具部分10的朝着第一模具部分9定向的端面23上。相应的副模型部分18、19的对置的第二侧面21形成对相应的副凹穴16、17限界的壁。相应的副模型部分18、19的端面22相对于相应的棱边24、25回退，所述棱边位于第二模具部分10的朝着第一模具部分9定向的端面23与第二模具部分10的第二模型凹处12之间。在此，相应的副模型部分18、19与相应的棱边24、25的间距有利地为两个模具部分9、10或其端面26、23彼此的间距s的至少十分之一，优选至少五分之一。第二模具部分的端面23的、位于相应的副模型部分18、19与第二模具部分10的相应的棱边24、25之间的区段形成对相应的副凹穴16、17限界的壁的其他区段。

对相应的副凹穴16、17限界的壁的其他区段还由第一模具部分9的朝向第二模具部分的端面26形成，其中壁的这些区段分别连接到棱边27、28上，这些棱边位于第一模具部分9的端面26与第一模具部分9的第一模型凹处11之间。

相应的副模型部分18、19以能够朝着固定的第二模具部分10在相应的调节方向29、30上推移的方式来放置。调节方向29、30在示出的实施例中彼此平行并且与闭合方向13和与纵轴线39成直角。调节方向29、30相对于闭合方向13和/或相对于纵轴线39成角度的取向也是可能的，其中调节方向29、30不必彼此平行。与闭合方向13和/或与纵轴线39的直角取向的小于20°的偏差是优选的。

副模型部分18、19的端面22在示出的实施例中是平的并且与闭合方向13和与纵轴线39平行。对置的副模型部分18、19的端面22朝向主凹穴14，并且在此优选朝向待构建的齿条4的中央区域。

端面22也可以与闭合方向13和/或与纵轴线39成角度，该角度有利地小于45°，优选小于20°。

下面借助图3至图6阐述齿条的锻造。

在两个模具部分9、10的打开状态中，坯件15插入到固定的第二模具部分10的第二模型凹处12中，参见图3。坯件15在此具有适合于热锻造的温度。该温度对于钢制坯件高于钢的重结晶温度，优选在600℃到1250℃之间。

原则上该工具和该方法也可以应用于冷锻造。然而，由于高的变形力和由此造成的工具负荷，在钢成型的情况下热锻造是优选的。

接下来，可移动的第一模具部分9沿闭合方向13移位，其中坯件15在碰到第一模具部分9之后变形，并且在形成静水压力情况下在塑化状态下开始流动。在图4中示出在两个模具部分9、10的聚拢期间的中间状态。已经使用坯件15的变形并且坯件的材料排出到副凹穴16、17的区域中，其中坯件的材料已经流过副模型部分18、19的端面22。

在第一模具部分9沿闭合方向13进一步行进时，坯件15进一步变形，并且坯件15的更多材料到达副凹穴16、17中。在模具部分9、10继续聚拢时，坯件的材料到达副模型部分18、19的第二侧面21(该第二侧面21对置于第一侧面20，该侧面靠置在模具部分9、10之一上，在此靠置在第二模具部分10上)与第一模具部分9的端面26之间的相应的间隙42、43中(如果副模型部分18、19以其一个侧面靠置在第一模具部分9上，则相应的间隙位于相应的副模型部分18、19的其他侧面与第二模具部分10的端面23之间)。第一模具部分9越接近模具部分9、10的聚拢的最终状态，则这些间隙42、43越小，该最终状态在图5中示出。由此，在聚拢的最后区段中出现坯件15的材料中的提高的静水压力。在该高压下，又出现坯件15的材料围绕相应的副模型部分18、19的棱边31的增强的流动，该棱边位于对提及的缝隙限界的第二侧面21与相应的副模型部分18、19的端面22之间。由此，该棱边31经受相对提高的磨损。

在模具部分9、10达到聚拢的最终状态(参见图5)并且坯件15的锻造方法结束之后，第一模具部分9逆着闭合方向13打开，并且通过坯件15成型而构建的齿条4从模具中取出，参见图6。

在图6中，弧状延伸41在齿条4的不带齿区段中可见。模具部分9、10的模型凹处11、12延伸到齿条4的不带齿区段中，这对于模具部分9通过虚线表示。

齿条4在锻造之后还在两侧具有毛刺32、33，其可以随后被脱去。

由此，副模型部分18、19给出了毛刺32、33的几何结构的至少部分。由此，副模型部分也影响在锻造过程中坯件15的材料流。

在之前描述的实施例的锻造方法中，副模型部分18、19保持相对于第二模具部分10静止。在磨损增大时，副模型部分18、19可以通过沿相应的调节方向29、30推移来再调节。在此，可以更换止挡片34、35，其位于相应的副模型部分18，19的背离主凹穴14的端部与相应的止挡部36、37之间。止挡部36、37相对于相应的副模型部分18、19在其上能够推移的模具部分、在此即相对于第二模具部分10静止。

通过如此再调节副模型部分18、19，可以至少部分地补偿材料流中的通过磨损形成的变化。由此可以提高模具的使用寿命。

如果在副模型部分18、19上的磨损太大，则可以简单地将其更换，而无需再加工模具部分9、10本身。在模具部分9、10上出现的磨损相对于在副模型部分18、19上出现的磨损明显更小。在模具部分9、10的聚拢的最后区段中(其中静水压力特别高)，围绕模具部分9、10的棱边24、25、27、28出现明显更小的流动。

也可能的是，副模型部分18、19在加工期间(在单个锻造过程之间)可再调节地构建。对此可以设置相应的促动器，其可以将副模型部分18、19沿调节方向29、30调节。

在设置锻造方法时，可以简单地进行流的优化。为此，可以改变副模型部分18、19的位置，和/或可以使用具有不同几何结构、例如在其厚度(即其侧面20、21之间的间距)方面不同的副模型部分。由此可以进行流的优化，而无需加工模具部分9、10本身。

在图10至图13中示出本发明的第二实施例。除了随后描述的区别之外，该实施例对应于之前描述的实施例。

在此，副模型部分18、19同样以可沿调节方向29、30推移的方式安置在固定的第二模具部分10上。在模具部分9、10的聚拢的最终状态中，副模型部分18、19的一个侧面20并不位于第二模具部分10上，而是位于第一模具部分9的端面26上，参见图12。靠置在模具部分9、10之一上的侧面又称作第一侧面20。对置的第二侧面21朝着第二模具部分10的端面23定向并且与其间隔。在第二侧面21与端面23之间由此有间隙42、42，该间隙为副凹穴16、17的一部分，并且在模具部分9、10的聚拢的最后区段中，坯件15的材料流到其中，如从图11和图12的比较中可见的那样。

副凹穴16、17在该实施形式中在模具部分9、10的聚拢的最终状态中并不朝着外部空间开放。然而，这些副凹穴16、17在模具部分9、10的最终状态中仅部分地填充有坯件15的挤压的材料。在该意义下，同样可以称作“开放的”副凹穴，或者可以称作“开放的整体凹穴”，其包括主凹穴14和副凹穴16、17。

毛刺几何结构32、33与第一实施例的毛刺32、33的几何结构不同。

副模型部分18、19在模具部分9、10的聚拢期间又保持静止。

图14示出第三实施例，除了在副模型部分18、19的区域中的改型，第三实施例对应于第一实施例。副模型部分18、19在此在其朝着主凹穴14定向的端部的区域中具有突出部38，通过这些突出部，副模型部分18、19与第一模具部分9的端面26之间的间隙42、43在突出部38的区域中减小。由此，形成毛刺32、33中的凹口，由此使得毛刺32、33的脱开变得容易。为了将凹口设置到毛刺32、33从待构建的齿条4的主体的起始点上，副模型部分18、19在此还伸至主凹穴14，这就是说副模型部分18、19的端面22对主凹穴限界。流出到副凹穴中的材料在此直接到达副模型部分18、19与第二模具部分9的(在模型凹处11旁的)端面26之间的间隙42、43中。副模型部分18、19在模具部分9、10聚拢时又保持静止。

副模型部分18、19的与第二实施例类似的设置也是可能的，以便形成这种凹口。突出部38于是朝着第二模具部分10的端面23定向。

借助图15至图17阐述第四实施例。副模型部分18、19的设置对应于图3至图9中示出的第一实施例，然而例如也可以对应于图10至图13中示出的实施例。与之前描述的实施例不同，副模型部分18、19在该实施例中在模具部分9、10聚拢期间沿相应的调节方向29、30移位，更确切而言，总是从坯件15的挤压材料开始流过副模型部分的时刻起移位(之前其可以静止或者同样已经移位)。这也从图16与图17的比较中清楚看出。由此，可以进一步影响坯件15的材料的流动。通过这样影响坯件的材料，可以实现优化流动过程并且由此实现优化整个锻造方法，例如以便再提高在模具部分9、10的聚拢的最后区段中的静水压力。然而，在此可以有更多材料流到副凹穴16、17中，因为这些副凹穴总是不完全填充。至少在模具部分9、10的聚拢的最后区段中，在到达聚拢的最终状态之前，坯件15的材料到达间隙42、43中，这些间隙位于副模型部分18、19与模具部分9的端面26之间。

除了在设置锻造方法时通过副模型部分18、19的不同的几何结构来优化流的优化可能性之外，优化在此可以在锻造期间通过副模型部分18、19(其至少在该实施例中也可以称作冲头)的位置和运动来进行。

副模型部分18、19的调节可以通过未在图中示出的促动器来进行。此外，可以进行与可调模具部分9的运动的耦合，例如其方式是：在模具部分9运动时随之调节斜面，其中在这些斜面上靠置有副模型部分18、19的背离主凹穴的端部。

图18示出了第五实施例，除了第二模具部分10的模型凹处12的形状之外，第五实施例对应于第一实施例。模型凹处12在此具有楔形地朝彼此延伸的侧面，由此齿条4的与齿部5对置的背部区域通过带有相应形状的带齿区段来构建。所构建的齿条形状也可以称作具有三角横截面的齿条。

图19示出第六实施例，除了下面提及的区别，第六实施例对应于第一实施例。在此不仅在第一模具部分9上而且在第二模具部分10上以可沿调节方向29、30推移的方式安置有副模型部分18、18’、19、19’。副模型部分18、18’、19、19’的侧面20、20’之一分别靠置在相应的模具部分9、10上。位于主凹穴的相同侧上的副模型部分18、18’或19、19’的分别朝着彼此定向的侧面21、21’在其之间具有缝隙，该缝隙的厚度在模具部分9、10聚拢时减小，然而该缝隙在模具部分9、10的聚拢的最终状态中并不完全闭合。至少在模具部分9、10的聚拢的最后区段中，坯件4的材料流到间隙42、43中。

副模型部分18、19相对于主凹穴回退，而副模型部分18’、19’齐平地连接主凹穴，并且模型部分18’、19’的在此倾斜的端面为对主凹穴限界的壁的区段。对此不同的改型是可能的，例如所有副模型部分可以相对于主凹穴14回退。在优选的实施形式中，副模型部分18、18’；19、19’的至少两个相对于主凹穴回退。

副模型部分18、18’、19、19’在模具部分9、10上的可推移的安置在图19中出于简单性原因而未示出。为了在出现磨损时进行再调节，例如又可以设置止挡片34、34’、35、35’。

在其他实施例中，可以设置以仅能在可运动的模具部分9上推移的方式安置的副模型部分。

当不仅在固定的模具部分10上而且在可运动的模具部分9上设置有与模具部分9、10分开的副模型部分时，则至少设置在模具部分9、10之一上的副模型部分以可相对于模具部分9、10如所描述那样沿调节方向29、30可推移的方式放置，优选于是可以对于所有副模型部分18、19设置这种可推移的放置方式。

在附图中在下方示出固定的模具部分10，并且坯件15插入到该固定的模具部分中。其中坯件15插入到可运动的模具部分9中的相反的设置同样是可能的。

在示出的实施例中，构建齿部的模型凹处设置在可运动的模具部分9中。在固定的模具部分10中的布置也是可能的。

只要可应用或可实施，可以将不同实施例的各个特征彼此交换和/或组合，而不偏离本发明的范围。

附图标记表

1转向轮                   22端面

2转向轴                   23端面

3转向轴销                 24棱边

4齿条                     25棱边

5齿部                     26端面

6转向壳体                 27棱边

7系杆                     28棱边

8齿                       29调节方向

9第一模具部分             30调节方向

10第二模具部分            31棱边

11第一模型凹处            32毛刺

12第二模型凹处            33毛刺

13闭合方向                34止挡片

14主凹穴                  35止挡片

15坯件                    36止挡部

16副凹穴                  37止挡部

17副凹穴                  38突出部

18，18’副模型部分        39纵轴线

19，19’副模型部分        40推移方向

20，20’第一侧面          41延伸

21，21’第二侧面          42间隙

                          43间隙

Claims (16)

1.一种用于对转向装置的齿条(4)的具有齿部(5)的区段进行锻造的模具，所述模具具有第一模具部分和第二模具部分(9，10)，其中所述第一模具部分(9)具有用于模制所述齿条(4)的齿部(5)的第一模型凹处(11)，并且第二模具部分(10)具有第二模型凹处(12)，所述第二模型凹处具有所述齿条(4)的与所述齿部(5)对置的背部区域的形状，并且所述第一模具部分和所述第二模具部分能够在插入到所述模具中的坯件(15)成型的情况下从打开状态沿着闭合方向(13)聚拢到最终状态中，在所述最终状态中所述第一模具和所述第二模具具有间距(s)，其中在所述模具部分(9,10)的所述模型凹处(11,12)的区域中在所述模具部分(9,10)之间构建主凹穴(14)，所述主凹穴在所述模具部分(9,10)的聚拢的最终状态中在对置的侧上朝着副凹穴(16,17)开放，所述副凹穴分别位于所述第一模具部分和所述第二模具部分(9,10)之间的区域中，其特征在于，所述模具还具有至少两个副模型部分(18,19)，所述副模型部分分别位于所述第一模具部分和所述第二模具部分(9,10)之间的区域中，并且其中至少部分地形成对所述副凹穴限界的壁，并且所述副模型部分能够分别相对于所述模具部分(9,10)沿与所述闭合方向(13)有角度的调节方向(29,30)推移。

2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，相应的所述副模型部分(18,19)的调节方向(29,30)与所述闭合方向(13)成至少45°的角度。

3.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，相应的所述副模型部分(18,19)的调节方向(29,30)与所述闭合方向(13)成至少70°的角度。

4.根据权利要求1或2所述的模具，其特征在于，在所述模具部分(9,10)的聚拢的最终状态中，副凹穴(16,17)朝着外部空间开放和/或仅部分地填充有所述坯件(15)的挤压材料。

5.根据权利要求1或2所述的模具，其特征在于，相应的副模型部分(18,19)具有第一侧面和第二侧面(20,21)，其中所述第一侧面靠置在两个所述模具部分(9,10)之一的端面(23,26)上，并且其中所述第二侧面(21)形成对相应的副凹穴(16,17)限界的壁的至少一个区段。

6.根据权利要求5所述的模具，其特征在于，相应的副模型部分(18,19)的第一侧面和第二侧面(20,21)通过端面(22)彼此连接，所述端面相对于所述主凹穴(14)回退并且形成对相应的副凹穴(16,17)限界的壁。

7.根据权利要求6所述的模具，其特征在于，相应的副模型部分(18,19)的端面(22)与相应的副模型部分的调节方向(29,30)成小于45°的角度。

8.根据权利要求6所述的模具，其特征在于，相应的副模型部分(18,19)的端面(22)与相应的副模型部分的调节方向(29,30)成小于20°的角度。

9.根据权利要求5所述的模具，其特征在于，所述模具部分(9，10)的、相应的副模型部分(18,19)的第一侧面(20)靠置在其上的端面(23,26)具有如下区段：所述区段位于相应的副模型部分(18,19)的第一侧面(20)的靠置区域与相关的模具部分(9,10)的模型凹处(11,12)之间，并且所述区段形成对相应的副凹穴(16,17)限界的壁。

10.根据权利要求1或2所述的模具，其特征在于，存在第一副模型部分和第二副模型部分(18，19)，所述第一副模型部分和第二副模型部分以能够在模具部分(10)的模型凹处(12)两侧推移的方式安置在所述模具部分(10)之一上。

11.根据权利要求1或2所述的模具，其特征在于，所述第二模具部分(10)的第二模型凹处(12)在通过所述模具的横截面中来看具有圆弧形状。

12.根据权利要求1或2所述的模具，其特征在于，在相应的副模型部分(18,19)与模具部分(9)之一的朝向另一模具部分(10)的端面(26)之间，或者在对相同的副凹穴(16,17)限界的两个副模型部分(18,18’；19,19’)之间存在缝隙，所述缝隙的宽度在所述模具部分(9,10)聚拢时减小。

13.一种用于对转向装置的齿条(4)的具有齿部(5)的区段进行锻造的锻造方法，其中坯件(15)在两个模具部分(9,10)之间成型，其中第一模具部分(9)具有用于对所述齿条(4)的齿部(5)进行模制的第一模型凹处(11)，并且两个模具部分中的第二模具部分(10)具有第二模型凹处(12)，所述第二模型凹处具有所述齿条(4)的与所述齿部(5)对置的背部区域的形状，并且所述第一模具部分和所述第二模具部分能够在插入到所述模具中的坯件(15)成型的情况下从打开状态起沿着闭合方向(13)聚拢到最终状态中，在所述最终状态中所述第一模具部分和所述第二模具部分彼此具有间距(s)，其中在所述模具部分(9,10)的模型凹处(11,12)的区域中在所述模具部分(9,10)之间构建主凹穴(14)，所述主凹穴在所述模具部分(9,10)的聚拢的最终状态中在对置的侧上朝着副凹穴(16,17)开放，所述副凹穴分别位于在所述第一模具部分和所述第二模具部分(9,10)之间的区域中，并且其中在所述模具部分(9,10)聚拢时，所述坯件(15)的材料挤压到所述副凹穴(16,17)中，其特征在于，挤压到所述副凹穴(16,17)中的材料流过副模型部分(18,19)，所述副模型部分分别部分地对相应的副凹穴(16,17)中的挤压材料的流动进行限界，并且挤压到所述副凹穴(16,17)中的材料挤压到如下间隙(42,43)中：所述间隙设置在相应的副凹穴(16,17)内，并且通过相应的副模型部分(18,19)的朝着所述模具部分(9,10)之一定向的面(21)以及所述模具部分的端面(26,23)来限界，或者通过相应的副模型部分(18,19)的朝着所述模具部分(9,10)之一定向的面(21)以及设置在相同的副凹穴(16,17)中的另一副模型部分(18’,19’)的表面来限界。

14.根据权利要求13所述的锻造方法，其特征在于，所述副凹穴在所述模具部分(9,10)的聚拢的最终状态中仅部分地填充有所述坯件(15)的挤压材料。

15.根据权利要求13或14所述的锻造方法，其特征在于，所述副模型部分(18,19)在所述齿条(4)的带齿区段的锻造期间相对于其调节方向(29,30)保持静止。

16.根据权利要求13或14所述的锻造方法，其特征在于，在所述齿条(4)的带齿区段的锻造期间，所述副模型部分(18,19)中的至少一个在调节方向(29,30)中调节。