CN103260789A

CN103260789A - 加工工件的工具

Info

Publication number: CN103260789A
Application number: CN2011800545864A
Authority: CN
Inventors: 迭戈·卡斯特罗·梅嫩德斯-卡斯塔涅多; 胡安·伊格纳西奥·洛佩斯·马丁内茨; 伊万·若泽·普雷萨·洛佩斯
Original assignee: PMG Asturias Powder Metal SA
Current assignee: PMG Asturias Powder Metal SA
Priority date: 2010-11-12
Filing date: 2011-11-11
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2031-11-11
Also published as: EP2637810A2; CN103260789B; WO2012063125A3; EP2637810B1; WO2012063125A2

Abstract

本发明涉及一种用于加工工件（4）的工具（1）。该工具（1）包括：在工作方向（22）上能够运动的工具部件（3），该工具部件用于对工件（4）的表面（11）进行冲击；能够在工具部件（3）的工作方向（22）的横向上、在驱动方向（24）上驱动的驱动部件（19、19a、19b），该驱动部件为力的传递与工具部件（3）共同作用；在工具部件（3）和驱动部件（19、19a、19b）之间定位了一个传动部件（2、2a、2b）,该传动部件用于驱动部件（19、19a、19b）和工具部件（3）之间的力传递。

Description

加工工件的工具

技术领域

本发明涉及一种加工工件，特别是金属工件的工具。

背景技术

一种在用于换挡变速器的、以粉末冶金制造的滑动套筒的内齿部上成型衬背的方法已由文献WO2010/075600A1已知。这里将环形零件的内齿部的齿面区域中的凹槽称为衬背。借助于滚压工具进行成型，其中，使用塑性材料挤压的方法，通过背侧滚压，由衬背区域成型为衬背。由于滚压工具按预先限定的工具转数沿工件的表面旋转运动，工件有机械变形的危险。

一种用于压实烧结零件或用于压实待制造的烧结零件的粉末的工具由文献EP2060346A2已知。工具具有压实部件，该压实部件在其径向上的尺寸是能够改变的，借助于该压实部件压实出简单的环形形状的烧结零件或压实出烧结零件或烧结粉末的齿部。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种工具，使用该工具可以廉价而尺寸精确地加工工件。

通过权利要求1的特征组合实现了该目的。

根据权利要求1设置了工具部件，其沿着工作方向运动到所提供的工件的表面上。在工作方向上的运动不是旋转进行，而是大体上进行平移移动，从而以较小的力的耗费实现加工工件时的较高的效率。

该工具适合于加工不同的工件。一般适合于金属工件，特别适合于粉末冶金法制造的工件或零件。

工具优选用于使所提供的前述工件的表面成型，例如也用于使已经压实的烧结零件或由固体材料构成的不能够压实的零件成型。

工具在工具部件和驱动部件之间具有传动部件，用于驱动部件和工具部件之间的力传递。驱动部件由特异的装置驱动，从而在过程实施当中提供必要的力和运动路径。由于驱动部件没有直接地作用于工具部件，实现了更精细的力转化以及由此对待制造的工件表面凹凸形貌或表面最终几何形状的更精细的调整。而且还有利地降低了工具部件的磨损。

在优选的实施方式中，对工件表面的冲击形成为在所提供的工件表面的表面凹凸形貌的成型。在此，工具部件具有带有成型凹凸形貌的接触面作为成型部件。以该成型凹凸形貌，成型部件向所提供的工件表面的工作方向上运动，从而在此形成表面凹凸形貌。由此提供了一种工具，该工具时间节省且费用节省地以较少工作步骤进行成型过程。

作为替代，该工具部件可以在结构上如此发生变化，即，提供工具，用以压实烧结零件或烧结粉末。

权利要求3和4的措施实现了，使成型部件简单地匹配于不同尺寸的环形工件，例如汽车领域的齿轮或滑动套筒。此外，通过成型部件的径向上能够发生改变的延伸，在过程实施当中能够轻松实现成型部件与工件机械啮合成为限定的形状并且能够实现啮合的解除。此外，成型部件可以在成型之前引入它的限定的工作位置，从而在成型之前不存在成型部件的成型凹凸形貌和工件表面之间发生不希望的接触的风险。

成型部件优选具有至少一个缝隙或多个均匀分布的缝隙，由此能够在工艺上简单地实现成型部件的径向上的变化的延伸。作为替代，缝隙非均匀地分布。这一点在加工具有特殊几何形状工件时是有利的。

成型部件可以形成为一件式的或者由多个扇形体构成的。

表面凹凸形貌有利地成型在单个的或全部的、工件的内齿部或外齿部的齿上，从而使最终几何形状特别廉价地且尺寸精确地制成。

因此本方法的优选的用途是制造汽车制造中的齿轮、滑动套筒、变速器同步环或联轴节主体，特别是机动车的变速器。

通过成型，可以在滑动套筒的齿部上廉价地制成所希望的表面凹凸形貌。在齿部的齿上可以形成凹陷部，即，通过成型在齿上挤压材料。凹陷部可以有利地形成齿部的齿上的衬背、挡板或定位齿或者凹口。传统上，诸如齿部的齿上的衬背、凹口或者定位齿的这样的凹凸形貌要费事地通过铣制、滚压或其它的后续加工制成。此外，传统的后续加工在齿部进行凹凸形貌设计的限制，而本发明所建议的成型允许了任意的表面凹凸形貌。表面凹凸形貌可以具有例如衬背和/或凹口和/或定位齿。传统上，当在齿上设置衬背和凹口，即多个凹凸形貌类型时，必须在齿上进行多个加工步骤。凭借成型，可以在单一工序中时间且费用节省地在为此设置的齿部的齿上实现具有相应地设计的成型凹凸地貌的不同的凹凸地貌类型。

权利要求7至12的措施支持了限定的、由驱动部件直至工件表面的力传递。

有利地，传动部件和成型部件的互补的表面平行于驱动部件的驱动方向。该几何形状支持了结构上简单的成型部件的构造和廉价的制造。此外，成型部件的简单的构造促进了功能安全的用于成型的方法流程。

根据权利要求14形成的传动部件实现了横于工作方向的多个用于成型部件的运动控制的位置。成型部件可以由此更稳定地引至活动的用于成型的工作位置并引至静止的休止位置。

原则上，具有能够在工作方向上运动的成型部件的、且具有能够在工作方向横向上运动的驱动部件（用以对成型部件的运动进行机械控制）的工具由文献EP2060346A2已知。文献EP2060346A2使用了工具以压实烧结零件或烧结粉末，同时，该预先已知的工具的原理优选用于使表面凹凸形貌成型或使所提供的工件表面的最终几何形状成型。

附图说明

以下将根据图示中所描述的实施例对本发明进行进一步的阐述。附图中：

图1示出了第一个实施方式中的工具的剖面侧视图，

图2示出了另一个实施方式中的工具的剖面侧视图，

图3示出了第一个实施方式中的成型部件的立体图，

图4示出了图3中的成型部件的剖面侧视图，

图5A、5B示出了具有用于滑动套筒的内齿部的成型的、不同的成型凹凸形貌的两个成型部件的局部立体图，

图6示出了成型过程之前，具有用于成型所提供的内齿部的滑动套筒的局部立体图，

图7A、7B、7C示出了成型之后，在内齿部上具有不同的表面凹凸形貌的滑动套筒的局部立体图，

图8A、8B示出了表面凹凸形貌成型之前和之后，滑动套筒的内齿部的齿的立体图，

图9示出了根据图8B的用于在齿上的表面凹凸形貌的成型的成型部件的局部截面图，

图10A、10B示出了另一个实施方式的表面凹凸形貌的成型之前和之后，滑动套筒的内齿部的齿的立体图，

图11示出了根据图10B的用于在齿上的表面凹凸形貌的成型的成型部件的局部截面图，

图12A、12B示出了另一个实施方式的表面凹凸形貌的成型之前和之后，滑动套筒的内齿部的齿的立体图，

图12C、12D示出了另一个实施方式的表面凹凸形貌的成型之后，滑动套筒的内齿部的齿的立体图，

图13示出了根据图12B的用于在齿上的表面凹凸形貌的成型的成型部件的局部截面图，

图14A、14B示出了另一个实施方式的表面凹凸形貌的成型之前和之后，滑动套筒的内齿部的齿的立体图，

图15示出了根据图14B的用于在齿上的表面凹凸形貌的成型的成型部件的局部截面图，

图16示出了在工件成型之前的位置中的工具的驱动装置的剖面侧视图，

图17示出了在工件成型时的位置中的图16中的工具和驱动装置的剖面侧视图。

附图标记说明

1 工具

2、2a、2b 传动部件

3 成型部件

4 工件

5 接触面

6a、6b 第二传动面

7a、7b 接合面

8 缝隙

9 扇形体

10 滑动套筒

11 未成型的内齿部

12 衬背

13 定位齿

14 凹口

15 驱动装置

16 轴向方向

17 中间纵轴

18 径向方向

19、19a、19b 驱动部件

20 成型凹凸形貌

21 内表面

22 工作方向

23 外表面

24 驱动方向

25a、25b 驱动面

26a、26b 传动面

27 齿

具体实施方式

根据图1，用于成型的工具1具有传动部件2和成型部件3。传动部件2包括第一传动部件部分2a和第二传动部件部分2b。两个传动部件部分2a和2b彼此带有间隔地设置在工具1的轴向方向16（即沿着工具1的中间纵轴17）上。成型部件3的径向延伸能够在径向方向18上改变。对此控制了单个的或者全部的传动部件部分2a、2b在径向方向18上的移动。借助于仅在图1中示意性示出的、相应的驱动部件19a、19b进行移动控制。

成型部件3具有接触面5，该接触面具有成型凹凸形貌20，该成型凹凸形貌为成型应当在工作方向22上作用于环形的工件4的、所提供的径向内表面21。工作方向22大体上在工件4的径向方向18上伸展。与待成型的内表面21非互补地形成成型凹凸形貌20。为了成型内表面21，借助于驱动部件19和传动部件2使成型部件3向其径向最大延伸方向上移动（图1）。

借助于驱动部件19和传动部件2使成型部件3向其径向最小延伸方向上移动，以使已提供的径向外表面23成型（图2）。

在工作方向22横向上沿着驱动方向24驱动驱动部件19，以控制成型部件3的移动。驱动方向24平行于轴向方向16伸展。驱动部件19的、传动部件2的和成型部件3的相互对应的或共同起作用的面保证将所需的力传递到成型部件3上，借此能够将该成型部件在成型前后以及成型期间传送到其不同的位置上，而没有在成型部件3与其成型凹凸形貌20与工件4之间出现所不希望的机械接触。驱动部件19具有与驱动方向24形成为锐角的驱动面25a、25b。驱动面25a与传动部件2a的互补的传动面26a共同作用。该设计同样适用于驱动面25b和传动部件2b的互补的传动面26b。

传动部件2设置在驱动部件19和成型部件3之间。传动部件2a或2b具有与成型部件3的互补的接合面7a或7b共同作用的第二传动面6a或6b。第二传动面6a、6b和接合面7a、7b平行于驱动方向24即在轴向方向16上伸展。

至少一个传动部件部分2a、2b和/或成型部件3优选地也能够在轴向方向16上移动。

成型部件3优选地大体上形成为环形或空心圆柱体。这能够在图3和图4中最清楚的看出。沿着成型部件的切线方向可以设置大量的缝隙8。这些缝隙实现了成型部件3的尺寸的简单的、径向可变的延伸。在一定程度上可以在径向方向18上“打开”（径向扩大）和“关闭”（径向缩小）成型部件3。

根据图5A和5B，设有缝隙8的成型部件3对于在工件4的内部表面21上实现径向内部最终几何形状是适宜的。

根据图3和图4，成型部件3适用于形成工件4的外表面23。缝隙8在径向方向18上对齐，该缝隙沿轴向方向16延伸，然而不经过成型部件3的整个长度。

在一个实施方式中，所提供的工件4的表面涉及滑动套筒10的未成型的内齿部11（图6）。内齿部11的待成型的最终几何形状即待成型的表面凹凸形貌是通过成型部件3的成型凹凸形貌20限定的（图5A、5B）。通过分别限定的成型凹凸形貌20，待通过成型进行加工的内齿部11可以采取不同的最终几何形状：内齿部11或它的单独的齿27可以在成型后具有例如衬背12（图7A、8B、10B）的、定位齿13（图7B、14B）的或凹口14（图7C、12B、12C、12D）的几何形状和功能。

图8b示出了通过成型而在齿27上制成的衬背12的第一变体。该衬背12的几何形状大致对应于根据图7a中的变体。能够用于成型出该衬背12的成型部件3在图9中在导致成型的工作位置上示出。图10B示出了通过成型而在齿27上制成的衬背12的另一变体。能够用于成型出该衬背12的成型部件3在图11中在导致成型的工作位置上示出。图12B、12C和12D分别示出了通过成型而在齿27上制成的凹口14的变体。理论上能够用于形成凹口14的成型部件3在图13中在导致成型的工作位置上示出。为形成凹口14，成型凹凸形貌20的块状几何形状在此分别匹配于凹口14的几何形状变体。另外，从图12B、12C和12D可以看出，齿27的表面凹凸形貌具有衬背12以及凹口14。该表面凹凸形貌可以通过单独的成型部件3成型得到。作为替代，可以使用时间上相继的多个，特别是两个具有不同的成型凹凸形貌20的成型部件3，从而在齿27上形成整个的表面凹凸形貌（衬背12和凹口14）。在图14B中示出了在齿27上的所谓的定位齿13作为表面凹凸形貌。在图15中，能够用于成型出定位齿13的成型部件3在导致成型的工作位置上示出。

根据图9、11、13、15的成型部件3原则上可以具有根据图5A和图5B的结构——然而带有相应的匹配的成型凹凸形貌20。

在图16、17中可以看出驱动部件19和它的部分19a、19b以及作为驱动装置15的组成部分的工具1。驱动装置15可以具有不同的设计，并为成型部件3的运动控制实现必要的力的传递。驱动装置15的设计用于，成型部件3在在它的成型凹凸形貌20和接触面5之间没有发生不希望的接触的情况下与工具4引至预期位置。特别是可以通过驱动装置15使传动部件2或它的部分2a、2b和/或成型部件3在实施过程中在轴向方向16上运动。

在所提供的工件4的径向内表面21的成型过程中，驱动装置15通过传动部件2b降低了成型部件3的径向延伸，并以距离待成型的内表面21的径向间距（图16）将成型部件引至在工件4中的起始位置。此外，成型部件3轴向引至必要的位置。此后，驱动装置15如此控制传动部件2a，即，传动部件使成型部件3的径向延伸扩大，从而在工作位置实施成型。

在所提供的工件4的径向外表面23的成型过程中，驱动装置15通过传动部件2a和/或2b导致了，成型部件3首先径向扩大，并与工具4不发生接触地引至起始位置，在该位置，成型凹凸形貌20与接触面5以径向间距包围工件4的径向外表面23。此外，成型部件3也轴向引至必要的位置。然后，驱动装置15如此控制传动部件2a和/或2b，即，后者使成型部件3的径向延伸缩小，从而在工作位置实施成型。

Claims

1.一种加工工件（4、10）的工具（1、15），其具有：

-在工作方向（22）上能够运动的工具部件（3），用于对工件（4、10）的表面（11）进行冲击；

-能够在工具部件（3）的工作方向（22）的横向上、在驱动方向（24）上驱动的驱动部件（19、19a、19b），所述驱动部件为力的传递与工具部件（3）共同作用，

其特征在于，

在工具部件（3）和驱动部件（19、19a、19b）之间定位了一个传动部件（2、2a、2b）,用于所述驱动部件（19、19a、19b）和工具部件（3）之间的力传递。

2.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述工具部件形成为具有接触面（5）和设置在接触面上的成型凹凸形貌（20）的、在工作方向（22）上运动的成型部件（3），所述成型部件用于在工件（4、10）的所提供的表面（11、21、23）上成型出表面凹凸形貌（12、13、14）。

3.根据前述权利要求的任意一项所述的工具，其特征在于，所述工具部件（3）的工作方向（22）在工件（4、10）的径向方向（18）上延伸。

4.根据前述权利要求的任意一项所述的工具，其特征在于，所述工具部件（3）的径向延伸是能够改变的。

5.根据前述权利要求的任意一项所述的工具，其特征在于，所述工具部件（3）具有至少一个缝隙（8），用以改变径向延伸。

6.根据前述权利要求的任意一项所述的工具，其特征在于，所述工具部件（3）由单个的、并排设置的扇形体（9）形成。

7.根据前述权利要求的任意一项所述的工具，其特征在于，所述驱动部件（19、19a、19b）的驱动方向（24）在工件（4）的轴向方向（16）上延伸。

8.根据前述权利要求的任意一项所述的工具，其特征在于，所述驱动部件（19、19a、19b）具有驱动面（25a、25b），用于将力传递至所述工具部件（3）。

9.根据权利要求8所述的工具，其特征在于，所述驱动面（25a、25b）与驱动部件（19、19a、19b）的驱动方向（24）呈锐角地延伸。

10.根据权利要求8或9所述的工具，其特征在于，所述驱动面（25a、25b）与互补的、传动部件（2、2a、2b）的传动面（26a、26b）共同作用，所述传动部件定位于所述驱动部件（19、19a、19b）和工具部件（3）之间。

11.根据权利要求10所述的工具，其特征在于，所述传动部件（2、2a、2b）在工具部件（3）的工作方向（22）上和/或驱动部件（19、19a、19b）的驱动方向（24）上能够运动。

12.根据权利要求10或11所述的工具，其特征在于，所述传动部件（2、2a、2b）具有第二传动面（6a、6b），所述第二传动面与工具部件（3）的互补的接合面（7a、7b）共同作用。

13.根据权利要求12所述的工具，其特征在于，所述第二传动面（6a、6b）和所述接合面（7a、7b）平行于驱动部件（19、19a、19b）的驱动方向（24）延伸。

14.根据前述权利要求的任意一项所述的工具，其特征在于，所述工具部件（3）与传动部件（2）共同作用，所述传动部件具有至少两个在工作方向（22）横向上彼此间隔的传动部件部分（2a、2b），其中，每个传动部件部分（2a、2b）承载有一个第二传动面（6a、6b），所述第二传动面分别与工具部件（3）的接合面（7a、7b）共同作用。