CN105121050A - 制造高尺寸稳定的轴瓦的方法和制造轴瓦的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种由切割的板制造高尺寸稳定的轴瓦的方法，其中通过深冲，可选使用至少一个压紧装置(56)在第一模具(28，46)中预成型轴瓦，其中第一模具(28，46)具有至少一个冲模(48)、模具底(50)、模具支撑面(52)和边框区域，并且其中预成型的轴瓦(30，60)紧接着在第二模具(34，62)中，特别是在校准工具中最终成型。本发明还涉及一种用于制造轴瓦的装置。本发明的目的在于简化高尺寸稳定的轴瓦的制造。本发明的目的通过考虑到预成形或者最终成型的轴瓦的期望的最终形状，在深冲前以在规定公差范围内正的尺寸误差切割板，将第一模具(28，46)的模具底(50)相对于模具支撑面(52)移动，将板夹紧在第一模具(28，46)的模具底(50)和冲模(48)之间并且将板引入深冲实现。

Description

制造高尺寸稳定的轴瓦的方法和制造轴瓦的装置

技术领域

本发明涉及一种由切割的板制造高尺寸稳定的轴瓦的方法，其中通过深冲，可选使用至少一个压紧装置在第一模具中预成型轴瓦，其中第一模具具有至少一个冲模、模具底、模具支撑面和边框区域，并且其中预成型的轴瓦紧接着在第二模具中，特别是在校准工具中最终成型。本发明还涉及一种用于制造轴瓦的装置。

背景技术

现有技术中已知，通过板的深冲压造高尺寸稳定的轴瓦。

例如在DE102007059251A中已知，用两步方法制造高尺寸稳定的轴瓦。首先制造在整个横截面上由于几何形状具有剩余材料的预成型的轴瓦。接着，预成型的轴瓦通过另外的压制过程镦锻成其最终形状。以这种方式制造的轴瓦具有特别高的尺寸稳定性，因为通过施加镦锻力叠加了轴瓦的回弹。

然而这种制造方法的缺点在于，为了特别是在边框高度上具有期望的尺寸，预成型的轴瓦通常必须进行另外的切割。为了优化工艺链，例如在DE102011050001A1中已知，将最后的切割整合到深冲工艺中。为了制造无凸缘的拉伸件，根据该文件将轴瓦的凸缘区域在模具支撑面的区域中切割。接着这样制造的预成形轴瓦通过设置在拉深凸模上的镦锻凸缘在同样的工具中校准。然而这种方法依然具有缺陷，产生了作为边角料的剩余的板材料并且切口整合到深冲模中会导致高的工具损耗。另外不足以确保板在深冲过程中不改变其位置，不改变其位置之后产生了预成型的轴瓦的尺寸精确性，而尺寸精确性又取决于在凸缘或边框区域中的切割。

EP2125263B1建议，为了优化热轧钢的退火变形效率，在深冲模中通过深冲进行零件的变形以及校准。为了在变形期间固定板，使其在冲模和能够平行于冲模的移动方向移动的模具底之间夹紧并且在夹紧状态下进行深冲。接着通过另一个镦锻凸缘的驶入来冲压该零件。这种方法同样具有用于制造深冲件工具复杂的缺点。

发明内容

在上述现有技术基础上，本发明的目的在于提供一种简化高尺寸稳定的轴瓦的制造的方法和装置。

根据本发明的第一个教导，该目的通过开始时提到的方法实现，即，考虑到预成形或者最终成型的轴瓦的期望的最终形状，在深冲前以规定公差范围内正的尺寸误差切割板，将第一模具的模具底相对于模具支撑面移动，将板夹紧在第一模具的模具底和冲模之间并且将板引入深冲。深冲前，模具底可以例如和模具支撑面在一个平面上，这样在模具支撑面上的板通过模具底的进一步驶入或者冲模的驶入在模具底和冲模间夹紧。可选择使板之前能够在至少一个压紧装置和模具支撑面之间夹紧，这样板至少在板直到由冲模和模具底夹紧的时间点能够防滑落地固定。另外可选择通过工具中的合适的固定和/或定心手段将板定位到目标位置，直到由冲模和模具底夹紧。为了在压紧装置和模具支撑面之间夹紧，模具支撑面例如能够在压紧装置的方向上移动，然而也可以想到，至少一个压紧装置在模具支撑面的方向上移动并在板上施加力。在紧接的深冲过程中，板根据本发明引入深冲。引入的深冲过程在本发明的意义上理解为板的深冲，其中板在深冲期间夹紧在冲模和模具底之间。换言之，模具底在深冲期间在板上相对于通过冲模施加的力而施加反压力。因而可以在深冲前和/或期间向模具底施加可调控的力。优点在于，板在深冲期间不能够不受控制地滑动，而是通过夹紧形状配合地和力配合地与模具底和冲模连接。通过考虑到预成形或者最终成型的轴瓦的期望的最终形状，在深冲前以规定公差范围内正的尺寸误差切割板。通过结合利用这样切割的板和引入的深冲过程能够制造已经准备边棱-和形状尺寸稳定性并且特别具有限定的、能够省去轴瓦最后边缘切割的边框高度和/或凸缘宽度的预成型的轴瓦。总之，用于制造高尺寸稳定性的轴瓦的工艺链得以缩短并且能够使用简单的工具。最后高尺寸稳定性的轴瓦的制造工艺通过根据本发明的方法得以优化和简化。通过根据本发明的方法，可以制造具有凸缘的轴瓦以及无凸缘的轴瓦。

根据本发明的方法的有利的实施方式，在深冲前将第一模具的模具底提高到模具支撑面的边缘上。板可以以有利的方式特别简单地在冲模和模具底之间夹紧。除此之外，可以避免在冲模和模具底间的夹紧过程中，板例如由冲模的压力滑动或者在模具底的区域外变形。

可以以优选的方式在模具底区域中通过夹紧冲压述板，使得板呈模具底的形状。如果模具底具有例如波浪形的结构，该结构通过冲压传递到板上。预成型通过底的形状具有能够在后面的最终成型有利地利用的材料剩余。板可选择在深冲前通过在模具支撑面和至少一个压紧装置之间的夹紧来冲压。边框区域和可选的凸缘区域得到由板的形状或者由工具的预成型和构造导致的材料剩余。

根据本发明的方法的另一有利的实施方式，在深冲前和/或中采用形状和/或力配合手段或者固定和/或定心手段将板防滑落地和/或可重复地定位。例如可以设想，在深冲前板通过限制器、适配器、销钉、磁铁或者其他形状和/或力配合手段固定在其位置上。这种固定优选发生在至少直到板在冲模和模具底之间夹紧的时间点。在深冲前通过板的重复精确的定位和/或固定，可以确保深冲的板具有期望的最终尺寸，特别是边框高度和/或凸缘宽度方面。在深冲期间，优选通过与模具底和冲模形状和力配合的连接来固定板，这样能够避免在深冲过程中板的不受控制地滑动。

另外有利的在于，当至少一个压紧装置在深冲期间通过调节其与至少对应于板的实际厚度的模具支撑面的距离不会或者仅仅向板施加很小的力，这样尽量避免板的拉伸。通过避免板在边框区域的拉伸可以确保，通过深冲过程预成型的轴瓦的尺寸仅发生很小的材料波动例如边框区域的厚度。

特别优选将至少一个压紧装置和模具支撑面间的垂直距离设置为板的实际厚度并且压紧装置在深冲期间不会或者仅仅向板施加很小的力，以尽量避免板的拉伸。在这种状态下，至少一个压紧装置限制了板的运动。板的实际厚度在本发明的意义上理解为板的真正厚度。例如可以测量实际的板的厚度。除此还可设想，尽可能减少至少一个压紧装置和模具支撑面间的距离，直到在压紧装置上由板施加反压力作用。除了通过至少一个压紧装置在板上施加的力外，优点还在于，在深冲期间板在模具上，特别是在模具支撑面区域和边框区域的摩擦保持恒定。这可以例如这样实现，以大体上恒定的速度进行深冲过程。除此以外，该方法以优选的方式始终对准与板的轧制方向同样的方向。由于材料在深冲期间取决于板的轧制方向的行为，可以通过将板的轧制方向照样对齐于深冲的方向避免预成型的轴瓦的尺寸不准确。

根据本发明的方法的特别优选的实施方式，在深冲前考虑到变形期间的材料流动将板切割，使得在变形后不需要切割边缘和/或边棱。这样进行板的切割，特别是预成型的或者最终成型的轴瓦正的尺寸误差往复地转移到原材料板上。考虑到材料流动的流动规律，可以确定在深冲后提供边棱和形状稳定的轴瓦的板的外形，轴瓦可以不需要最后的边缘和/或边棱切割或者可以通过镦锻得到所需尺寸。通过额外考虑材料流动，板的这样确定的裁切可能与由权利要求1限定的裁切有偏差。考虑到深冲期间的材料流动，也可以在原材料板中设置预成型的轴瓦的冲孔。通过最后不切割轴瓦的边缘和/或边棱因而不产生材料边角料，可以简化高尺寸稳定的轴瓦的生产过程并且提高效率。

此外，在可选的至少一个压紧装置和/或在第一模具上设置切割边，通过切割边最后切割预成型的轴瓦。切割边可选择设置在冲模区域中。优选在深冲后在边框和/或凸缘区域中切割轴瓦。

根据本发明的方法的之前所述的实施方式制造预成型的轴瓦具有轴瓦的完全成型的外形。只要设置凸缘区域，就具有设置的宽度。

假如没有设置凸缘，在深冲过程末尾，凸缘材料在边缘区域中流动并且成为其组成部分，这样最后轴瓦具有限定的边框高度而不具有凸缘。

根据本发明之前所述的深冲过程之一制造的预成型的轴瓦在第二模具中最终成型。轴瓦的最终成型在本发明中的意思可以理解为用于制造特别高的尺寸稳定的轴瓦的校正。最终成型过程优选占总工艺链的10-20％。特别有利的是，当轴瓦通过为其设置的工具由第一模具转移到第二模具。通过轴瓦的校正，可以排除尚存的尺寸不准确。

预成形的轴瓦优选具有在最终成型中由校准冲模在第二模具中镦锻的剩余的材料。可以设想，材料剩余通过引入结构，例如波浪形在轴瓦的底部区域中，或者在粘附凸缘的部件上同样在凸缘区域，优选在所有水平区域中准备。引入在深冲部件中导致材料剩余的准备的其他结构，同样适合于上述方法。可选择或者额外的设想，通过引入相应的结构在边框区域中准备材料剩余。通过预成型的轴瓦的延长的边缘和/或凸缘区域来准备材料剩余同样适合。该材料剩余优选在校正期间镦锻。通过施加的镦锻补偿了轴瓦的回弹，这样在轴瓦从第二模具中取出后能够有效避免材料的回弹。最后能够保证制造的轴瓦的特别高的尺寸稳定。

可以设想，根据本发明的方法在室温下在冷成型的框架内实施。此外，还可以在热或半热成型的框架内实施根据本发明的方法。这里将板加热到成型温度。

根据本发明的方法特别适用于制造由钢或者钢合金制成的轴瓦。因而在优选的实施方式中，用于制造预成型的轴瓦的板由钢或者钢合金制成。

根据本发明的第二个教导，开头提到的目的通过一个具有至少一个用于制造预成型的轴瓦的第一模具的装置由此实现，其中第一模具具有至少一个冲模、模具底、模具支撑面和边框区域，可选择设置至少一个压紧装置，模具底能够相对于模具支撑面移动，使得能够在冲模和模具底间夹紧板。模具底以有利的方式提高到模具支撑面的平面上，这样板在模具底和冲模间能够特别容易夹紧。此外优点还在于，当板能够这样在模具底和冲模间夹紧，同时将其冲压，得到了模具底的形状。以这种方式得到了例如用于在轴瓦的底部区域中准备材料储备的结构。进而可以将夹紧状态下的板引入深冲。这里装置优选设置在压力机中。

根据本发明的模具的优选的实施方式，模具支撑面和可选的至少一个压紧装置设置为能够互相移动。位于模具支撑面的板可通过至少一个压紧装置和/或模具支撑面的驶入在深冲前在模具支撑面区域中夹紧，例如用于位置固定。优选可以这样夹紧板，即同时冲压并且得到模具支撑面的形状。

另外优点还在于，当设置形状和/或力配合手段或者固定和/或定心手段时，通过这种设置使得板在深冲前和/或中能够防滑落地和/或可重复地定位。例如可以设置限制器、适配器、销钉、磁铁或者其他形状和/或力配合手段。优选在深冲期间板通过在冲模和模具底间的夹紧防滑落地固定在其位置上。通过板的精确和可重复的位置固定，可以保证预成型的轴瓦的尺寸稳定。

根据本发明的装置的另一实施方式，在可选的至少一个压紧装置上和/或第一模具上或者可选择在冲模区域中设置切割边，通过该设置，能够最后切割预成型的轴瓦。同样也可以以有利的方式在深冲过程后，对预成型的轴瓦的边框高度和/或凸缘宽度产生影响。

此外优点还在于，模具底和/或凸缘区域或者深冲工具中的水平区域具有适合于准备预成型的轴瓦的材料剩余的形状。如果板在冲模和模具底之间这样夹紧，即，同时对其冲压并由此得到模具底的形状，这样特别简单地在轴瓦的底部得到用于准备材料剩余的结构。例如波浪形状是合适的。此外还可以设想其他结构。

根据本发明的装置的另一优选的实施方式，设置至少一个第二模具用于最终成型和/或校准预成形的轴瓦，可选择具有用于将轴瓦从第一模具传输到所述第二模具中的工具。

附图说明

接下来借助实施例连同附图详细阐述本发明。附图中示出了：

附图1以示意图示出了根据现有技术的制造高尺寸稳定的无凸缘的轴瓦的方法，

附图2以示意图示出了根据本发明的制造无凸缘的轴瓦的方法的第一实施例，

附图3a-d示出了测量板尺寸的方法的第一实施例，

附图4a-c示出了用于制造预成型的轴瓦的根据本发明的深冲过程的第一实施例和根据本发明的装置的第一模具的第一实施例，

附图5示出了根据本发明的最终形状的第一实施例和根据本发明的装置的第二模具的第一实施例。

具体实施方式

附图1示出了根据现有技术的制造高尺寸稳定的轴瓦的方法。第一步2中，板4在第一模具6中深冲。在深冲过程2后，这样制造的轴瓦8具有降低了预成型的轴瓦8的尺寸稳定的尖端10。下一步12中，通过切割轴瓦8去除尖端10。该过程要么可以在另一个模具中进行要么整合在第一深冲过程2中。最后的切割12后，无凸缘的轴瓦14的边框区域具有期望的目标高度。由于深冲过程2，轴瓦14具有可以在后面的最终成型16中通过校准工具18去除的尺寸不准确。最后以这种方式制造高尺寸稳定的轴瓦20。这种方法的缺点在于，由于切割12延长了制造高尺寸稳定的轴瓦20的工艺链并且一旦切割整合到深冲过程中，为了制造工艺需要复杂的工具。除此以外产生了材料边角料，从而降低了制造方法的效率。

附图2示出了根据本发明的制造无凸缘的轴瓦的方法的第一实施例。第一步中，所示实施例中的板24通过考虑到预成形或者最终成型的轴瓦的期望的最终形状，在深冲前以规定公差范围内正的尺寸误差这样切割板，即不再需要在制造方法的进行中进行边缘和/或边棱切割。然而可选择这种切割。切割的板在第二步26中通过第一模具28引入深冲。有关引入的深冲过程的阐述参见附图4b的说明。深冲过程26后，预成型的轴瓦30具有特别是边框高度方面的限定的尺寸。随后的最终成型32中，在第二模具34中校正预成型的轴瓦30。特别有利的是，预成型的轴瓦30通过传送工具转移到第二模具34中。用根据本发明的方法特别简单和高效地制造高尺寸稳定的轴瓦36。

附图3a到d示出了深冲前测量板尺寸的方法的第一实施例。在附图3a中示出的第一步骤中，考虑到材料流动，深冲的轴瓦38假设由圆板40制造。该假设中深冲的轴瓦38具有不期望的尖端42。如附图3b所示，在假设的深冲的轴瓦38基础上确定不期望的区域42的面积。下一步中，不期望的区域42的面积通过重新计算转换到原材料板40上，由此最后确定待去除的区域42的面积。附图3c示出了原材料板40以及待去除的区域42。将以这种方式修正的板44深冲成特别具有限定的边框高度尺寸的无凸缘的轴瓦45。附图3d示出了由切割的板44深冲的轴瓦45的模型。

附图4a到c示出了用于制造预成型的轴瓦的根据本发明的深冲过程的第一实施例和根据本发明的装置的第一模具的第一实施例。附图4a示出了第一模具46，其具有冲模48、模具底50、模具支撑面52和边框区域54，还示出了压紧装置56和切割的板57。除此以外，模具46具有一方面将压紧装置56保持与至少符合板厚度的模具支撑面52的距离，另一方面防止板57在模具支撑面52上滑动的适配器58。通过适配器58板57可以防滑落地和可重复地在模具46中定位。

模具底50可以相对于模具支撑面52移动。在附图4a示出的位置上，模具底50提高并超出模具支撑面52的边缘。此外，冲模48下沉使板57在冲模48和模具底50间夹紧。模具底50具有适合于准备预成型的轴瓦的材料剩余的形状。这里模具底50具有波浪的形状。在示出的实施例中，将板57这样在冲模48和模具底50间夹紧，即同时将其冲压并得到模具底50的形状。模具底的结构可以这样传递给预成型的轴瓦的底部区域，从而轴瓦在底部区域具有在最终成型期间有利使用的剩余材料。

附图4b示出了板57的引入深冲过程。示意图示出了，将夹紧状态下的板57深冲。后来在深冲过程中板57除了受到冲模48的压力，还受到模具底50的反压力。在深冲期间以有利的方式设置压紧装置56的距离为板厚度。总之由此在深冲期间尽量避免板57的拉伸。在用于制造无凸缘的轴瓦的深冲过程期间，板57的凸缘区域也流入边缘。

附图4c示出了下方盲点中的深冲过程。板57完全成型为轴瓦60。在附图4c中示出的轴瓦60不仅在结构的底部区域还通过延长的边框区域具有剩余的材料。由于没有拉伸，在深冲期间这样制造的轴瓦60在从模具46取出时发生回弹。

因此如附图5所示，优选在第二模具62中用校准冲模64校准预成型的轴瓦60。在所示出的实施例中，将预成型的轴瓦60的剩余材料镦锻，由此能够最后制造高尺寸稳定的轴瓦，从校准模具62中取出时该轴瓦不具有回弹效果。

Claims (12)

1.一种由切割的板制造高尺寸稳定的轴瓦的方法，其中通过深冲，可选使用至少一个压紧装置(56)在第一模具(28，46)中预成型轴瓦，其中所述第一模具(28，46)具有至少一个冲模(48)、模具底(50)、模具支撑面(52)和边框区域，并且其中预成型的轴瓦(30，60)紧接着在第二模具(34，62)中，特别是在校准工具中最终成型，

其特征在于，

-通过考虑到预成形或者最终成型的轴瓦的期望的最终形状，在深冲前以规定公差范围内正的尺寸误差切割板，

-将所述第一模具(28，46)的所述模具底(50)相对于所述模具支撑面(52)移动，

-将板(24，40，57)夹紧在所述第一模具(28，46)的所述模具底(50)和所述冲模(48)之间并且

-将板(24，40，57)引入深冲。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在深冲前将所述第一模具(28，46)的所述模具底(50)提高到所述模具支撑面(52)的边缘上。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过夹紧在所述模具底(50)的区域中而冲压所述板(24，40，57)。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，在深冲前和/或中采用形状和/或力配合手段或者固定和/或定心手段将所述板(24，40，57)防滑落地和/或可重复地定位。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的方法，其特征在于，将至少一个压紧装置和模具支撑面间的垂直距离设置为板的实际厚度并且压紧装置在深冲期间不会或者仅仅向板施加很小的力，以尽量避免板的拉伸。

6.根据权利要求1到5中任一项所述的方法，其特征在于，在深冲前考虑到变形期间的材料流动将所述板(24，40，57)切割，使得在变形后不需要切割边缘和/或边棱。

7.根据权利要求1到6中任一项所述的方法，其特征在于，所述预成型的轴瓦(30，60)具有在最终成型中由校准冲模在第二模具(34，62)中镦锻的剩余的材料。

8.一种用于制造轴瓦的装置，具有至少一个用于制造预成型的轴瓦(30，60)的第一模具(28，46)，

其中所述第一模具(28，46)具有至少一个冲模(48)、模具底(50)、模具支撑面(52)和边框区域，可选择设置至少一个压紧装置(56)，

其特征在于，

所述模具底(50)能够相对于模具支撑面(52)移动，使得能够将板(24，40，57)夹紧在所述冲模(48)和所述模具底(50)间。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，将所述模具支撑面(52)和至少一个所述压紧装置(56)设置为能够互相移动。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，采用形状和/或力配合手段或者固定和/或定心手段，使得板在深冲前和/或中能够防滑落地和/或可重复地定位。

11.根据权利要求8到10中任一项所述的装置，其特征在于，所述模具底(50)具有适合于供应所述预成型的轴瓦(30，60)的材料剩余的形状。

12.根据权利要求8到11中任一项所述的装置，其特征在于，设置至少一个第二模具(34，62)用于最终成型和/或校准所述预成型的轴瓦(30，60)，可选择具有用于将轴瓦从所述第一模具(28，46)传输到所述第二模具(34,62)中的工具。