CN111683760B - 用于静液压轧制工具的辊体以及具有该辊体的静液压轧制工具 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于轧制工具10的辊体1，所述轧制工具用于在工件中机加工出具有相对较小直径的孔和轮廓。为此，使用用于静液压轧制工具10的辊体1，所述辊体可围绕旋转轴线R旋转，所述旋转轴线穿过所述辊体1的中心Z延伸，其中所述辊体1的中心轴线L垂直于所述旋转轴线R并且穿过所述辊体1的所述中心Z延伸。为了对所述工件进行轧制机加工，所述辊体1具有机加工区域2，所述机加工区域具有加工剖面线3，所述加工剖面线形成在所述辊体1的横截面中并且包括第一机加工弧4a和第二机加工弧4b，其中所述第一机加工弧4a围绕第一机加工中心M4a延伸并且其中所述第二机加工弧4b围绕第二加工中心M4b延伸，其中所述两个机加工中心M4a、M4b布置成彼此偏离并且相对于所述辊体1的所述中心Z偏离。

Description

用于静液压轧制工具的辊体以及具有该辊体的静液压轧制 工具

技术领域

本发明涉及一种用于静液压轧制工具的辊体以及一种具有辊体的静液压轧制工具。

背景技术

已知的是，具有辊或滚动球的静液压轧制工具用于轧制以及用于将轮廓或孔引入工件中。

例如，文献DE8809823描述了一种具有静液压地安装在轧制工具的辊头中的辊的轧制工具。文献DE10340267A1描述了一种用于轧制工件的静液压轧制工具和辊。辊具有工作周界，该工作周界定位在辊的工件接触区域中，该工件接触区域在空间上与轴承接触区域分开。

发明内容

本发明的任务是提供一种具有功能上改进的辊体的静液压轧制工具。该任务通过一种用于静液压轧制工具的辊体和一种静液压轧制工具来解决。

提出了一种用于静液压轧制工具的辊体。该辊体可布置在轧制工具上，用于工件的轧制，具体地用于工件的软加工和/或硬加工。

优选地，轧制工具由具有用于辊体的保持器的工具头组成。具体地，辊体至少部分地容纳在保持器中。优选地，可将加压流体引入保持器中，通过该保持器可使加压流体受力。

优选地，辊体具有球形形状。该辊体被专门设计为轮廓球。辊体可围绕旋转轴线旋转，其中旋转轴线穿过辊体的中心点延伸。辊体具有垂直于旋转轴线延伸的中心轴线。中心轴线穿过辊体的中间延伸。

辊体被设计用于轧制工件。为了加工工件，辊体包括机加工区。例如，辊体的尺寸，具体地沿着中心线延伸的机加工区的准直径，最高可达20毫米，优选最高可达10毫米，具体地最高可达2毫米。

机加工区具有在辊体的横截面中形成的加工剖面线。加工剖面线由第一加工弧和第二加工弧组成。第一加工弧围绕第一加工中心点延伸，并且第二加工弧围绕第二加工中心点延伸。

根据本发明，两个加工中心点彼此偏离并且与辊体的中心偏离。优选地，两个加工中心点也布置成偏离中心轴线和/或旋转轴线。

在优选设计中，两个加工中心点在平行于旋转轴线的直线上位于辊体的横截面中。优选地，两个加工弧彼此对称，其中中心轴线形成两个加工弧的对称轴线。

优选地，第一加工弧和第二加工弧在辊体的横截面中的一个点处相交。具体地，它们在相交点处形成峰。任选地，尖端、第一加工弧的邻近尖端的一部分和第二加工弧的邻近尖端的一部分形成自由区域，该自由区域中断和/或划分了机加工区。具体地，在用于轧制的轧制工具的操作期间，仅第一加工弧和第二加工弧的其他区段触碰工件，而加工弧的尖端和相邻区段被定位为不与工件接触。

在本发明的范围内，尖端被磨损和/或变平是可能的。例如，辊体的横截面中的加工剖面线由优选地与旋转轴线间隔开的线段组成，该线段具体地通过移除和/或压平尖端而形成。优选地，线段是平行于旋转轴线延伸的线。另选地，线段也可以是曲线的和/或弯曲的。特别优选的是，第一加工弧终止于线段的第一端部，并且第二加工弧终止于线段的第二端部。任选地，在第一加工弧的口件区域和线段的第一端部中形成过渡半径，并且在第二加工弧的口件区域和线段的第二端部中形成第二过渡半径。优选地，第一过渡半径和第二过渡半径彼此对称，其中中心轴形成两个过渡半径的对称轴线。

在本发明的可能的实施方式中，线段形成一个自由区域，该自由区域中断和/或划分了处理区域。具体地，在轧制期间，在轧制工具的操作期间仅加工弧触碰工件，而线段布置为无接触的自由表面。

有利的是，辊体(其具体地具有自由表面)允许在轧制工具的操作期间将孔、半径、内螺纹、凹槽、椭圆形和/或具有若干偏离半径的轮廓引入工件中。优选地，在轧制工具的操作期间可借助于辊体在工件上钻出的孔具有相对较小的直径，即10毫米，尤其是15毫米以及尤其是20毫米。然而，在操作轧制工具时，辊体也可用于较大尺寸的应用，尤其是用于较大的部件和对应的轴加工。

在本发明的优选形式中，辊体具有保持区域。辊体优选地保持在轧制工具上的保持区域中。具体地，轧制工具(尤其是工具头)接合在保持区域中，以将辊体保持在保持器中。

在本发明的可能设计中，保持区域具有在辊体的横截面中形成的第一保持剖面线和在辊体的横截面中形成的第二保持剖面线。任选地，第一保持剖面线和第二保持剖面线彼此对称，其中中心轴线形成一个对称轴线。优选地，第一保持剖面线具有第一保持圆弧或如此设计。具体地，第一保持圆弧围绕第一支撑中心延伸，该第一支撑中心位于旋转轴线上。作为任选的补充，第二保持剖面线具有第二保持圆弧或如此设计。具体地，第二保持圆弧围绕第二支撑中心延伸，该第二支撑中心位于旋转轴线上。

优选地，第一保持中心和第二保持中心相对于彼此并且任选地也相对于辊体的中心偏离。在本发明的范围内，两个支撑中心和/或两个保持圆弧有可能彼此对称，其中中心轴线形成一个对称轴线。

在一种可能的替代构造中，两个保持剖面线中的每一个由两个保持圆弧组成，它们的保持中心彼此偏离。具体地，保持剖面线的两个保持圆弧的支撑中心偏离旋转轴线。另选地，两个保持剖面线中的每一个可由两个卵形弧或椭圆弧组成。优选地，保持剖面线的两个卵形弧或椭圆弧彼此对称，其中旋转轴线优选地形成对称轴线。

具体地，保持剖面线的两个保持圆弧或者卵形弧或椭圆弧相交并且形成另一个尖端。具体地，第一保持剖面线具有第一附加尖端，并且第二保持剖面线具有第二附加尖端。优选地，第一其他尖端和第二其他尖端位于旋转轴线上并且彼此对称，其中中心轴线形成一个对称轴线。具体地，保持剖面线的两个支撑弧彼此对称，其中旋转轴线为此形成一个对称轴线。

在本发明的优选实施例中，处理圆的第一弧终止于第一保持剖面线，并且处理圆的第二弧终止于第二保持剖面线。因此，具体地在第一保持轮剖面中的第一加工弧的口件区域中和在第二保持轮剖面中的第二加工弧的口件区域中形成过渡半径。

本发明的另一个目的是一种静液压轧制工具，该静液压轧制工具具有根据上述描述的辊体。为了轧制工件，辊体布置在及/或可布置在轧制工具上。

例如，轧制工具由优选地细长基体组成。优选地，轧制工具具有带有保持器的工具头。具体地，工具头布置在基体上并且特别地集成到基体中。例如，容器为辊体的形状的负形，由此容器具体地可比辊体本身体积稍大，或者容器作为负形基本上类似于辊体的形状。具体地，辊体至少部分地可旋转地安装在保持器中。任选地，可将辊体从保持器移除并且更换为另一个辊体，例如，用于维护工作或用于生产不同的工件几何形状。

例如，轧制工具具有流体通道，该流体通道通向支架，并且流体可通过该流体通道被引入支架。作为任选的附加方案，轧制工具可连接和/或联接到提供流体和/或可对其施加压力的流体和/或压力生成源。

优选地，可将加压流体引入和/或引入到保持器中，使得辊体被静液压地支撑在保持器中，并且通过流体施加力。具体地，辊体围绕保持器中的旋转轴线的旋转可由加压流体引起。任选地，在工具头中设置至少一个释放通道。优选地，释放通道从保持器延伸到工具头的外部，使得如果辊体不与工件接触，则流体可侧向逸出。

在本发明的可能的实施例中，用于将辊体预先定位在保持器中，具体地定位在工具头的横截面中的工具头包括第一定心装置和第二定心装置。优选地，这些定心装置定位在工具头上和/或突出到保持器中。优选地，在容器中的工具头的横截面中的两个定心装置以相同的高度彼此相对并且朝向彼此。

优选地，第一定心装置接合辊体的保持区域的第一保持剖面线，并且第二定心装置接合保持区域的第二保持剖面线。特别优选的是，这两个定心装置的作用点位于旋转轴线上。

如果可构造性地实施本发明，则轧制工具由多个工具头(例如，两个或三个工具头)组成。优选地，工具头布置在轧制工具的基体上，特别是集成到其中。特别优选的是，工具头在基体的圆周方向上彼此偏离地布置。具体地，可实现轧制力或被动力彼此抵消。例如，两个工具头可在圆周方向上间隔开180度布置，而三个工具头在圆周方向上间隔开120度布置。任选地，工具头可布置成彼此轴向偏离，特别是沿着基体的纵向延伸部。

在本发明的另一种可能的应用中，工具头可另外通过利用流体加压生成径向行程，以补偿直径差。另外，在本发明的可能的实施例中，工具头可在基体中是刚性的或可自由旋转的。

附图说明

在下面对本发明的优选实施例的描述中阐明了本发明的其他特征、优点和效果。下文示出：

图1：静液压轧制工具，其具有基体和两个工具头，在每个工具头上均布置有辊体；

图2：图1所示的轧制工具，其中辊体以不同的方式布置在基体上；

图3a：在第一实施例中具有机加工区的辊体；

图3b：第二形式的辊体的机加工区；

图4、图5：图3a中的辊体，具有不同设计的保持区域；

图6a：具有容器的轧制工具的工具头，图4所示的辊体容纳在其中；

图6b：具有容器的滚动工具的工具头，图5所示的滚动体容纳在其中；

图7：改进的工作头，具有突出到保持器中的两个定心装置。

彼此对应或相同的部件在图示中用相同的参考标记进行标记。

具体实施方式

图1示出了穿过静液压轧制工具10的纵向区段。轧制工具10可与合适的机加工工具(例如，车床，尤其是数控机床)联接并利用其进行操作。轧制工具10由细长圆柱体11和两个工具头12、13组成。辊体1布置在每个工具头12、13上。当操作轧制工具10时，辊体1被设计成轧制未示出的工件。轧制是指软加工或硬加工，通过这种加工可将广泛多种轮廓形状(例如，孔、半径、内螺纹、凹槽、椭圆和/或具有若干偏离半径的轮廓)引入工件中。辊体1将钻出的孔可具有相对较小的直径，即10毫米，特别是15毫米，尤其是20毫米。甚至更大的部件(例如，轴)也可利用轧制工具机加工而成。

两个工具头12、13在基体11的圆周方向上彼此偏离180度布置。在根据图2的另一设计示例中，工具头12、13可附加地彼此轴向偏离地布置，特别是沿着基体11的纵向轴线A。另选地，轧制工具10可仅具有一个工具头12或多于两个工具头12、13。

图3a示出了辊体1的横截面。辊体1为球形，特别是呈成型球的形式，其外部轮廓偏离所示的用于比较的球K，但基本上指向球K的外部轮廓。辊体1具有与球K相似的中心Z和中心轴线L。在轧制工具10的操作期间，辊体可围绕旋转轴线R旋转。旋转轴线R穿过中心Z，并且与中心轴线L成直角延伸。

辊体1具有机加工区2和保持区域8。如图6a、图6b和图7所示，辊体1由工具头11保持在保持区域8中。机加工区2在图3a中以第一可能配置示出，并且在图3b中以第二可能配置示出。机加工区2是触碰工件并且在轧制工具10(图1、图2)的操作期间被轧制的区域。在机加工区2中在工件中加工成期望的轮廓。

具体地，在机加工区中沿着中心线L测量的辊体1的最大直径D为20毫米，优选为10毫米，特别为2毫米。

机加工区2在横截面上具有加工剖面线3。加工剖面线3包括第一加工弧4a和第二加工弧4b。

第一加工弧4a围绕第一加工中心点M4a延伸，并且第二加工弧4b围绕第二加工中心M4b延伸。加工中心M4a、M4b位于旋转轴线R的平行线P上、彼此偏离、与中心轴线L偏离以及与中心Z偏离。两个加工弧4a、4b的半径R4a和R4b具有相同的尺寸，使得加工弧4a、4b彼此对称，为此目的，中心轴线L形成对称轴线。由于加工弧4a、4b的这种设计和布置，两者在位于中心轴线L上的点5处相交。

如图3b所示，在机加工区的剖视图中，尖端5可被侵蚀和/或变平，使得加工剖面线3在辊体1的横截面中具有线段6。以这种方式，可通过线段6创建自由区域7，该自由区域中断和/或划分了机加工区2。这意味着自由区域7不用于加工工件，具体地，自由区域7布置成在工件轧制期间不与工件接触。具体地，这确保在工件中形成了期望的轮廓。

线段6被设计为在第一加工弧4a与第二加工弧4b之间延伸并且将两个加工弧4a、4b彼此连接的线。具体地，第一加工弧4a终止于线段6的第一端部E1，并且第二加工弧4b终止于线段6的第二端部E2。线段6平行于旋转轴线R(图3a)延伸。在替代设计示例中，线段6也可以是曲线的和/或弯曲的。

如图4和图5所示，在辊体1的剖视图中，辊体1具有保持区域8。在保持区域8中，辊体1可保持在轧制工具10上，如图6a、图6b和图7所示。

保持区域8具有形成在辊体1的横截面中的第一保持剖面线9a和形成在辊体1的横截面中的第二保持剖面线9b。保持剖面线9a、9b彼此对称，为此目的，中心轴线L形成对称轴线。两个保持剖面线9a、9b终止于两个口件区域16a、16b中，这两个口件区域被设计为半径。

如图4所示，第一保持剖面线9a形成第一保持圆弧，该第一保持圆弧围绕位于旋转轴线R上的第一支撑点M9b延伸。第二保持剖面线9b形成第二保持圆弧，该第二保持圆弧围绕位于旋转轴线R上的第二保持中心M9b延伸。

如图5所示，两个保持剖面线9a、9b中的每一个可由第一卵形曲线14a和第二卵形曲线14b组成，该第一卵形曲线和第二卵形曲线在其他尖端15a、15b处相交。其他尖端15a、15b布置在旋转轴线R上。在未示出的替代设计示例中，两个保持剖面线9a、9b中的每一个可具有两个保持圆弧而不是卵形曲线14a、14b，即它们的中心彼此偏离并且与旋转轴线R偏离。

图6a和图6b示出了图1或图2的轧制工具10的工具头12、13中的第一工具头12。工具头12具有容器17，该容器形成用于辊体1的保持架。

根据图6a，图4的辊体1至少部分地容纳在容器17中。根据图6b，图5的辊体1包括在容器17中。辊体1保持在容器17中的保持区域8中。

容器17针对布置在其中的辊体1的形状和/或轮廓形成阴模。相应的辊体1可旋转地安装在容器17中。为此，容器17的体积比辊体1的体积略大。

轧制工具10(参见图1、图2)具有进给通道18，该进给通道穿过工具头12、13延伸并且终止于容器17中。可将未示出的压力和流体源分配给轧制工具10，利用该轧制工具可将加压流体通过进给通道18进给到容器17中。这允许容器17中的辊体1受力静液压加载并且围绕旋转轴线R旋转。在工具头12中设置有释放通道19，从中可将多余的流体从容器17中逸出。

如图7所示，可在工具头12中设置有两个定心装置20a，20b，用于预先定位辊体1。两个定心装置20a、20b突出到容器17中并且以相同的高度彼此相对地布置。它们位于旋转轴线R上并且在辊体1的保持剖面线9a、9b处接合在保持区域8中。

附图标记说明

1辊体

2机加工区

3加工剖面线

4a、4b加工弧

5尖端

6线段

7自由区域

8保持区域

9a、9b保持圆弧

10轧制工具

11基体

12第一工具头

13第二工具头

14a、14b椭圆曲线

15a、15b其他尖端

16a、16b口件区域

17容器

18供应通道

19绕过通道

20a、20b定心装置

L中心轴线

M4a第一机加工弧的中心

M4b第二机加工弧的中心

P水平线

R4a第一机加工弧的半径

R4b第二机加工弧的半径

Z中心。

Claims (10)

1.用于静液压轧制工具(10)的辊体(1)，

其中所述辊体(1)可围绕旋转轴线(R)旋转，所述旋转轴线穿过所述辊体(1)的中心(Z)延伸，

其中所述辊体(1)的中心轴线(L)垂直于所述旋转轴线(R)延伸并且穿过所述辊体(1)的所述中心(Z)延伸，

其中所述辊体(1)具有机加工区(2)，所述机加工区具有加工剖面线(3)，所述加工剖面线形成在所述辊体(1)的横截面中用于轧制工件，

其中所述加工剖面线(3)包括第一加工弧(4a)和第二加工弧(4b)，其中所述第一加工弧(4a)围绕第一机加工中心(M4a)延伸并且其中所述第二加工弧(4b)围绕第二机加工中心(M4b)延伸，

其特征在于，

所述第一和第二机加工中心(M4a、M4b)布置成彼此偏离并且与所述辊体(1)的所述中心(Z)偏离。

2.根据权利要求1所述的辊体(1)，其特征在于，所述第一和第二机加工中心(M4a、M4b)在所述旋转轴线(R)的水平线(P)上位于所述辊体(1)的所述横截面中。

3.根据权利要求1或2所述的辊体(1)，其特征在于，所述中心轴线(L)形成用于所述第一和第二加工弧(4a、4b)的对称轴线。

4.根据权利要求1或2所述的辊体(1)，其特征在于，所述第一加工弧(4a)和所述第二加工弧(4b)在所述辊体(1)的所述横截面中于相交点处相交并且形成尖端(5)。

5.根据权利要求1或2所述的辊体(1)，其特征在于，所述辊体的所述横截面中的所述加工剖面线(3)具有线段(6)，其中所述第一加工弧(4a)通向所述线段(6)的第一端部(E1)并且其中所述第二加工弧(4b)通向所述线段(6)的第二端部(E2)。

6.根述权利要求1或2所述的辊体(1)，其特征在于，所述辊体(1)具有保持区域(8)，其中所述辊体被保持在所述静液压轧制工具(10)上，所述保持区域(8)具有在所述辊体(1)的横截面中形成的第一保持剖面线(9a)和在所述辊体(1)的横截面中形成的第二保持剖面线(9b)，其中所述第一保持剖面线(9a)形成第一保持圆弧，所述第一保持圆弧围绕位于所述旋转轴线(R)上的第一保持中心(M9a)延伸，并且其中所述第二保持剖面线(9b)形成第二保持圆弧，所述第二保持圆弧围绕位于所述旋转轴线(R)上的第二保持中心(M9b)延伸。

7.根据权利要求6所述的辊体(1)，其特征在于，每个保持剖面线(9a、9b)具有两个保持圆弧或两个卵形曲线(14a、14b)，所述两个保持圆弧的支撑中心相对于彼此偏离并且相对于所述旋转轴线(R)偏离布置。

8.静液压轧制工具(10)，具有根据前述权利要求中任一项所述的辊体(1)，其特征在于，所述辊体(1)布置在及/或可布置在所述静液压轧制工具(10)上用于轧制所述工件。

9.根据权利要求8所述的静液压轧制工具(10)，其特征在于，所述静液压轧制工具(10)包括至少一个工具头(12、13)，所述工具头具有容器(17)，所述辊体(1)至少部分地容纳在所述容器中。

10.根据权利要求8或9所述的静液压轧制工具(10)，其特征在于，所述静液压轧制工具(10)包括细长基体(11)和多个工具头(12、13)，其中所述工具头(12、13)在所述细长基体(11)的圆周方向上布置及/或相对于彼此轴向偏离布置，使得被动力彼此抵消。

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