CN107206447A - 制造管件的方法和其中使用的机器 - Google Patents

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Abstract

用于使用具有固定基座和可朝向固定基座移动的冲压结构的机器来制造物品的方法。该机器还包括模具组件和容器,它们都联接到固定基座。该机器还包括芯棒组件,该芯棒组件包括联接到冲压结构的可旋转平台,并具有与模具组件对准的第一平台芯棒和与容器对准的第二平台芯棒。该方法包括以下步骤:将第一起始部件放入模具组件中;冲压第一起始部件以形成物品;与冲压第一起始部件的步骤同时地将第二平台芯棒移动到容器中;并且旋转可旋转平台以将第二平台芯棒与模具组件对准,并且将第一平台芯棒与容器对准。

Description

制造管件的方法和其中使用的机器

[0001]相关申请的交叉引用

[0002] 本申请要求均于2014年12月17日提交的美国临时专利申请N〇.62/093193、62/ 093197和62/093202的优先权和所有优点,这些美国临时专利申请的公开内容通过引用整 体并入本文。

技术领域

[0003]本公开涉及制造管件的方法和其中使用的机器。

[0004]用于容纳车辆的车轴的常规管件是使用挤压和/或拉制技术制造的。在挤压和/或 拉制步骤期间,将简单管件插入模具组件中,并且使用芯棒将简单管压入模具组件的空腔 中。在模具组件内挤压管的过程产生大量的热量,这导致芯棒的不期望的加热。因此,仍然 需要管理芯棒的不期望的加热。

发明内容

[0005] —个实施方案涉及使用机器制造物品的方法。该机器具有固定基座和可朝向固定 基座移动的冲压结构。该机器还包括联接到固定基座的模具组件和联接到与模具组件间隔 开的固定基座的容器。该机器还包括芯棒组件,该芯棒组件包括联接到冲压结构的可旋转 平台。第一平台芯棒联接到可旋转平台并且从可旋转平台朝向固定基座延伸。第二平台芯 棒联接到可旋转平台并且从可旋转平台朝向固定基座延伸。该方法包括以下步骤:将第一 起始部件放入模具组件的空腔中,用第一平台芯棒将第一起始部件压入模具组件的空腔 中,以将第一起始部件形成为物品中;并且与用第一平台芯棒冲压第一起始部件的步骤同 时地将平台芯棒移动到该第二平台芯棒中。该方法还包括以下步骤:从模具组件中移出物 品;将第二起始部件放入模具组件的空腔中;并且旋转可旋转平台以将第二平台芯棒与模 具组件对准并且将第一平台芯棒与容器对准。该方法还包括以下步骤:用第二平台芯棒将 第二起始部件压入模具组件的空腔中,以将第二起始部件形成为另一个物品;并且与用第 二平台芯棒冲压第二起始部件的步骤同时地将第一平台芯棒移动到容器中。

[0006] 可旋转板的旋转允许在与模具组件对齐的第一和第二平台芯棒之间切换。因此, 机器可以在用于将坯料压入模具组件的空腔中的第一和第二平台芯棒之间交替,这允许第 一或第二平台芯棒不冲压坯料的脱机冷却时间。因为机器不必等待单个芯棒在冲压下一零 件之前冷却,所以该脱机冷却时间允许物品的生产时间减少。

附图说明

[0007] 通过参考结合附图考虑的以下详细描述,可以更好地理解所公开的主题的其它优 点,在附图中:

[0008] 图1是坯料的横截面视图。

[0009] 图2是预成型坯料的横截面视图。

[0010] 图3A是用于制造全浮式轴管的挤压管的横截面视图。

[0011]图3B是用于制造半浮式轴管的挤压管的横截面视图。

[0012]图3C是用于制造全浮式轴管的初步挤压管的横截面视图。

[0013]图3D是用于制造半浮式轴管的初步挤压管的横截面视图。

[0014]图4A是用于制造全浮式轴管的拉制管的横截面视图。

[0015]图4B是用于制造半浮式轴管的拉制管的横截面视图。

[0016]图5A是作为全浮式轴管的拉制管的横截面视图。

[0017]图5B是作为半浮式轴管的拉制管的横截面视图。

[0018]图6是一单个机器的前视图,该单个机器具有带有单个冲压结构的第一模具组件 和第二模具组件。

[0019]图7是一单个机器的前视图,其中坯料和预成型坯料位于第一模具组件和第二模 具组件的相应一个之上。

[0020]图8A是一单个机器的前视图,其中坯料和预成型坯料被插入到第一模具组件和第 二模具组件中的相应一个的空腔中。

[0021]图8B是一单个机器的前视图,该单个机器具有带有多个冲压板的单个冲压结构。 [0022]图9是一单个机器的前视图,该单个机器具有从起始位置朝向受压位置移动的单 个冲压结构。

[0023]图1〇是一单个机器的前视图,该单个机器具有处于受压位置中的单个冲压结构。 [0024]图11是一单个机器的前视图,该单个机器具有第三模具组件。

[0025]图12是一单个机器的前视图,该单个机器具有在第一模具组件、第二模具组件和 第三模具组件中的相应一个之上间隔开的坯料、预成型坯料和挤压管。

[0026]图13是一单个机器的前视图,该单个机器具有被布置在第一模具组件、第二模具 组件和第三模具组件中的相应一个的空腔内的坯料、预成型坯料和挤压管。

[0027]图14是一单个机器的前视图,该单个机器具有处于受压位置的第三模具组件和单 个冲压结构。

[0028]图15是具有芯棒组件的装置的透视图。

[0029]图16是具有第一芯棒组件和第二芯棒组件的装置的透视图。

[0030]图17是如图16所示的装置的透视图,该装置还包括另一个模具空腔。

[0031]图18是一单个机器的前视图,该单个机器具有位于第一模具组件和第二模具组件 中的相应一个之上的坯料和第一预成型坯料。

[0032]图19是一单个机器的前视图,该单个机器具有处于受压位置以产生第二预成型坯 料和挤压管的单个冲压结构。

[0033]图20是一单个机器的前视图,该单个机器具有从模具组件中移出的第二预成坯料 和挤压管。

[0034]图21是一单个机器的前视图,该单个机器具有位于相应模具组件之上的第一坯料 和第一预成型坯料以及与单个机器相邻的第二坯料。

[0035]图22是一单个机器的前视图,该单个机器具有处于受压位置以产生第二预成型坯 料和第一挤压管的单个冲压结构。

[0036]图23是一单个机器的前视图,该单个机器具有从模具组件中移出的第二预成型坯 料并且第一挤压管。

[0037]图24是一单个机器的前视图,该单个机器具有位于相应模具组件之上的第二坯料 和第二预成型坯料以及与单个机器相邻的第二坯料。

[0038]图25是一单个机器的前视图,该单个机器具有从模具组件中移出的第三预成型坯 料和第二挤压管。

[0039]图26是一单个机器的前视图,该单个机器具有位于第一模具组件、第二模具组件 和第三模具组件中的相应一个之上的第二坯料、第二预成型坯料和第一挤压管。

[0040] 图27是一单个机器的前视图,该单个机器具有处于受压位置以产生第三预成型坯 料、第二挤压管和拉制管的单个冲压结构。

[0041] 图28是拉制管的替代横截面的横截面视图。

[0042]图29是拉制管的另一替代横截面的横截面视图。

[0043]图3〇A是在开口端具有增加的拉制壁厚的全浮式轴管的横截面视图。

[0044]图3〇B是在开口端具有增加的拉制壁厚度的半浮式轴管的横截面视图。

[0045]图31是第一机器和第二机器的前视图。

[0046]图32是第一机器和第二机器的前视图,该第一和第二机器具有在第一模具组件、 第二初级模具组件、第二后级模具组件和第三模具组件的相应一个之上间隔开的坯料、预 成型坯料、初步挤压管以及挤压管。

[0047]图33是第一机器和第二机器的前视图,该第一和第二机器具有布置在第一模具组 件、第二初级模具组件、第二后级模具组件和第三模具组件内的坯料、预成型坯料、初步挤 压管和挤压管。

[0048]图34是第一和第二机器的前视图,每个机器具有处于受压位置的冲压结构。

[0049]图35是如图16所示的装置的透视图,该装置具有第一模具组件、第二初级模具组 件和第二后级模具组件以及第三模具组件。

[00S0]图36是第一和第二机器的前视图,该第一和第二机器具有位于第一模具组件、第 二初级模具组件和第二后级模具组件和第三模具组件中的相应一个之上的第一坯料、第一 预成型坯料、第一初步挤压管和第一挤压管以及与单个机器相邻的第二坯料。

[0051]图37是第一和第二机器的前视图,该第一和第二机器具有位于第一模具组件、第 二初级模具组件和第二后级模具组件和第三模具组件的相应一个空腔内的第一坯料、第一 预成型坯料、第一初步挤压管和第一挤压管以及与单个机器相邻的第二坯料。

[0052]图38是第一机器和第二机器的前视图,该第一和第二机器具有处于受压位置以产 生第二预成型坯料、第二预挤压管、第二挤压管和拉制管的单个冲压结构。

具体实施方式

[0053]本公开涉及从起始部件制造物品。例如,该物品可以是用于容纳车辆的车轴的管 件。车轴将来自诸如发动机或电动机之类的原动机的旋转运动传递到车辆的车轮。该物品 的其他可能实例包括驱动轴、气缸和CV接头。

[0054]应当理解,视用于制造管件的步骤,该管件可以被称为挤压管30或拉制管32。例 如,当通过挤压形成管件时,将管件称为挤压管3〇。当通过拉制另外形成管件时,将管件称 为拉制管32。

[0055]此外,管件可以被进一步限定为总体示出在图5A中的全浮式轴管76或总体示出在 图5B中的半浮式轴管78。通常,全浮式轴管76和半浮式轴管78之间的差异在于管件内轴的 承载能力。通常,半浮式轴管78内的轴承载负载和扭矩,而在全浮式轴管76内的轴仅承载扭 矩。为了方便起见,全浮式轴管76和半浮式轴管78之间的类似特征由本文和附图中的相同 术语和附图标号来标识。

[0056]参考附图,其中相同的附图标记在整个几个视图中表示相同或对应的部件,在图i 中总体以横截面形式示出了坯料34。通常,挤压管30和拉制管32由坯料34制成。换句话说, 当物品是挤压管30或拉制管32时,起始部件是坯料34。坯料M通常具有拥有实心横截面的 圆柱形构造。换句话说,坯料M不是管件。再换句话说,坯料34缺少内部空隙。应当理解,坯 料34可以具有除了圆柱形之外的任何合适的构造,例如矩形。坯料34通常包括选自由低碳 合金钢、普通碳钢及其组合所组成的组的材料。坯料34的材料通常基于管件的期望性质来 选择。通常,坯料34的材料基于材料的加工硬化性质和待焊接的能力来选择。坯料34的合适 材料的实例包括SAE 15V10、SAE 1研20和SAE 15V30。应当理解,坯料34的材料的碳含量可 以在基于材料的总重量的约0.1至约0.4%之间变化。

[0057]参考图2,其以横截面形式示出了预成型坯料%。预成型坯料36具有一对端部38A、 3邪。预成型坯料36的一端38A限定孔40。预成型坯料36的另一端38B可以具有减小的横截面 宽度。总的来说,预成型坯料36仍然具有圆柱形构造。在坯料34中形成孔40,以将坯料34转 变成预成型坯料36。孔40具有可以视后续成型步骤和待生产最终产品(诸如全浮式或半浮 式轴管78)而变化的直径。

[0058]参考图3A和3B,其以横截面形式示出了挤压管30。值得注意的是,图3A所示的挤压 管3〇用于制造全浮式轴管76,而图洲所示的挤压管用于制造半浮式轴管78。挤压管30通常 通过拉长预成型坯料36并延伸预成型坯料36的孔40以限定挤压管30的中空内部42来形成。 这样,挤压管30具有开口端44和车轮端46。挤压管30具有通常为约275至约700毫米的长度。 更典型地,当挤压管30是全浮式轴管76时,其长度为约5〇0至约700毫米。当挤压管30是半浮 式轴管78时,其长度为约350至约600毫米。挤压管30具有直径基本一致的挤压主体部分48。 挤压主体部分48从挤压管30的开口端44延伸出来。

[0059]如图3A所示,当挤压管3〇是全浮式轴管76时,挤压管30具有邻近挤压主体部分48 的挤压颈缩部分50。挤压颈缩部分50的直径小于挤压主体部分48的直径。挤压颈缩部分50 还具有多个肩部52,在那里挤压颈缩部分50的直径减小。例如,挤压颈缩部分50具有阶梯状 构造,其中肩部52限定阶梯状构造的每个阶梯。挤压管3〇的车轮端46与挤压颈缩部分50相 邻。车轮端46具有实心横截面。

[0060]当挤压管30是全浮式轴管76时,挤压管30的中空内部42从开口端44朝向车轮端46 延伸到挤压颈缩部分50中,并且车轮端46被封闭。当挤压管30是半浮式管78时,中空内部42 从开口端44延伸到车轮端46,其中车轮端46被封闭。在后续机加工期间,全浮式轴管76和半 浮式轴管7S的车轮端46被打开,使得中空内部42从开口端44延伸到车轮端46。

[0061]挤压管3〇的内表面M限定中空内部42。挤压管3〇还具有与挤压管30的内表面54相 对的外表面56。挤压管30的挤压壁58被限定在挤压管3〇的内表面54和外表面56之间。挤压 壁58具有一定厚度。通常,挤压壁明的厚度在挤压主体部分48中基本一致。通常,挤压主体 部分48中的挤压壁58的厚度为约5至约16毫米,更典型地为约5至约12毫米。在全浮式轴管 76中,挤压颈缩部分50中的挤压壁58的厚度变化并且倾向于比挤压主体部分48中的挤压壁 58的厚度更厚。在半浮式轴管78中,挤压壁58的厚度可以在车轮端46处相对于挤压主体部 分48更厚。

[0062] 在下面更详细描述的一个实施例中,在形成挤压管30之前形成初步挤压管I26。换 句话说,在至少两次挤压完成后才能形成挤压管30。图3C和3D示出了初步挤压管126。值得 注意的是,图3C所示的初步挤压管126用于全浮式轴管76,而图3D所示的初步挤压管126用 于半浮式轴管78。通过下面的进一步描述将更好地理解初步挤压管126的目的。

[0063] 参考图4A和4B,其以横截面形式示出了拉制管32。值得注意的是,图4A所示的挤压 管30用于全浮式轴管76,而图4B所示的挤压管30用于半浮式轴管78。拉制管32通常通过进 一步拉长挤压管30并延伸挤压管30的中空内部42而形成。与挤压管30类似,拉制管32具有 开口端60和车轮端62。拉制管32的长度通常为约400至约1000毫米。更具体地说,当拉制管 32是全浮式轴管76时,其长度为约600至1000毫米,更典型地为约600至900毫米,再更典型 地为约600至约850毫米。当拉制管32是半浮式轴管78时,其长度为约400至约9〇0毫米,更典 型地为约600至约780毫米。拉制管32可以是单个部件。换句话说,拉制管32形成为单件管。 因此,拉制管32没有在通过焊接组合两个部件时常见的接头。

[0064] 通常,当拉制管32是全浮式轴管76时,拉制管32的车轮端62被称为拉制管32的主 轴端64。拉制管32的主轴端64当呈现时与拉制主体部分66成一体,使得主轴端64不能与拉 制的主体部分66分开。拉制管32具有基本一致的直径的拉制主体部分66。拉制主体部分66 从拉制管32的开口端60延伸出来。当拉制管32是全浮式轴管76时,拉制管32具有与拉制主 体部分66相邻的拉制颈缩部分68。拉制颈缩部分68的直径小于拉制主体部分66的直径。拉 制颈缩部分68还具有多个肩部70,在那里拉制颈缩部分68的直径减小。拉制管32的主轴端 64与拉制颈缩部分68相邻。主轴端64具有实心横截面。

[0065] 拉制管32的中空内部72从开口端60朝向车轮端62延伸。在全浮式轴管76中,中空 内部72延伸到拉制颈缩部分68中并延伸穿过拉制管32,使得车轮端62打开。通常,车轮端62 被机加工成在车轮端62处形成开口,使得中空内部72延伸穿过拉制管32。在半浮式轴管78 中,中空内部72不延伸穿过拉制管32,使得车轮端62封闭。然而,车轮端62被机加工成在车 轮端62处形成开口,使得中空内部72延伸穿过拉制管32。

[0066] 拉制管32具有一定厚度的拉制壁74。通常,拉制壁74的厚度在拉制主体部分66中 基本一致。然而,作为拉长挤压管30以形成拉制管32的结果,拉制壁74的厚度相对于挤压壁 58的厚度减小。

[0067] 通常,拉制壁74的厚度为约3至约18毫米,更典型地为约3至约10毫米,甚至更典型 地为约3至约8毫米。应当理解,拉制主体部分66中的拉制壁74的厚度可以视应用和所生产 的管件的类型而变化。例如,当管件是全浮式轴管76时,拉制主体部分66中的拉制壁74的厚 度通常为约4至约10毫米,更典型地,或约4至约8毫米,甚至更典型地,对于中载应用为约4 至约7毫米。另外,当管件是全浮式轴管76时,拉制主体部分66中的拉制壁74的厚度通常为 约6至约18毫米,更典型地,或约6至约14毫米,甚至更典型地为约6至约10毫米,甚至再更典 型地,对于重载应用为小于8毫米。当管件是半浮式轴管78时,拉制主体部分66中的拉制壁 74的厚度通常为约3至约10毫米,更典型地为约3至约8毫米,甚至更典型地为约3至约6毫 米,甚至再更典型地,对于轻载应用为小于4.5毫米。值得注意的是,术语“轻载”一般是指搭 载卡车和SUV,术语“中载”通常是指在每个车轴端具有单个车轮的车辆,例如福特F-250、F- 35〇和F-450或雪佛兰(“雪佛兰”)Silverado 2500、3500和4500,术语“重载”通常是指在每 个轴端具有多个车轮的车辆。

[0068]还应当理解,拉制壁74的厚度可以在拉制主体部分66内围绕拉制管32的周长一 致。然而,如图28和29所示,拉制壁74的厚度可以在拉制主体部分66内围绕拉制管32的周长 而变化。换句话说,拉制壁74的厚度可以在局部区域中增加。此外,图28和29所示的拉制壁 74的厚度的变化可以延伸到拉制主体部分74的整个长度。作为替代,图28和29所示的拉制 壁74的厚度的变化可以仅存在于管件的长度的一部分中,例如在拉制管32的开口端60处。 可以认为,改变拉制壁74的厚度允许增加拉制管32的刚度,同时仍然消除形成拉制壁74的 均匀厚度的附加材料的重量和成本。拉制壁74的厚度的变化也可以有助于在制造拉制管32 之后将拉制管32焊接到其它部件,例如焊接(例如,塞焊、熔焊和MIG焊)到中心差速器载体。 尽管在图28和29中示出了拉制壁74的两个示例性横截面,但应当理解,可以基于刚度和焊 接要求使用附加的横截面设计。

[0069] 参考图5A,可以打开用于全浮式轴管76的拉制管32的车轮端62。换句话说,用于全 浮式轴管76的拉制管32的中空内部72被延伸成使得中空内部72跨越拉制管32的整个长度 以产生全浮式轴管76。换句话说,拉制管32的车轮端62被打开,以使得中空内部72从拉制管 32的开口端60延伸到拉制管32的主轴端64,以产生全浮式轴管76。应当理解,拉制管32的车 轮端62可以以任何合适的方式打开,以将拉制管32转变成全浮式轴管76。例如,可以对拉制 管32的车轮端62钻孔以形成与拉制管32的中空内部72连通的孔,以通过车轮端62延伸拉制 管32的中空内部72。然而,除了钻孔之外,孔可以诸如穿孔之类的其它方式形成。此外,全浮 式轴管76的外部80可以被机加工以特别是在主轴端64处提供期望的构造。

[0070]参考图5B,可以打开用于半浮式轴管78的拉制管32的车轮端62。换句话说,用于半 浮式轴管78的拉制管32的中空内部72被延伸以使得中空内部72跨越拉制管32的整个长度 以产生半浮式轴管78。应当理解,拉制管32的车轮端62可以以任何合适的方式打开,以将拉 制管32转变成半浮式轴管78。例如,可以对拉制管32的车轮端62钻孔以形成与拉制管32的 中空内部72连通的孔,以通过车轮端62延伸拉制管32的中空内部72。然而,除了钻孔之外, 孔可以以诸如穿孔之类的其它方式形成。此外,半浮式轴管78的内部可以被机加工以提供 期望的构造,例如如图5B中所示的阶梯式构造。

[0071] 参考图6和11,典型地,多个模具组件82、88、94用于将坯料34转变成挤压管30或拉 制管32。例如,第一模具组件82用于将坯料34转变成预成型坯料36。更具体地,第一芯棒84 用于将坯料34压入第一模具组件82的空腔86中,这导致在坯料34的一端38A处形成孔40,从 而产生预成型坯料36。

[0072] 第二模具组件88用于将预成型坯料36转变成挤压管30。更具体地,第二芯棒9〇用 于将预成型坯料36压入第二模具组件88的空腔92中,这导致预成型坯料36的拉长和孔40到 预成型坯料36中的延伸,以形成中空内部似,从而产生挤压管30。

[0073] 第三模具组件94用于将挤压管3〇转变成拉制管32。更具体地,使用第三芯棒96将 挤压管30压入第三模具组件94的空腔9S中,这导致挤压管30的进一步拉长和挤压壁58的厚 度的变薄,从而产生拉管32。第三芯棒%用于将挤压管30冲压穿过第三模具组件94,其中第 三模具组件94的空腔98逐渐变窄以进一步拉长挤压管30并减小挤压壁58的厚度,从而产生 拉制管32。

[0074] 如本领域中普遍理解的那样,模具组件82、88、94的空腔86、92、98和芯棒84、90、96 的工作端100被构造成相互配合以转变在每个模具组件82、88、94内的部件。例如,当第三芯 棒96被插入到第三模具组件94的空腔明中时,在第三模具组件M和第三芯棒96之间限定具 有一定距离的空间。一旦第三芯棒96将挤压管30压入第三模具组件94中,该空间的距离就 产生拉制管32的拉制壁74的厚度。

[0075]制造具有至少为750MPa的抗屈强度的管件的方法

[0076]下面参考图6-14描述制造具有约3至约18毫米厚度的拉制壁74的拉制管32的方 法,该拉制管32的抗屈强度至少为750MPa。

[0077]制造具有至少为750MPa的抗屈强度的拉制管32的方法包括以下步骤:将坯料34放 入第一模具组件82的空腔86中;将坯料34压入第一模具组件82的空腔86以在坯料34的一端 38A处形成孔40,从而产生预成型坯料36;并且将预成型坯料36从第一模具组件82的空腔86 中移动到第二模具组件88的空腔92中。该方法还包括以下步骤:将预成型坯料36压入第二 模具组件88的空腔92中,以拉长预成型坯料36并在其中形成中空内部42,从而产生挤压管 30;将挤压管30从第二模具组件88的空腔92中移动到第三模具组件94的空腔98中;并且将 挤压管30压入第三模具组件94的空腔98中,以进一步拉长挤压管30并降低挤压管30的挤压 壁58的厚度以成为约3至约18毫米,从而产生具有至少为750MPa的抗屈强度的拉制管32。 [0078] 虽然拉制管32的抗屈强度被描述为至少750MPa以上,但抗屈强度也可以为至少 900MPa或甚至至少lOOOMPa。在该方法中,坯料34包括选自由低碳合金钢、普通碳钢及其组 合所组成的组的材料。

[0079] 应当理解,将预成型坯料36压入第二模具组件88的空腔92中的步骤可以被进一步 限定为向前和向后冲压预成型坯料36以拉长预成型坯料36并在其中形成中空内部42,从而 产生挤压管30。此外,将挤压管30压入第三模具组件94的空腔98中的步骤可以被进一步限 定为拉制挤压管30以进一步拉长挤压管30并减小挤压管30的挤压壁58的厚度到约3至约18 毫米,从而产生拉制管32。

[0080]如图31-34所示,第二模具组件88可以被进一步限定为第二初级模具组件128和第 二后级模具组件130。因此,将预成型坯料36压入第二模具组件88的空腔92中的步骤可以被 进一步限定为如下步骤:用第二初级模具组件128向后冲压预成型坯料36,以拉长预成型坯 料36并在其中形成中空内部42,从而产生初步挤压管126;将初步挤压管126移动到第二后 级模具组件130中;并且用第二后级模具组件130向后挤压初步挤压管126以进一步拉长初 步挤压管126,从而产生挤压管30。将第二模具组件88分开成第二初级模具组件128和第二 后级模具组件130可以减少在挤压管30的挤压期间传递到模具的、对于形成挤压管30的工 具(目卩,第二模具组件88)可能是有害的热量。

[0081] 完成放置坯料34、冲压坯料34以产生预成型坯料36、移动预成型坯料36、冲压预成 型坯料36以产生挤压管30、移动挤压管30并冲压挤压管30以产生拉制管32的步骤的拉制管 制造时间通常为约20至约240秒,更典型地为约20至约120秒,甚至更典型地为约20至约60 秒,甚至再更典型地为约20至约40秒。

[0082] 该方法还可以包括在将坯料34压入第一模具组件82的空腔86中的步骤之前,将坯 料34加热至1500-2300华氏度之间的温度的步骤。坯料34可以通过使用包括气体燃烧和感 应加热的加热方法在炉中加热。应当理解,坯料34可以通过任何合适的装置、以任何合适的 方式被加热到所期望的温度。

[0083]该方法还可以包括将预成型坯料36压入第二模具组件88的空腔92中的步骤在至 少等于1500华氏度的温度下进行。因此,在将预成型坯料36压入第二模具组件88的空腔92 之前的步骤之前的每个步骤,包括将坯料34压入第一模具组件82的空腔86中以在坯料34的 一端3私处形成孔40从而产生预成型坯料36的步骤,可以在预成型坯料34达到1500华氏度 的温度之前进行。换句话说,当坯料34形成为挤压管30时,坯料34可以从1500至2300华氏度 的初始温度降低到至少等于1500华氏度。因此,坯料34在第一模具组件82中的冲压和预成 型坯料36到第二模具组件88中的冲压通常被金属加工和成型领域的技术人员称为热锻造。 热锻造允许在所加工的金属材料中增加延展性以便于形成各种设计和构造。

[0084]如上所述,第二模具组件88可以被进一步限定为第二初级模具组件128和第二后 级模具组件13〇,其分别逐渐冲压预成型坯料36和初步挤压管126以产生工件:挤压管30。应 当理解,将预成型坯料36压入第二模具组件88的空腔92中的步骤在至少等于1500华氏度的 温度下进行,这可以是指在至少等于1500华氏度的温度下在第二初级模具组件128中冲压 预成型坯料36并且在第二后级模具组件130中冲压初步挤压管126。作为替代,可以在至少 等于1500华氏度的温度下进行在第二初级模具组件128中冲压预成型坯料36的步骤和在第 二后级模具组件130中冲压初步挤压管126的步骤之一。

[0085] 将挤压管30压入第三模具组件94的空腔98中的步骤可以在介于800至900华氏度 之间的温度下进行。换句话说,当坯料34形成为拉制管32时,坯料34可以从介于1500到2300 华氏度之间的初始温度降低到介于800和900华氏度之间。800-900华氏度范围落入上述热 锻造和本领域技术人员将理解的、在大约室温下进行的冷锻造之间。虽然热锻造允许加工 材料具有高延展性,但加工材料通常具有比由冷锻造形成的产品更低的所得抗屈强度。作 为替代,由冷锻造形成的产品通常比由热锻造形成的产品更强,但加工材料通常不像热锻 造工艺中的加工材料那样可延展,这导致对冷锻造机械的更大磨损和撕裂。在介于800至 900华氏度之间的温度下进行将挤压管30压入第三模具组件94的空腔98中的步骤,平衡了 拉制管32的所得抗屈强度和延展性,使得拉制管32具有至少750MPa的抗屈强度,同时导致 与通过冷锻造工艺形成的拉制管32相比,减少了对第三模具组件94的磨损和撕裂。然而,本 领域技术人员将理解,将挤压管30压入第三模具组件94的空腔98中的步骤可以在任何合适 的温度下进行。

[0086] 该方法还可以包括在将挤压管30压入第三模具组件94的空腔98中的步骤之前冷 却挤压管30的步骤。更具体地,挤压管30可以从约1500华氏度冷却到介于800至900华氏度 之间。材料在冲压之间的冷却在本领域中通常被称为保温。在一个实施例中,第一模具组件 82和第二模具组件88联接到第一机器132,而第三模具组件94联接到第二机器134。挤压管 30可以从第一机器132中的第二模具组件88中移出并且可以移动到第二机器134中的第三 模具组件94。将挤压管30从第一机器132移动到第二机器134同时暴露于室温空气所需要的 时间量可以将挤压管30冷却到期望的800和900华氏度。作为替代,挤压管30可以暴露于介 于第二和第三模具组件88、94之间的强制空气中,这可以加速挤压管30的冷却。作为另一替 代方案,挤压管30可以在介于第二和第三模具组件88、94之间的液体(例如油、水等)中淬 火,这可以加速挤压管30的冷却。应当理解,挤压管30可以以任何合适的方式冷却。

[0087]该方法可以包括加工拉制管32的主轴端64以产生具有跨越全浮式中空轴管76的 长度的中空内部72的全浮式中空轴管76的步骤。

[0088] 应当理解,上述方法并不特别关系到单个机器120的使用。换句话说,上述方法可 以使用多台机器来完成上述步骤以制造拉制管32。例如,如以上和下面更详细地的描述那 样,如图31-34所示,可以使用第一机器132和第二机器134来形成拉制管32。然而,上述方法 可以利用下面详细描述的单个机器120。另外,上述方法可以利用下面详细描述的装置102。 [0089]制造具有至少为750MPa的抗屈强度的管件的替代方法

[0090]下面描述制造具有至少为750MPa的抗屈强度的拉制管32的替代方法。参考图18-20,该替代方法包括以下步骤:将坯料34放入第一模具组件82的空腔86中;并且将具有限定 在其一端38A中的孔40的第一预成型坯料36A放入第二模具组件88的空腔92中。该替代方法 还包括以下步骤:在第一模具组件82的空腔86内形成坯料34以产生第二预成型坯料36B;并 且在第二模具组件88的空腔92内冲压第一预成型坯料36A以产生具有中空内部42的挤压管 30 〇

[0091]应当理解,冲压第一预成型坯料36A的步骤可以被进一步限定为在第二模具组件 88的空腔92内向前和向后冲压第一预成型坯料36A,以产生具有中空内部42的挤压管30。还 应当理解,坯料34可以被进一步限定为第一坯料34A,并且挤压管30可以被进一步限定为第 一挤压管3〇A。参考图21-邪,当该方法包括第一坯料34A和第一挤压管30A时,该方法包括以 下步骤:将第二预成型坯料36B从第一模具组件82的空腔86中移出;将第二预成型坯料36B 放入第二模具组件88的空腔92中;将第二坯料34B放入第一模具组件82的空腔86中;在第一 模具组件82的空腔86内形成第二坯料34B,以产生第三预成型坯料36C,其具有在其一端上 限定的孔40;并且在第二模具组件88的空腔92内冲压第二预成型坯料36B,以产生具有中空 内部42的第二挤压管30B。另外,参考图26和27,该方法可以包括以下步骤:将第二预成型坯 料36B从第一模具组件82的空腔部中移出;将第二预成型坯料36B放入第二模具组件88的空 腔92中;将第二坯料MB放入第一模具组件82的空腔%中;将第一挤压管30A从第二模具组 件S8的空腔92中移出;将第一挤压管30A放入第三模具组件94的空腔98中;在第一模具组件 82的空腔86内形成第二坯料34B,以产生具有限定在其一端38A中的孔40的第三预成型坯料 36C;在第二模具组件88的空腔似内冲压第二预成型坯料:36B,以产生具有中空内部42的第 二挤压管30B;并且在第三模具组件94的空腔98内拉制第一挤压管30A,以产生具有拉制壁 74的拉制管32,该拉制壁74具有相对于第一挤压管3〇A的挤压壁58减小了的厚度。

[0092]如上所述,并且如图36_38中所示,第二模具组件88可以被进一步限定为第二初级 模具组件I28和第二后级模具组件130。将具有在其一端限定的孔40的第一预成型坯料36A 放入第二模具组件S8的空腔92中的步骤可以被进一步限定为将具有在其一端限定的孔4〇 的第一预成型坯料36A放入第二初级模具组件128的空腔136中。该方法还可以包括将第一 初步挤压管126A放入第二后级模具组件1:3〇的空腔1:38中的步骤。此外,在第二模具组件88 的空腔92内冲压第一预成型坯料36A的步骤可以被进一步限定为如下步骤:用第二初级模 具组件128向前冲压第一预成型坯料36A以拉长第一预成型坯料3GA并在其中形成中空内部 42,从而产生第二预挤压管12即;并且用第二后级模具组件1:3〇向后挤压第一初步挤压管 1%A,以进一步拉长第一初步挤压管126A,从而产生挤压管30。

[0093]应当理解,上述替代方法并不特别涉及使用单个机器12〇。换句话说,上述替代方 法可以使用多台机器来完成上述步骤以制造拉制管32。例如,如以上和在下面更详细描述 那样,并且如图36-38所示,可以使用第一机器132和第二机器134来形成拉制管32。然而,上 述替代方法可以利用下面详细描述的单个机器120。另外,上述方法可以利用下面详细描述 的装置102。

[0094] 在上述每种制造方法中,管件(无论是挤压管30还是拉制管32)的所得抗屈强度都 受到几个因素的影响,这些因素包括坯料34的材料化学性质,坯料34的横截面面积的缩小, 坯料34、预成型坯料36、挤压管30和拉制管32的温度和/或在任何锻造步骤之后的任何快速 冷却。

[0095] 选择坯料34的材料化学性质以使管件的抗屈强度最大化,同时限制坯料34的材料 的总合金含量,使得坯料34的材料保持可焊接性。

[0096]可焊性的常用度量是碳当量(CE)值。标准做法是将CE值保持在0.50以下。CE等于 碳百分比,加上锰百分比除以6,加上铬、钼和钒的百分比除以5,加上铜和镍的百分比除以 15〇

[0097]随着坯料34的面积(RA)的减少百分比增加,管件的所得抗屈强度将增加。通过将 管件的拉制壁74的横截面厚度从坯料34的横截面积的横截面厚度减去,除以坯料34的横截 面积并乘以100,来得到RA。然后,可以看出,对于给定的坯料34的横截面积,制造具有较薄 壁厚度的管件将增加管件的抗屈强度。例如,己经发现,在给定的合适的材料化学性质和锻 造温度的情况下,由直径为100毫米的起始坯料制造具有直径为4.0毫米厚度的拉制壁74的 管件,可以在所得拉制管32上产生约lOOOMPa的抗屈强度。然而,如果在给定的锻造温度下 由直径为100毫米的坯料34制造厚度为6.0毫米的拉制壁74,则只能产生具有为约750MPa的 抗屈强度的所得拉制管32,并且将需要特殊的过程中冷却或过程后冷却处理(如下所述)来 获得lOOOMPa的抗屈强度。

[0098]挤压管30在形成拉制管32之前的锻造温度被选择来平衡几个竞争因素。随着锻造 温度降低,对于给定的锻造工艺顺序来说,拉制管32的所得抗屈强度将增加。然而,随着锻 造温度降低,从坯料34改变到拉制管32所需要的力将增加。如果锻造温度太低,将坯料34改 变成拉制管32所需要的能量可能会超出所选锻造机的能力。

[0099]如上所述,该方法中的特殊冷却处理也可以用于获得拉制管32的期望抗屈强度。 众所周知,在较低温度下进行最终拉制操作将增加所得抗屈强度。然而,在相同的较低温度 下进行先前的挤压步骤可能超出挤压设备的可用能量。解决这个问题的一种方法是在紧接 着最终拉制操作之前将挤压管30穿过水冷却环,以降低挤压管30的温度并允许拉制管32获 得所期望的抗屈强度。用于过程中冷却的替代方案是将挤压管30从第二模具组件88输送到 第三模具组件94以允许挤压管30冷却。例如,挤压管30可以放入冷却输送器中,直到达到挤 压管3〇的期望温度。然后,可以将挤压管30插入到第三模具组件94中用于最终拉制操作。此 外,如果需要,也可以使用单独的机器来容纳第三模具组件94以完成最终拉制操作。

[0100] 最后,锻造过程后快速冷却可以用于提高拉制管32的抗屈强度。利用这种技术,坯 料34的温度被选择为足够高,使得在拉制管32退出最终拉制操作,拉制管32的温度仍然高 于临界温度(通常约720摄氏度(1330华氏度))。然后,立即迅速用水或强制空气冷却拉制管 32,以获得所期望的抗屈强度。然而,坯料34的温度可能太高,如果用于芯棒84、90、96和模 具组件82、88、94的冷却方法不具有(特别是以高生产率)去除足够的热量来防止芯棒84、 90、96和模具组件82、88、94的过度软化的能力,则可能会不利地影响芯棒84、90、96和模具 组件82、88、94。此外,必须注意,快速冷却方法不会在拉制管32中引起过多的振摆,这将导 致后续加工操作中的问题。

[0101]在上述每种制造方法中,当存在第三模具组件94时,该方法可以包括产生拉制管 32的跳过行程过程。例如,坯料34可以布置在第一模具组件82内,并且挤压管30可以布置在 第三模具组件94内,而第二模具组件88保持空。跳过行程方法包括以下步骤:在第一模具组 件82的空腔86内形成坯料M以产生第二预成型坯料36B;并在第三模具组件94内形成挤压 管30以产生拉制管32。

[0102]具有芯棒组件的装置

[0103]参考图15-17,本公开还涉及装置102,其用于制造用于容纳车轴的挤压管30或拉 制管32。装置102包括联接到固定基座1〇4的模具组件82、88、94。应当理解,装置102的模具 组件82、88、M可以是上述第一、第二和第三模具组件82、88、94中的任何一个。然而,如下所 述,装置1〇2的模具组件82、S8、94通常是上述的第二模具组件88。因此,第二模具组件88联 接到装置1〇2的固定基座104。此外,如上所述,并且如图35所示,第二模具组件88可以被进 一步限定为第二初级模具组件128和第二后级模具组件130。因此,下面适用于第二模具组 件88的任何描述也适用于第二初级模具组件128和第二后级模具组件130。

[0104]返回到图15-17,模具组件82、88、94在其中限定空腔86、92、98,并且被构造成视第 一模具组件82、第二模具组件88和第三模具组件94的哪一个被选择用于与装置102—起使 用,而容纳坯料34、预成型坯料36或挤压管30中的一个。装置102包括可朝向固定基座104移 动然后远离固定基座104的单个冲压结构106。作为替代,如以上和以下进一步描述那样,并 如附图所示,通过如图35所示的多次冲压,可以使用具有冲压结构l〇6A、B和固定基座104A、 B的第一机器132和第二机器134来形成拉制管32。为了简单起见,以下对单个冲压结构106 和固定基座104 (以及任何对应的部件)的任何描述都适用于第一和第二机器132、134的冲 压结构106A、B和固定基座104A、B。

[0105] 返回到图15_17,芯棒组件108联接到单个冲压结构106。芯棒组件108包括联接到 单个冲压结构106的可旋转平台110。可旋转平台110相对于单个冲压结构1〇6可旋转。第一 平台芯棒112联接到可旋转平台110并且从可旋转平台110朝向固定基座104延伸,其中第一 平台芯棒112被构造成进入模具组件82、88、94的空腔86、92、98。第二平台芯棒114也被联接 到可旋转平台110并且从可旋转平台110朝向固定基座104延伸,其中第二平台芯棒114被构 造成进入模具组件82、88、94的空腔86、92、98。

[0106] 第一平台芯棒II2和第二平台芯棒114中的一个与模具组件82、88、94对准。例如, 当第一平台芯棒112与模具组件82、88、94对准时,第二平台芯棒114不与模具组件82、88、94 对准。可旋转平台110的旋转选择性地将第一平台芯棒112或第二平台芯棒114与模具组件 82、88、94的空腔86、92、98对准。例如,当第一平台芯棒112与模具组件82、88、94的空腔86、 92、98对准时,可旋转平台110的旋转导致第二平台芯棒114与模具组件82、88、94的空腔86、 92、98的对准,并且导致第一平台芯棒112和模具组件82、88、94的不对准。

[0107] 装置102可以包括容器116,该容器116联接到与模具组件82、88、94相邻的固定基 座104,其中该容器116包括冷却流体、润滑流体和/或其组合,并且该容器116还被构造成当 第一平台芯棒112进入模具组件82、88、94的空腔86、92、%用于冷却第二平台芯棒114时容 纳第二平台芯棒114。

[0108] 此外,装置102可以包括第三平台芯棒118,该第三平台芯棒118联接到可旋转平台 110并且从可旋转平台110朝向固定基座104延伸。因此,可旋转平台110的旋转将第一平台 芯棒112、第二平台芯棒114和第三平台芯棒118中的一个与模具组件82、88、94的空腔86、 92、98对准。

[0109] 在一个实施例中,容器116被进一步限定为第一容器116A,并且装置102包括联接 到与模具组件82、88、94和第一容器116A相邻的固定基座104的第二容器116B。第二容器 116B在其中包括润滑流体,并且被构造成当第一平台芯棒112进入模具组件82、88、94的空 腔86、92、98并且第二平台芯棒114进入第一容器116A时容纳第三平台芯棒118。然而,应当 理解,第二容器116B可以包括冷却流体、润滑流体或其组合。

[0110]在另一个实施例中,芯棒组件1〇8被进一步限定为第一芯棒组件108A,并且装置 102包括第二芯棒组件108B和另一模具组件82、88、94。通常,模具组件82、88、94是上述的第 二模具组件88,而另一模具组件82、88、94是上述的第三模具组件94。当另一个模具组件82、 88、94是第三模具组件94时,第三模具组件94联接到固定基座104并且在其中限定被构造成 容纳挤压管30的空腔98。

[0111] 第二芯棒组件108B联接到单个冲压结构106。类似于第一芯棒组件108A,第二芯棒 组件108B包括联接到单个冲压结构106的可旋转平台110,其中可旋转平台110相对于单个 冲压结构106可旋转。第二芯棒组件108B包括第一平台芯棒112,该第一平台芯棒112与所述 可旋转平台110并且从所述可旋转平台110朝向固定基座104延伸,其中该第二芯棒组件 108B的第一平台芯棒112被构造成进入所述另一模具组件82、88、94的空腔86、92、98中。第 二平台芯棒114被联接到可旋转平台110并且从可旋转平台110朝向固定基座104延伸,其中 该第二芯棒组件108B的第二平台芯棒114被构造成进入第二模具组件88的空腔92。第二芯 棒组件108B的可旋转平台110的旋转将第二芯棒组件108B的第一平台芯棒112或第二芯棒 组件108B的第二平台芯棒114与所述另一个模具组件82、88、94的空腔86、92、98对准。

[0112] 应当理解,平台芯棒112、114、118是固定的,也可以沿着线性滑块穿梭。

[0113] 使用该装置制造物品的方法

[0114] 下面描述使用装置102制造物品的方法。装置102具有固定基座104和可朝向固定 基座104移动的单个冲压结构106。装置102包括联接到固定基座104的模具组件82、88、94。 应当理解,装置102的模具组件82、88、94可以是上述第一、第二和第三模具组件82、88、94中 的任何一个。此外,第二模具组件88可以被进一步限定为如上所述的第二初级模具组件128 和第二后级模具组件130。装置102包括容器116,其联接到与模具组件82、88、94和芯棒组件 108间隔开的固定基座104。芯棒组件108包括联接到单个冲压结构106的可旋转平台110、联 接到可旋转平台110并从可旋转平台110朝向固定基座104延伸的第一平台芯棒112以及联 接到可旋转平台110并从可旋转平台110朝向固定基座104延伸的第二平台芯棒114。

[0115] 使用装置102的方法包括以下步骤:将起始部件放入模具组件82、88、94的空腔86、 92、98中;并且用第一平台芯棒112将起始部件压入模具组件82、88、94的空腔86、92、98中, 以将第一起始部件形成物品。使用装置102的方法还包括以下步骤:与用第一平台芯棒112 冲压起始部件的步骤同时,将第二平台芯棒114移动到容器116中;将物品从模具组件82、 88、94中移出;并且将第二起始部件放入模具组件82、88、94的空腔86、92、98中。使用装置 102的方法还包括以下步骤:旋转可旋转平台110以将第二平台芯棒114与模具组件82、88、 94对准,并将第一平台芯棒112与容器116对准;用第二平台芯棒114将第二起始部件压入模 具组件82、88、94的空腔86、92、98中,以将第二起始部件形成另一个物品;并且与用第二平 台芯棒114冲压第二起始部件的步骤同时,将第一平台芯棒112移动到容器116中。

[0116] 应当理解,当容器116包含冷却流体和/或润滑流体时,将第二平台芯棒114移动到 容器116中的步骤可以被进一步限定为与用第一平台芯棒I12冲压第一起始部件的步骤同 时,冷却第二平台芯棒114。还应当理解,容器U6可以被进一步限定为第一容器116A,并且 装置102包括与模具组件82、88、94和第一容器116A间隔开的第二容器11明。在这种实施例 中,芯棒组件108包括联接到可旋转平台并从可旋转平台110延伸的第三平台芯棒118。 因此,使用装置1〇2的方法还包括以下步骤:与用第一平台芯棒112冲压第一起始部件的步 骤同时,将第三平台芯棒118移动到第二容器11册中。此外,当装置102包括第一容器116A和 第二容器116B时,第一容器116A包含冷却流体,而第二容器116B包含润滑流体。在这样的实 施例中,将第二平台芯棒114移动到第一容器1WA中的步骤被进一步限定为以下步骤:与用 第一平台芯棒112冲压第一起始部件的步骤同时,用冷却流体冷却第二平台芯棒114;并且 在用第一平台芯棒112冲压第一起始部件的同时,用润滑流体润滑第三平台芯棒118。

[0117] 当芯棒组件108包括第三平台芯棒118时,使可旋转平台110旋转以将第二平台芯 棒114与模具组件82、88、94对准的步骤被进一步限定为旋转可旋转平台110以使第三平台 芯棒118与模具组件82、88、94对准,使第一平台芯棒112与第一容器116A对准,并使第二芯 棒90与第二容器116B对准。

[0118] 应当理解,装置102可以是下面详细描述的单个机器120。 使用该装置制造管件的方法

[0120]下面描述使用装置102制造挤压管30或拉制管32的方法。如上所述,装置102包括 固定基座104和能够朝向固定基座104移动的单个冲压结构106。装置102还包括联接到固定 基座104的模具组件82、84、94,联接到固定基座104并与模具组件82、88、94间隔开的容器 II6,以及芯棒组件108。芯棒组件108包括联接到单个冲压结构106的可旋转平台110,联接 到可旋转平台110并从可旋转平台110朝向固定基座104延伸的第一平台芯棒112,以及联接 到可旋转平台110并且从可旋转平台110朝向固定基座104延伸的第二平台芯棒114。 使用装置1〇2制造管件的方法包括以下步骤:将第一预成型坯料36A放入模具组件 S8的空腔⑽中;用第一平台芯棒II2将第一预成型坯料:36A压入模具组件88的空腔92中,以 拉长第一预成型坯料段36A来产生挤压管30;并且与用第一平台芯棒112冲压第一预成型坯 料36A的步骤同时,将第二平台芯棒114移动到容器116中。使用装置1〇2制造管件的方法还 包括以下步骤:将挤压管3〇从模具组件88中移出;将第二预成型还料36B放入模具组件88的 空腔92中;并且旋转可旋转平台110以使第二平台芯棒114与模具组件88对准并将第一平台 芯棒II2与容器II6对准。使用装置102制造管件的方法还包括以下步骤:用第二平台芯棒 114将第二预成型坯料36B压入模具组件88的空腔⑽中,以拉长第二预成型坯料36B来产生 另一个挤压管30;并且与用第二平台芯棒114冲压第二坯料34B的步骤同时,将第一平台芯 棒112移动到容器116中。

[0122]应当理解,将第一预成型坯料36A压入空腔92中的步骤可以被进一步限定为挤压 预成^坯料36以产生挤压管30。还应当理解,除了如上所述的挤压管3〇之外,使用装置1〇2 制造管件的方法还可以用于产生拉制管犯。例如,代替将第一预成型坯料36A放入模具组件 88中,可以将第一挤压管30A插入模具组件94中。将挤压管3〇压入空腔98中的后续步骤将产 生拉制管32。

[0123] 为了进一步最小化挤压管制造总时间,装置102的第二芯棒90可以被进一步限定 为芯棒组件108。如上所述,芯棒组件108包括联接到单个冲压结构106的可旋转平台110,其 中可旋转平台110相对于单个冲压结构1〇6可旋转。第一平台芯棒112联接到可旋转平台110 并且朝向固定基座104延伸。类似地,第二平台芯棒114联接到可旋转平台110并且朝向固定 基座104延伸。可旋转平台110相对于单个冲压结构106可旋转,用于选择性地将第一平台芯 棒112或第二平台芯棒114与第二模具组件88的空腔92对准。因此,装置102可以在第一平台 芯棒112或第二平台芯棒114之间切换,以将预成型坯料36压入第二模具组件88。通过在第 一平台芯棒112和第二平台芯棒114之间切换,仅第一平台芯棒112和第二平台芯棒114中的 一个实际上正在进行工作,以将预成型坯料36转变成挤压管30,而允许第一平台芯棒112和 第二平台芯棒114中的另一个冷却。因为允许第一平台芯棒112和第二平台芯棒114中的一 个冷却,而不会延迟或停止装置102使用第一平台芯棒112和第二平台芯棒114的另一个继 续工作,所以这种类型的冷却被称为脱机冷却。

[0124] 当容器116包含冷却流体时,将第二平台芯棒114移动到容器116中的步骤被进一 步限定为与用第一平台芯棒112冲压第一预成型还料36A的步骤同时,冷却第二平台芯棒 114。应当理解,容器116可以被进一步限定为第一容器116A,并且装置102包括与模具组件 82、88、94和第一容器116A间隔开的第二容器116B。在这样的实施例中,芯棒组件108包括联 接到可旋转平台110并且从可旋转平台110延伸的第三平台芯棒118,并且该方法还包括以 下步骤:与用第一平台芯棒112冲压第一预成型坯料36A的步骤同时,将第三平台芯棒118移 动到第二容器116B中。此外,当第一容器116A包含冷却流体并且第二容器116B包含润滑流 体时,将第二平台芯棒114移动到第一容器116A中的步骤被进一步限定为:与用第一平台芯 棒112冲压第一预成型坯料36A的步骤同时,用冷却流体冷却第二平台芯棒114;并且与用第 一平台芯棒112冲压第一预成型坯料36A的步骤同时,用润滑流体润滑第三平台芯棒118。

[0125] 当存在第三平台芯棒118时,旋转可旋转平台110以将第二平台芯棒114与模具组 件88对准的步骤被进一步限定为旋转可旋转平台110以将第三平台芯棒118与模具组件88 对准、将第一平台芯棒112与第一容器116A对准并将第二芯棒90与第二容器116B对准。

[0126] 在上述每种制造方法中,当存在第三模具组件94时,该方法可以包括产生拉制管 32的跳过行程过程。例如,坯料34可以布置在第一模具组件82内,并且挤压管30可以布置在 第三模具组件94内,而第二模具组件88保持空。跳过行程方法包括以下步骤:在第一模具组 件82的空腔86内形成坯料34以产生第二预成型坯料36B,并在第三模具组件94内形成挤压 管30以产生拉制管32。

[0127] 应当理解,装置102可以是下面详细描述的单个机器120。

[0128]制造管件的单个机器

[0129] 通常,使用至少一台机器来制造挤压管30或拉制管32。在一个实施例中,使用单个 机器120由坯料34制造挤压管30。如图6-10所示,单个机器120包括固定基座104。第一模具 组件82联接到固定基座104。第一模具组件82限定在其中被构造成容纳坯料34的空腔86。在 机器操作期间,第一模具组件82被构造成保持坯料34,使得孔40可以形成在坯料34的端部 38A中,以产生预成型坯料36。

[0130]单个机器120包括联接到固定基座104并与第一模具组件82间隔开的第二模具组 件88。第二模具组件88在其中限定空腔92,并且被构造成容纳预成型坯料36。在单个机器 120操作期间,第二模具组件88被构造成保持预成型坯料36并且辅助将预成型坯料36挤压 成挤压管30中。

[0131] 如上所述,第二模具组件88可以被进一步限定为第二初级模具组件128和第二后 级模具组件130,其总体地被示出在图31-35中。第二芯棒90可以被进一步限定为对应于第 二初级模具组件128的第二初级芯棒140和对应于第二后级模具组件130的第二后级芯棒 142。随着单个冲压结构106朝向固定基座104移动然后远离固定基座104移动,第二初级芯 棒140和第二后级芯棒142可以与第一芯棒84同时移动,使得随着单个冲压结构106朝向固 定基座104移动,第二初级芯棒140进入第二初级模具组件128的空腔136,而第二后级芯棒 142进入第二后级模具组件130的空腔138。第二初级芯棒140可以在第二初级模具组件128 的空腔136中冲压预成型坯料36。第二后级芯棒142可以在第二后级模具组件130的空腔138 中冲压初步挤压管126。

[0132] 返回到图6-10,单个机器120还包括能够朝向固定基座104移动然后远离固定基座 104移动的单个冲压结构106。换句话说,单冲压结构106具有如图6所示的起始位置和如图 10所示的受压位置,在该受压位置上,单个冲压结构106己经移动到更靠近固定基座104。因 此,单个冲压结构106可以在起始位置和受压位置之间移动。单个冲压结构106的可移动部 件122负责在起始位置和受压位置之间移动单个冲压结构106。可移动部件122可以通过任 何合适的方法移动,例如液压或机械地移动。

[0133] 应当理解,单个冲压结构106可以包括联接到可移动部件122的单个冲压板124。作 为替代,单个冲压结构106可以包括如图8B所示的多个冲压板124A、124B,其中多个冲压板 124A、124B中的每一个都联接到可移动部件122。

[0134] 单个冲压结构1〇6包括与第一模具组件82的空腔86对准的第一芯棒84。单个冲压 结构106还包括与第二模具组件88的空腔92对准的第二芯棒90。例如,第一芯棒84和第二芯 棒90可以联接到单个冲压板1M。作为替代,第一芯棒84和第二芯棒90可以联接到多个冲压 板124A、124B中的相应一个。因为第一芯棒84和第二芯棒9〇联接到单个冲压板124或多个冲 压板1MA、124B中的相应一个,并且多个冲压板1MA、124B联接到同一可移动部件122,所以 第一芯棒84和第二芯棒9〇随着单个冲压结构1〇6朝向固定基座104移动然而远离固定基座 104移动而彼此同时移动。当单个冲压结构106从起始位置朝向固定基座1〇4移动到受压位 置时,随着单个冲压结构1〇6朝向固定基座104移动,第一芯棒M进入第一模具组件82的空 腔86中,而第二芯棒90进入第二模具组件88的空腔92中。

[0135] 本文所使用的术语“单个机器120”旨在传达即使存在多个模具组件82、88、94,也 可使用可移动部件122。例如,即使单个机器120具有第一模具组件82和第二模具组件88以 及第一芯棒84和第二芯棒9〇,它仍然被认为是单个机器12〇,因为它仅具有由第一和第二模 具组件82、88、94共用的单个可移动部件122可移动的单个冲压结构106。

[0136] 用单个机器制造管件的方法

[0137] 当管件是挤压管3〇时,用单个机器12〇制造管件的方法包括以下步骤:将坯料34放 入第一模具组件82的空腔86中;并且用联接到单个冲压结构106的第一芯棒84将坯料34压 入第一模具组件82的空腔86中。第一芯棒84到坯料34中的冲压在坯料34的一端形成孔40, 从而产生预成型坯料36。

[0138] 应当理解,将第一芯棒84压入坯料34中的步骤可以被进一步限定为通过使单个冲 压结构106朝向固定基座104运转然后远离固定基座104运转来挤制预成型坯料36,以拉长 预成型坯料36并在其中形成中空内部42,从而产生挤压管30。换句话说,坯料34可以通过在 第一模具组件82内完成的向前和/或向后冲压而转变成预成型坯料36。

[0139]该方法还包括将预成型坯料36从第一模具组件82的空腔86移动到第二模具组件 8S的空腔92的步骤。然后,用联接到单个冲压结构106的第二芯棒90将预成型坯料36压入第 二模具组件88的空腔92中,来拉长预成型坯料36并在其中形成中空内部42,以产生挤压管 30 〇

[0M0]该方法具有产生挤压管30的挤压管制造总时间。因为第一模具组件82和第二模具 组件88处于单个机器120内,并且因为第一芯棒84和第二芯棒90联接到单个冲压结构106, 所以挤压管制造总时间相对于常规管件制造实践而被最小化了。更具体地说,因为单个机 器12〇的使用消除了使用多台机器来生产挤压管30,所以消除了加热或润滑部件的任何附 加步骤以及在多个机器之间移动部件的时间,这减少了挤压管制造总时间。

[0141] 通常,完成放置坯料34、冲压坯料34以产生预成型坯料36的步骤和移动预成型坯 料36并且冲压预成型坯料36以产生挤压管30的步骤的挤压管制造总时间为约15至约120 秒,更通常为约15至约60秒,甚至更通常为约15到30秒。

[0142]为了进一步最小化挤压管制造总时间,单个机器120的第二芯棒90可以被进一步 限定为芯棒组件108。如上所述,芯棒组件108包括联接到单个冲压结构106的可旋转平台 110,其中可旋转平台110相对于单个冲压结构106可旋转。第一平台芯棒112联接到可旋转 平台110并且朝向固定基座104延伸。类似地,第二平台芯棒114联接到可旋转平台110并且 朝向固定基座104延伸。可旋转平台110相对于单个冲压结构106可旋转,用于选择性地将第 一平台芯棒112或第二平台芯棒114与第二模具组件88的空腔92对准。因此,单个机器120可 以在第一平台芯棒112或第二平台芯棒114之间切换,以将预成型坯料36压入第二模具组件 88。通过在第一平台芯棒112和第二平台芯棒114之间切换,第一平台芯棒112和第二平台芯 棒114中的仅一个实际上正在进行工作以将预成型坯料36转变成挤压管30,而允许第一平 台芯棒112和第二平台芯棒114中的另一个冷却。因为允许第一平台芯棒112和第二平台芯 棒114中的一个冷却,而不会延迟或停止单个机器120使用第一平台芯棒112和第二平台芯 棒114中的另一个继续工作,所以这种类型的冷却被称为脱机冷却。

[0143]单个机器120可以包括联接到邻近第二模具组件88的固定基座104的容器116。容 器116在其中包括冷却流体,并且被构造成当第一平台芯棒112进入第二模具组件88的空腔 92来冷却第二平台芯棒114时,容纳第二平台芯棒114。

[0144]此外,单个机器120的芯棒组件108可以包括联接到可旋转平台110并且从可旋转 平台110朝向固定基座104延伸的第三平台芯棒118。可旋转平台110的旋转将第一平台芯棒 112、第二平台芯棒114和第三平台芯棒118中的一个与第二模具组件88的空腔92对准。

[0145]当单个机器120的芯棒组件108包括第三平台芯棒118时,单个机器120的容器116 被进一步限定为第一容器116A,并且单个机器120还包括第二容器116B。第二容器116B联接 到邻近第二模具组件88和第一容器116A的固定基座104。第二容器116B在其中包括润滑流 体,并且被构造成当第一平台芯棒II2进入第二模具组件88的空腔92并且第二平台芯棒114 进入第一容器116A时,容纳第三平台芯棒118。

[0146]如上所述并且总体如在图31-35中所示,第二模具组件88可以被进一步眼定为第 一初级t吴具组件128和第二后级模具组件130。第二芯棒90可以被进一步限定为对应于第二 初级模具组件128的第二初级芯棒140以及对应于第二后级模具组件130的第二后级芯^ 142。将预成型坯料36压入第二模具组件88的空腔92中的步骤可以被进一步限定为如下步 骤:通过使单个冲压结构106朝向固定基座104运转然后远离固定基座104运转,来用第二初 级模具组件128和第二初级芯棒140向后冲压预成型坯料36,以拉长预成型坯料36并在其中 形成中空内部42,从而产生初步挤压管126;将初步挤压管I26移动到第二后级模具13〇中; 并且通过使单个冲压结构106朝向固定基座104运转然后远离固定基座104运转,来用第^ 后级検具组件130和第二初级芯棒140向后挤压初步挤压管126,以进一步拉长初步挤压管 126,从而产生挤压管30。

[0147] 当管件是拉制管32时,单个机器1加还包括联接到固定基座104并与第一模具组件 82和第二模具组件S8间隔开的第三模具组件94。第三模具组件94限定被构造成容纳挤压管 3〇的空腔98。当单个机器1加包括第三模具组件94时,单个机器120包括联接到单个冲压结 构106并与第三模具组件94的空腔98对准的第三芯棒96。在单个机器120操作期间,第三模 具组件94被构造成辅助拉制挤压管30来进一步拉长挤压管30以产生拉制管32。

[0148] 当第三芯棒96存在时,第一芯棒84、第二芯棒90和第三芯棒96随着单个冲压结构 106朝向和远离固定基座104移动而彼此同时移动,使得随着单个冲压结构106朝向固定基 座104移动,第一芯棒84进入第一模具组件82的空腔86中,第二芯棒90进入第二模具组件88 的空腔92,而第三芯棒96进入第三模具组件94的空腔98。

[0149] 通常,第二芯棒90具有至少600毫米的长度,而第三芯棒96具有至少1000毫米的长 度。由于第二芯棒90和第三芯棒96的长度的缘故,单个冲压结构106必须具有足够大的行程 长度来容纳第二芯棒90和第三芯棒96,同时允许部件插入第二芯棒模具组件88和第三芯棒 模具组件94。

[0150]当单个机器120产生拉制管32时,上述方法还包括以下步骤:将挤压管30从第二模 具组件88的空腔92移动到第三模具组件94的空腔98中;并且用联接到单个冲压结构106的 第三芯棒96来将挤压管30压入第三模具组件94的空腔98中,以拉长挤压管30并减小挤压管 30的挤压壁58的厚度,从而产生拉制管32。应当理解,冲压挤压管3〇的步骤可以被进一步限 定为通过使单个冲压结构106朝向固定基座104运转然后远离固定基座104运转来拉制挤压 管30以拉长挤压管30并减小挤压管30的挤压壁f58的厚度,从而广生拉制管32。

[0151] 该方法具有产生拉制管32的拉制管制造总时间。因为第一模具组件82、第二模具 组件88和第三模具组件94均处于单个机器120内,并且因为第一芯棒別、第二芯棒9〇和第三 芯棒96联接到单个冲压结构106,所以拉制管制造总时间相对于常规管件制造实践而被最 小化。典型地,完成放置坯料34、冲压坯料34以产生预成型坯料36的步骤和移动预成型坯料 36并且冲压预成型坯料36以产生挤压管30,移动挤压管30并且冲压挤压管30以产生拉制管 32的步骤的拉制管制造总时间为约20至约240秒,更通常为约2〇至约12〇秒,甚至更典型地 为约20至约40秒。

[0152] 由单个机器120生产的拉制管32具有通常为至少6〇〇MPa的抗屈强度,甚至更通常 为至少700MPa,甚至再更通常为至少750MPa。

[0153]当期望全浮式中空轴管76时,该方法包括加工拉制管32的车轮端62以产生全浮式 中空轴管7(5的步骤,该全浮式中空轴管76具有跨越全浮式中空轴管76的整个长度的中空内 部72。

[0154] 当单个机器120用于产生拉制管32时,芯棒组件108可以被进一步限定为第一芯棒 组件108A,而第三芯棒96可以被进一步限定为第二芯棒组件10部。类似于上述芯棒组件 108,第二芯棒组件i〇8B包括联接到单个冲压结构106的可旋转平台110,其中可旋转平台 110相对于单个冲压结构106可旋转。第二芯棒组件108B还包括联接到可旋转平台110并且 从可旋转平台110朝向固定基座104延伸的第一平台芯棒112和联接到可旋转平台110并且 朝向固定基座104延伸的第二平台芯棒114。第二芯棒组件108B的可旋转平台110的旋转将 第二芯棒组件10SB的第一平台芯棒112或第二芯棒组件108B的第二平台芯棒114与第三模 具组件94的空腔98对准。

[0155]应当理解,用单个机器120制造挤压管30的方法和制造拉制管32的方法可以包括 以下步骤中的至少一个步骤:在将预成型坯料36压入第二模具组件88的空腔92中的步骤之 前润滑第二芯棒9〇;并且在润滑第二芯棒90的步骤之前冷却第二芯棒90。

[0156]用单个机器制造管件的替代方法

[0157]在用单个机器12〇生产挤压管30的替代方法中,该方法包括以下步骤:将坯料34放 入第一模具组件82的空腔部中;并且将具有限定在其一端38A上的孔40的第一预成型坯料 段36A放入第二模具组件88的空腔02中。使用单个机器120的替代方法还包括如下步骤:在 将坯料34放入第一模具组件82并将预成型坯料36放入第二模具组件88中的步骤之后,将单 个冲压结构1〇6朝向固定基座104移动,使得第一芯棒84接触第一模具组件82中的坯料34, 并且第二芯棒90接触第二模具组件88中的第一预成型坯料36A。移动单个冲压结构106的步 骤完成了以下步骤:在第一模具组件82的空腔86内形成坯料34以产生具有限定在其一端 38A上的孔40的第二预成型坯料36B;并且在第二模具组件88的空腔92内挤压第一预成型坯 料36A,以产生具有中空内部42的挤压管30。

[0158]在使用上述单个机器120的替代方法中,坯料34可以被进一步限定为第一坯料 34A,并且挤压管30可以被进一步限定为第一挤压管3〇A。因此,使用单个机器120的替代方 法可以包括以下步骤:将第二预成型坯料36B放入第二模具组件88的空腔92中;将第二坯料 34B放入第一模具组件82的空腔S6中;并且在移出第二预成型坯料36B、将第二预成型坯料 36B放入第一模具组件82中并将第二坯料34B放入第一模具组件82的空腔86中的步骤之后, 将单个冲压结构106朝向固定基座104移动。移动单个冲压结构1〇6的步骤完成了以下步骤: 在第一模具组件82的空腔S6内形成第二坯料MB以产生具有限定在其一端38A上的孔40的 第三预成型坯料段36C;并且在第二模具组件洲的空腔92内挤压第二预成型坯料36B,以产 生具有中空内部42的第二挤压管30B。

[0159]如上所述并且总体如在图31-35中所示,第二模具组件88可以被进一步限定为第 二初级模具组件I28和第二后级模具组件130。第二芯棒90可以被进一步限定为对应于第二 初级模具组件128的第二初级芯棒140以及对应于第二后级模具组件130的第二后级芯棒 142。将具有在其一端限定的孔40的第一预成型坯料36A放入第二模具组件88的空腔92中的 步骤可以被进一步限定为将具有限定在其一端上的孔40的第一预成型坯料36A放入第二初 级模具组件128的空腔136,并且还包括将第一初步挤压管126八放入第二后级模具组件13〇 的空腔138中的步骤。在第二模具组件88的空腔92内冲压第一预成型坯料36A的步骤可以被 进一步限定为如下步骤:用第二初级模具组件128向后冲压第一预成型坯料36A以拉长第一 预成型坯料36A并在其中形成中空内部似,从而产生第二初步挤压管126B;并且用第二后级 模具组件13〇向后挤压第一初步挤压管126A,以进一步拉长第一初步挤压管126A,从而产生 挤压管30。

[0160]此外,在使用上述单个机器12〇的替代方法中,坯料34可以被进一步限定为第一坯 料34A,挤压管30可以被进一步限定为第一挤压管30A,并且单个机器120还包括第三模具组 件94。在这种替代方法中,替代方法包括以下步骤:从第一模具组件82的空腔86中移出第二 预成型坯料36B;将第二预成型坯料36B放入第二模具组件88的空腔92中;将第二坯料34B放 入第一模具组件82的空腔部中;从第二模具组件88的空腔92中移出第一挤压管30A;将第一 挤压管30A放入第三模具组件94的空腔98中;并且在将第二坯料34B放入第一模具组件82 中、将第二预成型坯料36B放入第二模具组件88中并且将第一挤压管30A放入第三模具组件 94的步骤之后将单个冲压结构1〇6朝向固定基座104移动,使得第一芯棒84接触第一模具组 件82中的第二坯料MB,第二芯棒90接触第二模具组件88中的第二预成型坯料36B,而第三 芯棒96接触第三模具组件M中的第一挤压管30A。移动单个冲压结构106的步骤完成了以下 步骤:在第一模具组件82的空腔部内形成第二坯料34B,以产生具有限定在其一端上的孔40 的第三预成型坯料36C;在第二模具组件88的空腔92内挤压第二预成型坯料36B,以产生具 有中空内部42的第二挤压管30B;并在第三模具组件94的空腔98内拉制第一挤压管30A,以 产生一拉制管32,该拉制管32具有相对于第一挤压管30A减小了的厚度的壁。

[0161]使用单个机器120的替代方法还可以包括以下步骤:从第二模具组件88中移出第 二挤压管30B;将第二挤压管30B放入第三模具组件94的空腔98中;并且在将第二挤压管30B 放入第三模具组件94中的步骤之后朝向固定基座104移动单个冲压结构106,以完成在第三 模具组件94的空腔98内拉制第二挤压管30B的步骤,以产生一拉制管32,该拉制管32具有相 对于第二挤压管30B减小了的厚度的壁。

[0162] 当单个机器120用于产生拉制管32时,芯棒组件108可以被进一步限定为第一芯棒 组件108A,并且第三芯棒%可以被进一步限定为第二芯棒组件108B。类似于上述芯棒组件 108,第二芯棒组件108B包括联接到单个冲压结构106的可旋转平台110,其中可旋转平台 110相对于单个冲压结构106可旋转。第二芯棒组件108B还包括联接到可旋转平台110并且 从可旋转平台110朝向固定基座104延伸的第一平台芯棒112和联接到可旋转平台110并且 从可旋转平台110朝向固定基座104延伸的第二平台芯棒114。第二芯棒组件108B的可旋转 平台110的旋转将第二芯棒组件108B的第一平台芯棒112或第二芯棒组件108B的第二平台 芯棒114与第三模具组件94的空腔98对准。

[0163] 在上述每种制造方法中,当存在第三模具组件94时,该方法可以包括产生拉制管 32的跳过行程过程。例如,坯料34可以被布置在第一模具组件82内,并且挤压管30可以被布 置在第三模具组件94内,而第二模具组件88保持空。跳过行程方法包括以下步骤:在第一模 具组件82的空腔86内形成坯料34以产生第二预成型坯料36B;并且在第三模具组件94内形 成挤压管30以产生拉制管32。

[0164] 包括用于制造管件的第一机器和第二机器的制造系统

[0165] 总体如上述和如图31至图35所示,本发明还提供一种用于制造管件的制造系统 144,该管件具有中空内部72,其用于容纳将来自原动机的旋转运动传递到车辆轮子的车 轴。制造系统144包括第一机器132,其包括固定基座104A和联接到固定基座104A的第一模 具组件82。第一模具组件82在其中限定空腔86,并且被构造成在坯料36的端部上形成孔40, 以产生预成型坯料36。

[0166]第一机器132包括第二初级模具组件128,其联接到与第一模具组件82间隔开的固 定基座104A并且在其中限定空腔136,其中第二初级模具组件128被构造成将预成型坯料36 挤压成初步挤压管126。第一机器132还包括第二后级模具组件130,其联接到与第二初级模 具组件128间隔开的固定基座104A并且在其中限定空腔138。第二后级模具组件130被构造 成将初步挤压管126挤压成挤压管30。

[0167]第一机器132包括冲压结构106A,其可朝向固定基座104A移动然后远离固定基座 104A。冲压结构106A包括与第一模具组件82的空腔86对准的第一芯棒84。冲压结构106A还 包括与第二初级模具组件128的空腔136对准的第二初级芯棒140和与第二后级模具组件 130的空腔138对准的第二后级芯棒142。随着冲压结构106A朝向固定基座104A移动然后远 离固定基座104A,第一芯棒S4以及第二初级芯棒140和第二后级芯棒142彼此同时移动,使 得随着冲压结构l〇6A朝向固定基座104A移动,第一芯棒84进入第一模具组件82的空腔86 中,第二初级芯棒140进入第二初级模具组件128的空腔136,并且第二后级芯棒142进入第 二后级模具组件130的空腔138。

[0168]制造系统144还包括第二机器134。第二机器134包括固定基座104B和联接到固定 基座104B并且在其中限定空腔98的第三模具组件94。第三模具组件94被构造成拉制挤压管 30以产生拉制管32。第二机器134还包括可朝向固定基座104B移动然而远离固定基座104B 的冲压结构106B。冲压结构106B包括联接到冲压结构106B并与第三模具组件94的空腔98对 准的第三芯棒96。随着冲压结构10仙朝向固定基座104B和远离固定基座104B移动,第三芯 棒96与冲压结构106B—起移动,使得当冲压结构106B朝向固定基座104B移动时,第三芯棒 96进入第三模具组件94的空腔98中。

[0169]本领域技术人员将理解,制造系统144可以包括具有如上所述的模具组件82、88、 94以及芯棒组件84、90、96的装置102。此外,尽管本文所述的第二模具组件88和第二芯棒90 进一步被分别限定为第二初级模具组件I28和第二后级模具组件130以及第二初级芯棒140 和第二后级芯棒142,但应当理解,第二模具组件88和第二芯棒90可以都是单个单元。

[0170]用第一机器和第二机器制造管件的方法

[0171]总体还如以上所述并如在图31-35中所示,本发明还提供了一种制造管件的方法。 [0172]管件形成在至少第一机器132和第二机器134中,其中第一机器132和第二机器134 都具有:固定基座104A、B和可朝向固定基座104A、B移动的冲压结构106A、B;第一模具组件 82,其联接到第一机器132的固定基座104A;第二模具组件88,其联接到第一机器132的固定 基座104A,并被进一步限定为第二初级模具组件128和第二后级模具组件130;第一芯棒84, 其联接到第一机器132的冲压结构l〇6A;以及第二芯棒90,其联接到第一机器132的冲压结 构l〇6A并且与第一芯棒84间隔开,并且被进一步限定为第二初级芯棒140和第二后级芯棒 142。第三模具组件94联接到第二机器1M的固定基座104B,并且第三芯棒96联接到第二机 器134的冲压结构106B。

[0173]该方法包括以下步骤:将坯料34放入第一模具组件82的空腔86中,并用联接到第 一机器132的冲压结构106A的第一芯棒84将坯料34压入第一模具组件82的空腔86中,以在 坯料34的一端形成孔40,从而产生预成型坯料36。

[0174]该方法还包括以下步骤:将预成型坯料36从第一模具组件82的空腔86中移动到第 二初级模具组件128的空腔I%中,并且用联接到第一机器132的冲压结构106A的第二初级 芯棒140将预成型坯料36压入第二初级模具组件128的空腔136中,以拉长预成型坯料36并 在其中形成中空内部42,从而产生初步挤压管126。

[0175]该方法还包括以下步骤:将初步挤压管126从第二初级模具组件128的空腔136中 移动到第二后级模具组件13〇的空腔138中;并且用联接到第一机器132的冲压结构106A的 第二后级芯棒142将初步挤压管126压入第二后级模具组件130的空腔室138中,以进一步拉 长初步挤压管126,从而产生挤压管30。

[0176]该方法还包括以下步骤:将挤压管30从第二后级模具组件130的空腔138中移动到 第三模具组件94的空腔⑽中,并且用联接到第二机器134的冲压结构106B的第三芯棒96将 挤压管3〇压入第三模具组件M的空腔98中,以拉长挤压管30并减小挤压管30的壁的厚度, 从而产生拉制管32。

[0177]应当理解,上述涉及利用单个机器120制造管件的方法中的每个步骤都可以应用 于利用本文所述的第一机器1:32和第二机器134的制造管件的方法。

[0178]用第一机器和第二机器制造管件的替代方法

[0179]本发明还提供了如图36-38所示的制造管件的替代方法。管件形成在至少第一机 器132和第二机器134中,其中第一机器132和第二机器134都具有:固定基座104A、B和可朝 向固定基座l〇4A、B移动的冲压结构i〇6A、B。第一模具组件82联接到第一机器132的固定基 座104A,桌一 |旲具组件88联接到第一机器132的固定基座104A并且被进一步限定为第二初 级模具组件128和第二后级模具组件13〇,第一芯棒84联接到第一机器132的冲压结构106A, 并且第二芯棒90联接到第一机器I32的冲压结构106a、与第一芯棒84间隔开并且被进一步 限定为第二初级芯棒140和第二后级芯棒142。第三模具组件94联接到第二机器134的固定 基座104B,并且第三芯棒%联接到第二机器134的冲压结构106B。

[0180]该方法包括以下步骤:将第一坯料34A放入第一模具组件82的空腔86中;将具有在 其一端限定的孔40的第一预成型坯料36A放入第二初级模具组件128的空腔136中;将具有 中空内部42的第一初步挤压管U6A放入第二后级模具组件130的空腔138中;并且将第一挤 压管3〇A放入第三模具组件94的空腔洲中。该方法还包括以下步骤:在将第一坯料34A放入 第一模具组件82、将第一预成型坯料36A放入第二初级模具组件丨28并且将第一初步挤压管 126A放入第二后级模具组件130中的步骤之后,将第一机器132的冲压结构106A朝向固定基 座104A移动,使得第一芯棒糾接触第一模具组件抑中的第一坯料34A、第二初级芯棒140接 触第二初级模具组件12S中的成型坯料:36A并且第二后级芯棒142接触第二后级模具组件 13〇中的第一初步挤压管12M,以完成以下步骤:在第一模具组件82的空腔86内形成第一坯 料34A,以产生具有在其一端限定的孔40的第二预成型坯料36B;在第二初级模具组件128的 空腔136内挤压第一预成型坯料36A,以产生具有中空内部42的第二初步挤压管126B;并且 在第二后级模具组件130的空腔13S内挤压第一初步挤压管126六,以产生第二挤压管30B。 [0181]该方法还包括以下步骤:在将第一挤压管3〇A放入第三模具组件94的空腔98中的 步骤之后,将第二机器1M的冲压结构106B朝向固定基座104B移动,以完成以下步骤:在第 三模具组件94的空腔98内拉制第一挤压管30A,以产生一拉制管32,该拉制管32具有相对于 第一挤压管30A减小了的厚度的壁。

[0182] 应当理解,涉及利用单个机器120制造管件的替代方法的上述每个步骤都可以应 用于利用本文所述的第一机器132和第二机器134的制造管件的替代方法。

[0183] —•般信息

[0184] 如上所述,应当理解,上述装置102可以是单个机器120。换句话说,单个机器120可 以用于制造包括关于装置102描述的芯棒组件108的物品和/或管件。另外,应当理解,制造 具有至少750MPa的抗屈强度的拉制管32的方法可以使用本文所述的装置102或单个机器 120来进行。

[0185] 虽然己经参考示例性实施例描述了本发明,但本领域技术人员将会理解,在不脱 离本发明的范围的情况下,可以进行各种改变并且等同物可以替代其元件。此外,在不脱离 其本质范围的情况下,可以进行许多修改以使特定情形或材料适应本发明的教导。因此,本 发明不旨在限制于作为实施本发明的最佳模式所公开的特定实施例,而是本发明将包括落 入所附权利要求的范围内的所有实施例。

Claims (16)

1. 一种使用设备制造物品的方法,所述设备具有固定基座和能朝向所述固定基座移动 的冲压结构、连接到所述固定基座的模具组件、联接到与模具组件间隔开的所述固定基座 的容器以及芯棒组件,所述芯棒组件包括联接到所述冲压结构的可旋转平台、联接到所述 可旋转平台并且从所述可旋转平台朝向所述固定基座延伸的第一平台芯棒以及联接到所 述可旋转平台并且从所述可旋转平台朝向所述固定基座延伸的第二平台芯棒,所述方法包 括以下步骤: 将第一起始部件放入所述模具组件的空腔中; 用所述第一平台芯棒将所述第一起始部件冲压入所述模具组件的空腔中,以将所述第 一起始部件形成为所述物品; 与用所述第一平台芯棒冲压所述第一起始部件的步骤同时地将所述第二平台芯棒移 动到所述容器中; 从所述模具组件中移出所述物品; 将第二起始部件放入所述模具组件的空腔中; 旋转所述可旋转平台以将所述第二平台芯棒与所述模具组件对准并将所述第一平台 芯棒与所述容器对准; 用所述第二平台芯棒将所述第二起始部件冲压入所述模具组件的空腔中以将所述第 二起始部件形成为另一物品;以及 与用所述第二平台芯棒冲压所述第二起始部件的步骤同时地将所述第一平台芯棒移 动到所述容器中。
2. 根据权利要求1所述的方法,其中所述容器包含冷却流体,并且将所述第二平台芯棒 移动到所述容器中的步骤被进一步限定为与用所述第一平台芯棒冲压所述第一起始部件 的步骤同时地冷却所述第二平台芯棒。
3. 根据权利要求1所述的方法,其中所述容器被进一步限定为第一容器,所述设备包括 与所述模具组件和所述第一容器间隔开的第二容器,并且所述芯棒组件包括联接到所述可 旋转平台并且从所述可旋转平台延伸的第三平台芯棒,其中所述方法还包括步骤:与用所 述第一平台芯棒冲压所述第一起始部件的步骤同时地将所述第三平台芯棒移动到所述第 二容器中。
4. 根据权利要求3所述的方法,其中旋转所述可旋转平台以将所述第二平台芯棒与所 述模具组件对准的步骤被进一步限定为旋转所述可旋转平台以将所述第三平台芯棒与所 述模具组件对准,将所述第一平台芯棒与所述第一容器对准,并且将所述第二芯棒与所述 第二容器对准。
5. 根据权利要求3所述的方法,其中所述第一容器包含冷却流体,所述第二容器包含润 滑流体,并且将所述第二平台芯棒移动到所述第一容器中的步骤被进一步限定为: 与用所述第一平台芯棒冲压所述第一起始部件的步骤同时地用所述冷却流体冷却所 述第二平台芯棒;并且 与用所述第一平台芯棒冲压所述第一起始部件的步骤同时地用所述润滑流体润滑所 述第三平台芯棒。
6. —种使用设备制造管件的方法,所述设备具有固定基座和能朝向所述固定基座移动 的冲压结构、联接到所述固定基座的模具组件、联接到与所述模具组件间隔开的所述固定 基座的容器以及芯棒组件,所述芯棒组件包括联接到所述压机结构的可旋转平台、联接到 所述可旋转平台并且从所述可旋转平台朝向所述固定基座延伸的第一平台芯棒以及联接 到所述可旋转平台并且从所述可旋转平台朝向所述固定基座延伸的第二平台芯棒,所述方 法包括以下步骤: 将第一预成型坯料放入所述模具组件的空腔中; 用所述第一平台芯棒将所述第一预成型坯料压入所述模具组件的空腔中,以拉长所述 第一预成型坯料,以产生挤压管; 与用所述第一平台芯棒冲压所述第一预成型坯料的步骤同时地将所述第二平台芯棒 移动到所述容器中; 从所述模具组件中移出所述挤压管; 将第二预成型坯料放入所述模具组件的空腔中; 旋转所述可旋转平台以将所述第二平台芯棒与所述模具组件对准并将所述第一平台 芯棒与所述容器对准; 用所述第二平台芯棒将所述第二预成型坯料压入所述模具组件的空腔中,来拉长所述 第二预成型坯料,以产生另一个挤压管;并且 与用所述第二平台芯棒冲压所述第二坯料的步骤同时地将所述第一平台芯棒移动到 所述容器中。
7. 根据权利要求6所述的方法,其中所述容器包含冷却流体,并且将所述第二平台芯棒 移动到所述容器中的步骤被进一步限定为与用所述第一平台芯棒冲压所述第一预成型坯 料的步骤同时地冷却所述第二平台芯棒。
8. 根据权利要求6所述的方法,其中所述容器被进一步限定为第一容器,所述设备包括 与所述模具组件和所述第一容器间隔开的第二容器,并且所述芯棒组件包括联接到所述可 旋转平台并且从所述可旋转平台延伸的第三平台芯棒,其中所述方法还包括步骤:与用所 述第一平台芯棒冲压所述第一预成型坯料的步骤同时地将所述第三平台芯棒移动到所述 第二容器中。
9. 根据权利要求8所述的方法,其中旋转所述可旋转平台以将所述第二平台芯棒与所 述模具组件对准的步骤被进一步限定为旋转所述可旋转平台以将所述第三平台芯棒与所 述模具组件对准,将所述第一平台芯棒与所述第一容器对准,并且将所述第二芯棒与所述 第二容器对准。
10. 根据权利要求8所述的方法,其中所述第一容器包含冷却流体,所述第二容器包含 润滑流体,并且将所述第二平台芯棒移动到所述第一容器中的步骤被进一步限定为: 与用所述第一平台芯棒冲压所述第一预成型坯料的步骤同时地用所述冷却流体冷却 所述第二平台芯棒;并且 与用所述第一平台芯棒冲压所述第一预成型坯料的步骤同时地用所述润滑流体润滑 所述第三平台芯棒。
11. 根据权利要求6所述的方法,其中所述拉制管具有拉制壁,所述拉制壁的厚度在所 述拉制管周边附近不均匀。
12. —种制造管件的设备,所述管件具有用于容纳车轴的中空内部,所述车轴将来自原 动机的旋转运动传递到车辆的车轮,其中所述设备包括: 固定基座; 模具组件,其联接到所述固定基座并且在其中限定被构造成容纳预成型坯料的空腔; 单个冲压结构,其能朝向所述固定基座移动然后远离所述固定基座移动; 芯棒组件,其联接到所述单个冲压结构,其中所述芯棒组件包括: 可旋转平台,其联接到所述单个冲压结构,其中所述可旋转平台能相对于所述单个冲 压结构旋转; 第一平台芯棒,其联接到所述可旋转平台并从所述可旋转平台朝向所述固定基座延 伸,其中所述第一平台芯棒被构造成进入所述模具组件的所述空腔中; 第二平台芯棒,其联接到所述可旋转平台并从所述可旋转平台朝向所述固定基座延 伸,其中所述第二平台芯棒被构造成进入所述模具组件的所述空腔中; 其中所述可旋转平台的旋转将所述第一平台芯棒或所述第二平台芯棒与所述模具组 件的所述空腔对准。
13. 根据权利要求12所述的设备,还包括联接到与所述模具组件相邻的所述固定基座 的容器,其中所述容器在其中包括冷却流体并且被构造成当所述第一平台芯棒进入所述模 具组件的所述空腔时,接纳所述第二平台芯棒,以便冷却所述第二平台芯棒。
14. 根据权利要求13所述的设备,其中所述芯棒组件还包括第三平台芯棒,其联接到所 述可旋转平台并且从所述可旋转平台朝向所述固定基座延伸,其中所述可旋转平台的旋转 将所述第一平台芯棒、所述第二平台芯棒和所述第三平台芯棒中的一者与所述模具组件的 所述空腔对准。
15. 根据权利要求14所述的设备,其中所述容器被进一步限定为第一容器,并且所述设 备还包括第二容器,其联接到与所述模具组件和所述第一容器相邻的所述固定基座,其中 所述第二容器在其中包括润滑流体并且被构造成当所述第一平台芯棒进入所述模具组件 的所述空腔并且所述第二平台芯棒进入所述第一容器时,接纳所述第三平台芯棒。
16. 根据权利要求12所述的设备,其中所述芯棒组件被进一步限定为第一芯棒组件,其 中所述设备还包括: 另一模具组件,其联接到所述固定基座并且在其中限定被构造成容纳挤压管的空腔; 第二芯棒组件,其联接到所述单个冲压结构,所述第二芯棒组件包括: 可旋转平台,其联接到所述单个冲压结构,其中所述可旋转平台能相对于所述单个冲 压结构旋转; 第一平台芯棒,其联接到所述可旋转平台并且从所述可旋转平台朝向所述固定基座延 伸,其中所述第二芯棒组件的所述第一平台芯棒被构造成进入所述另一模具组件的所述空 腔; 第二平台芯棒,其联接到所述可旋转平台并且从所述可旋转平台朝向所述固定基座延 伸,其中所述第二芯棒组件的所述第二平台芯棒被构造成进入所述另一模具组件的所述空 腔; 其中所述第二芯棒组件的所述可旋转平台的旋转将所述第二芯棒组件的所述第一平 台芯棒或所述第二芯棒组件的所述第二平台芯棒与所述另一模具组件的所述空腔对准。
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