CN107206465B - 用于制造旋转对称的成形体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造旋转对称的成形体(1)的方法，该成形体具有通过成形制造的、轴向一侧封闭的、构造成圆柱形的同心的套筒(4)，其如下地构造：使至少一个压辊(8)作用到旋转的、封闭的和平滑的、由板材构成的圆片坯料(2)上，利用所述压辊在圆片坯料(2)的厚度减小的情况下在使套筒(4)成形有盲孔(13)的情况下将材料径向地从外向内压向竖立在圆片坯料(2)上的伸出部分(6)。

Description

用于制造旋转对称的成形体的方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造旋转对称的成形体的方法。
背景技术
这样的成形体在各种不同的领域得到应用。在此示范性地例举一种如其例如在DE102013101555B3中公开的轴颈或活节销的制造。
优选在使用管作为半成品的情况下进行由此已知的由金属、特别是钢材构成的成形体的制造，该成形体除了成型的套筒之外具有钟形的、设有内侧轮廓的下部部分，其中，通过变形将构造的套筒在其外部端部中封闭，使得成形体在其最终构形中作为一侧敞开的构件存在。
虽然在所述文献中述及圆片坯料作为半成品的应用，然而无法得到与此相关的进一步的说明。
然而为这样的轴颈或活节销规定了使用情况，在该轴颈或活节销中，套筒例如必须设有内齿部，可从外部插入的对应件(Korrespondenzteil)嵌接到该内齿部中。在此，成形体的内腔应该只在与套筒相对的一侧是开放的，而除此之外是封闭的，以便构成用于油脂的储存腔(Depot)，该油脂有利于在成形件运行中定位在内腔中的滚动体的运行。
为了制备这样的轴颈(Achszapfen)(该轴颈具有一侧开放的钟形的下部部分和向外开放的与所述下部部分连接的套筒)，迄今通过为了置入内孔而对套筒的锻造和后续的切削加工实现套筒的相应构造以及下部部分的构造。
然而这种类型的加工只有伴随高的费用才能进行，由该费用产生不能接受的制造成本，该制造成本特别是当这样的成型件作为批量产品得到大量应用时是十分令人痛心的。
另外，锻造成这样的成形件需要高的材料投入，该高的材料投入一方面同样不利地影响生产成本，其次特别是在使用在机动车中的活节销或轴颈的情况中不利于始终要求的减轻重量、就是说重量优化。
发明内容
本发明的目的是：如下地进一步研发所述类型的方法，即，能够实现对旋转对称的成形体的生产优化和材料优化的制造。
为此，本发明提供一种用于制造旋转对称的成形体的方法，该成形体具有通过成形制造的、轴向一侧封闭的、构造成圆柱形的同心的套筒，其特征在于：使至少一个压辊作用到旋转的、封闭的和由板材构成的圆片坯料上，利用所述压辊在圆片坯料的厚度减小的情况下在使套筒成形的情况下将材料径向地从外向内压向竖立在圆片坯料上的伸出部分，借助能够平行直线地且对向地运动的、与将坯件不能相对扭转地保持的型芯相对应的模板在构成活节销的情况下成形滚珠轨道和保持架轨道。
提供一种用于制造旋转对称的成形体的方法，该成形体具有通过成形制造的、轴向一侧封闭的、构造成圆柱形的且同心的套筒，在该方法中，至少一个可旋转的压辊作用在一个旋转的、封闭的和优选平滑的、由板材构成的圆片坯料上，利用这些压辊在圆片坯料的厚度减小的情况下在使套筒成形的情况下、特别是在套筒内部构造盲孔的情况下将材料径向地从外向内压向竖立在圆片坯料上的伸出部分(Vorsetzer)。压辊在此径向从外向内运动，从而通过成型构成套筒。
如已经令人惊喜地证明的那样，可以通过本身已知的借助压辊的滚压在根据本发明使用封闭的金属圆片坯料、就是说没有中心孔的圆片坯料的情况下可以制造旋转对称的成形体，该成形体可以被继续加工成不同构形的成品。由于没有中心孔，有益地和简单地在套筒内构造盲孔，这在套筒内的区域构造成封闭的时候、例如在应该构成油脂储存腔的时候是有益的。
用于进一步加工的最初产品在此是根据前述方法制造的旋转对称的成形体，该成形体以最简单的结构存在，该结构包括径向延伸的、两侧平滑的凸缘以及与其连接的、作为具有封闭底部的空心圆柱体和向着背向凸缘的一侧开放的套筒。
由此不再需要用于制造这个套筒的切削加工，因而不仅产生所述及的加工技术的优点，而且还产生在负荷能力方面的优点。这特别是由于通过在成形时在本发明的意义中不间断的纤维走向实现的无切口效应得以实现。
根据另一本发明思想规定：为套筒设置内齿部和/或外齿部，其中，这同样非切削地实施，更确切地说优选在套筒成形期间。伸出部分为此设有外侧的相应成型部，而为了成形外齿部设置有在外侧作用到成形的套筒上的、同样配备有相应成型部的模具。此外，以与旋转的圆片坯料相同的转圈驱动伸出部分。
如已经令人惊喜地证明的那样，如果在一体成型套筒之前或期间将圆片坯料加温到约400°至1200℃的温度，那么套筒的构造设计得特别简单。
在后续的工序中，可以将圆片坯料的或构成的成形件的与套筒连接的径向凸缘成形为钟形的下部部分，其中，从文首述及的DE102013101555B3中可以获得范例性的和优选的构形。盲孔的底部优选位于套筒与钟形的下部部分之间。
优选同样在加温之后，优选在低于淬火温度的温度范围中进行这个成形。
可以通过借助适当的压模的挤压或者通过借助与轮廓芯棒共同作用的旋转的压辊的滚压来进行钟形的下部部分的成形。
在将成形体非切削地加工成轴颈或活节销(其钟形的下部部分具有保持架轨道(Kaefigbahn)和滚珠轨道)时，优选对作为坯件存在的钟形的下部部分在下述区域中局部地加温，这些区域在后续的成形中通过向着轮廓芯棒的按压而形成保持架轨道。优选也可以在约400℃至1200℃之间的温度上进行这个加温。
根据本发明的一种发展设计，借助对向直线运动的压印柱进行对保持架轨道的压印，在所述压印柱之间将成形体作为这个方法步骤的坯件定位在轮廓芯棒上，其中，一方面轮廓芯棒和另一方面压印柱分别设有一个成型部，这些成型部相互对应，从而构成保持架轨道的轮廓。
在此可以与构造同时通过加压淬火对保持架轨道进行淬火，其中，这个方法步骤的另一优点在于：将保持架轨道在尺寸方面已经加工成给定尺寸，或者如果应该在事后进行例如硬化加工的话留有加工余量。
借助压印柱同样也对活节销的常规使用所需的滚珠轨道进行成形和在必要时进行事后淬火。
附图说明
下面参照附图再一次详细地阐述根据本发明的方法。
附图中：
图1示出用于实施本方法的设备的示意性剖视侧视图；
图2示出在另一个方法步骤中成形为坯件的成形体的透视图；
图3示出图2所示成形体的纵剖视图；
图4和5示出用于进一步加工图2所示坯件的设备的不同视图；
图6示出在造型方面已经完成的成形体的透视图。
具体实施方式
图1对本发明的方法进行了图解说明，利用该方法通过成型制成旋转对称的、具有同心的套筒4的成形体1，其中，轴向延伸的套筒4在一侧是封闭的。
为此制备用虚线表示出的封闭的和在此在优选的构造中为平滑的圆片坯料2。然后将这个圆片坯料装入到模具5中，该模具在周边具有托架卡盘(Widerlagerfutter)9，圆片坯料2在下面的方法期间以它的外侧边缘可以支撑并且然后支撑在所述托架卡盘上。
在背向模具5的一侧，伸出部分6竖立在圆片坯料2上，该伸出部分具有间距地具有止动凸肩7。
然后使圆片坯料2旋转。为了构造套筒，在一个方法步骤中，使得可旋转的压辊8从外部边缘起在径向进给的情况下作用到旋转的圆片坯料2上，利用该压辊在圆片坯料2在压辊8移过的区域中的厚度减小的情况下将材料优选通过压辊8的径向运动的情况下从外侧向内侧挤压。优选地，压辊8首先在接近圆片坯料2的外部边缘之后轴向地沉入到圆片坯料2中并且然后/同时径向向内运动。在初次沉入时，圆片坯料2优选略微扩大并且贴靠在托架卡盘9上。
在此，然后在构造套筒4的情况下将材料压向伸出部分6。圆片坯料2在此在它的厚度方面局部减小，由此在这个区域中产生径向延伸的用实线示出的凸缘3。所使用的材料是金属。
被压到伸出部分6上的材料被引到止动凸肩7为止或流到那里，使得止动凸肩7由此构成套筒4的长度限制部。
在套筒4的成形中穿过不间断封闭的圆片坯料2构成具有封闭的底部13的盲孔12(图3)。盲孔12构造在套筒4内。将套筒4轴向一侧封闭从而构成盲孔12的底部13径向地从套筒起径向向内延伸。套筒4在背向凸缘3和盲孔12的底部13的端部处是敞开的。
在接下来的方法步骤中，由凸缘3成形具有钟形的下部部分11的坯件10。坯件10此外具有套筒4。为此优选可以使用未示出的、然而在DE102013101555B3中得到说明的轮廓芯棒。将凸缘成型或敷设到这个轮廓芯棒上、例如借助加压成型法的一个或多个压辊或者借助挤压法的压力机。
在图2和3中画出如此构造的坯件10。首先在图3中可以清楚地看到：底部13向着钟形的下部部分11将盲孔12封闭。这是特别有益的。因此图2和3示出范例性的和优选的钟形。钟形的下部部分11在底部13的一侧延伸。套筒4在底部13的另一侧轴向延伸。套筒4和钟形的下部部分11可以说由底部13相互分开。
在图6中作为最终成品画出活节销，其具有包括例如六个滚珠轨道15和与其邻接的保持架轨道(Kaefigbahn)16的内部轮廓，其中，滚珠轨道15用于收纳滚珠，而保持架轨道16构成滚珠的形状锁合的保持件。
根据图4和5中的视图，为了将滚珠轨道15和保持架轨道16构造在钟形的下部部分11的内侧面上而设置有可对向平行地直线移动的压印梁17，这些压印梁具有设置在它们的彼此相对的侧面上的模板20。借助这些模板20在另一方法步骤中将滚珠轨道15和保持架轨道16成型到套装到型芯21上的且具有套筒4和钟形的下部部分11的坯件10上。在此，模板20针对钟形的下部部分11的内轮廓分别构成一个阴模而型芯21构成阳模。型芯21在此随着坯件10旋转。模板在坯件10上相切地运动，从而产生滚珠轨道15和保持架轨道16。
坯件10在此连同它的钟形的下部部分11位于各模板20之间，这些模板在它们的运动中被压向钟形的下部部分11，从而形成具有滚珠轨道和保持架轨道15、16的内轮廓。
为了两个压印梁17的同步移动，这些压印梁分别在它们的彼此相对的侧面上在此具有一个齿条18，这些齿条与型芯21的一个齿轮19啮合，其中，坯件10不能相对扭转地保持在型芯21上。
在制造成形体1时已经可以将内齿部加工到套筒4中，其中，齿沿着套筒4的轴向延伸。为此然后需要此外与圆片坯料2共同旋转的伸出部分6的相应造型。
还可以将齿部加工到套筒4的外周面中，其中，在相应地构造压印梁17时，同样在成形钟形的下部部分11的内轮廓时既可以加工内齿部也可以加工外齿部。
需要说明的是：可以在一个设备上执行各个工艺步骤，该设备具有一个唯一的、为了不同的连续的方法步骤而改装的机器，或者在一个具有多个并排设置的机器的设备上执行各个工艺步骤，在这些机器上执行各个方法步骤。
附图标记列表
1 成形体
2 圆片坯料
3 凸缘
4 套筒
5 模具
6 伸出部分
7 止动凸肩
8 压辊
9 托架卡盘
10 坯件
11 下部部分
12 盲孔
13 底部
14 活节销
15 滚珠轨道
16 保持架轨道
17 压印梁
18 齿条
19 齿轮
20 模板
21 型芯

Claims (15)

1.用于制造旋转对称的成形体(1)的方法，该成形体具有通过成形制造的、轴向一侧封闭的、构造成圆柱形的同心的套筒(4)，其特征在于：使至少一个压辊(8)作用到旋转的、封闭的由板材构成的圆片坯料(2)上，利用所述压辊在圆片坯料(2)的厚度减小的情况下在使套筒(4)成形的情况下将材料径向地从外向内压向竖立在圆片坯料(2)上的伸出部分(6)，由径向与套筒(4)连接的凸缘(3)通过滚压或挤压形成具有钟形的下部部分(11)的坯件(10)，借助能够平行直线地且对向地运动的、与将坯件(10)不能相对扭转地保持的型芯(21)相对应的模板(20)在构成活节销(14)的情况下将滚珠轨道(15)和保持架轨道(16)成形到坯件(10)上。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：利用所述压辊在圆片坯料(2)的厚度减小的情况下在使具有盲孔(12)的套筒成形的情况下将材料径向地从外向内压向竖立在圆片坯料(2)上的伸出部分(6)。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述圆片坯料(2)构造为平面的。
4.如权利要求1至3之任一项所述的方法，其特征在于：盲孔(12)具有底部(13)，该底部位于套筒(4)与钟形的下部部分(11)之间。
5.如权利要求1至3之任一项所述的方法，其特征在于：在套筒成形之前或期间对圆片坯料(2)进行加温。
6.如权利要求1至3之任一项所述的方法，其特征在于：在套筒成形之前或期间对圆片坯料(2)加温到约400°至1200℃的温度。
7.如权利要求1至3之任一项所述的方法，其特征在于：通过无切屑的一体成型为钟形的下部部分(11)设置内轮廓，该内轮廓包括用于收纳滚动体的滚珠轨道(15)和与其邻接的保持架轨道(16)。
8.如权利要求1至3之任一项所述的方法，其特征在于：为套筒(4)设置内齿部和/或外齿部，其中，齿分别沿着套筒(4)的轴向延伸。
9.如权利要求1至3之任一项所述的方法，其特征在于：在一体成型钟形的下部部分(11)之前或期间至少对凸缘(3)的与套筒(4)连接的边缘区域进行加温。
10.如权利要求1至3之任一项所述的方法，其特征在于：在一体成型钟形的下部部分(11)之前或期间至少对凸缘(3)的与套筒(4)连接的边缘区域低于淬火温度地进行加温。
11.如权利要求1至3之任一项所述的方法，其特征在于：在将保持架轨道(16)成形到坯件(10)上之前或期间将钟形的下部部分(11)加温到淬火温度。
12.如权利要求1至3之任一项所述的方法，其特征在于：将模板(20)压紧到坯件(10)上。
13.如权利要求1至3之任一项所述的方法，其特征在于：在滚珠轨道(15)成形之后对这些滚珠轨道进行淬火。
14.如权利要求8所述的方法，其特征在于：在成形套筒(4)时使内齿部和/或外齿部成形。
15.如权利要求2所述的方法，其特征在于：盲孔(12)轴向地构造在套筒(4)内。
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