CN1148822A - 轴套卷曲成型的方法和装置 - Google Patents

Abstract

卷曲成型装置(10)具有两个带型腔(22、24)的冲模(12、14)，以使板坯(26)围绕芯轴(16)卷曲成圆筒。两个型腔(22、24)的圆周长度各自大于轴套圆周的一半。在预成型工步中芯轴(16)压入第一型腔(22)的深度大于轴套半径相应的深度。这时板坯(26)变成U形。在中间成型阶段芯轴(16)上套上一个辅助芯轴(18)，使得在第二冲模(14)向下运动时仅仅是板坯(26)U形臂的端部变成圆弧形，在辅助芯轴(18)和第一冲模(12)的(20)部分移去以后然后进行轴套的最终成型，这时第二冲模(14)同样越过轴套的中心线。这种三阶段卷曲成型方法使得卷曲形成一种受到防护的高精度的轴套。

Description

轴套卷曲成形的方法和装置

本发明涉及一种轴套卷曲成形的方法，其中板坯放在芯轴和具有第一型腔的第一冲模之间的缝隙内，第一冲模的内轮廓与轴套的外轮廓至少近似地互补，并至少延伸到超过轴套半个圆周，在预成形中通过芯轴进入第一型腔的相对运动将板坯弯曲成近似的U形，通过伸入第一型腔内的芯轴进入第二冲模的第二形腔的相对运动弯曲成U形的板坯的两条臂卷曲成轴套的最终形状，两个冲模的型腔边缘形成冲模的相互平行的端面，这两个端平面在闭合位置至少相互几乎是接触的。

已知一种这种方法。大多数圆形壳体、轴套和轴瓦是按这种原理由预先冲好的板坯卷曲成形的，无论如何其最终成形后的结果是不能令人满意的，特别是因为在冲模的端平面区域卷曲不完全。在轴套端部出现不规则。通常需要通过轴套的精整进行后续加工。用这种已知的方法也无法避免轴套表面上的接触斑纹，贵重材料，例如多层板、塑料涂层板等等按这种方法不损坏表面是无法加工的。

本发明的目的在于：创造一种能够比迄今为止更准确的卷曲板坯的方法和装置，它能够更好地进行卷曲，使得也能处理敏感的材料。

卷曲成形在大多数使用场合中涉及到回转对称物体的卷曲，如圆柱形或锥形套筒，但是不仅仅局限于这些。卷曲成形的零件也可以具有椭圆形、液滴形和类似的横截面。

这个任务用按本发明开头所说的那种方法这样来解决：芯轴可以进入第一型腔比轴套半径相应的深度更深，使得预成形以后的轴套轴线位于第一型腔之内距冲模端平面一定的距离处。

本发明的进一步的特征在于：芯轴进入第二型腔也比轴套半径相应的深度要深，使轴套最终成形以后其轴心线位于型腔内距第二冲模端平面一定的距离处。

因为轴套中心超过两个冲模各自的端平面，轴套在90°和270°范围内卷曲得比已知的卷曲方法好得多，在已知的方法时冲模各自正好移动到轴套的中心平面上。为了实现这种方法，至少是芯轴，但最好还有第一冲模在预成形和最终成形过程之间必须在横截面内作一定改变。为此，本发明的装置提供了一种解决办法，后面对此进行阐述。

本发明另一个重要结构在于：在预成形和最终成形之间进行一个辅助成形，通过它仅仅只有板坯U形臂的端部通过芯轴相对移入第二型腔弯曲成相应的拱形，而在其端部和在预成形中弯曲成的板坯的U形基体之间的U形臂部分没有产生弯曲。在这个中间成形阶段板坯变成一个展开的圆形轮廓，由此特别有利于轴套端部的准确卷曲。

尽管用本发明的方法可以制造非常准确的卷曲成形轴套，本发明的另一个结构在于：轴套的加工在两个工作层面内进行，其中预成形、辅助成形和最终成形属于第一工作层面，轴套在最终成形后轴向移到第二个工作层面并在那里进行精整加工。

本发明的方法的一个重要特征在于：在预成形开始前通过轴向移入一个辅助芯轴使芯轴得到一个更大的总的横截面，使轴套中心至少可以超过一个冲模。按照本发明这个辅助芯轴还可以很好地用来将轴套在它最终成形后推到第二工作层面一个精整工位的胀套上。

其次本发明涉及一种实现这种卷曲方法的卷曲装置，这种装置的特征在于：在预成形过程中芯轴和第一型腔具有比最终成形过程中大的横截面。这个特征可以用更换芯轴的方法实现。一种有利的选择方案是采用一个辅助芯轴，它在最终成形时临时移开。这个辅助芯轴最好以一个中凹的表面套在芯轴上，它有一个与型腔内表面互补的中凸的工作表面。辅助芯轴具有一种镰刀形的横截面，其中工作表面和内表面位于同样大小的圆柱上。

第一冲模上最好装着沿轴套轴线方向可移动的滑决，滑块形成第一型腔的一部分，同时型腔的端面做在滑块上，在预成形和中间或叫作辅助成形过程中它确定冲模的分界平面。这个分界平面位于第一冲模上侧面上距轴套中线一定距离处。辅助芯轴可以正常合算地与滑块连接成一个共同的可移动结构单元，使得在从芯轴和第一型腔的第一工作层面中将这个结构单元移开后为轴套的最终成形获得新的横截面形状，使不可改变的第二冲模可以为了轴套的最终成形超过轴套中心。

根据现有技术是将小的板坯在中间通过一个横隔连在支承带上，而按本发明的方法板坯与支承带的连接通过两个横隔，它配置在板坯的端部。因此板坯可以更准确地在卷曲装置中定位。因为这些横隔在与支承带脱开后在轴套上留下端侧的切断痕迹，按本发明制造的轴套与现有技术状况的的区别在于：这个切断痕迹位于与轴套接缝相邻的四分之一圆周上。

这种三阶段卷曲方法在改变芯轴和型腔横截面的条件下最终促使板坯良好地、非常准确地卷曲成形，使按本发明的方法也适用于敏感的多层板材料。

按本发明的装置的两个冲模至少具有待卷曲的轴套宽度二倍的宽度，同时在它的型腔的轴向旁边各自具有一个精整腔，其中这两个精整腔做成完全相同的镜像对称形状，它的拱顶与各个相配的型腔一致，但是各自只延伸180°的圆周角。两个精整腔组成一个相应于轴套外壳面的圆周闭合的精整空间。在这个精整空间内有一个扩张体，它最好由一个胀套组成，它可以通过它内部的一个锥体通过操纵杆的轴向移动扩张或收缩。

用这种具体结构附加地还可以达到一个优点：在一个工具内卷曲形成轴套，又在同一个工具内在第二个工作层面中进行精整，使得可以取消板坯和轴套坯件的多次取出放进，以及由此而造成的误差。

下面借助于表示一个实施例的附图对本发明发作进一步阐述。其中：图1至图6表示卷曲装置连同待卷曲板坯在顺序延续的各个工步中，和

图7至图12表示卷曲装置在与各个视图相应的工步时的剖视图。

这些图示意表示卷曲装置10的零件，它具有一个第一冲模12、一个第二冲模14、一个圆柱形的空心芯轴16，一个辅助芯轴18和一个在第一冲模12上可以在芯轴16轴线方向移动的滑块20。辅助芯轴18和滑块20组成一个单元，它可以由一个没有画出来的操作工具在箭头A的方向(图10)来回运动，第一冲模12具有一个带局部圆柱形底面的形成圆柱体一部分的型腔22。在滑块20部位型腔22的局部圆柱形内表面不断向前伸展形成一个半圆柱表面，并以相互平行的内表面部分通向第一冲模12的端平面23。

第二冲模14由两个半截冲模14a和14b组成，它们共同形成一个第二型腔24。第二型腔做成型腔22的近似镜像对称形状，如果不考虑两个半截冲模14a和14b之间有一台阶的话它具有一个半圆柱形轮廓，两个向下伸出的平行的内表面段与之相连。半截冲模14b可垂直移动地支承在半截冲模14a上。并借助于一个这里仅仅示意表示出来的弹簧15朝着半截冲模14a的一个止档这样地预紧，使得在型腔24的中心平面处形成一台阶17。

图1中两个冲模12、14是相互离开的。芯轴16固定地支承。在芯轴16和第一冲模12的端面之间送入一个板坯26。然后冲模12按图1箭头方向向上运动，使板坯26卷曲成U形，如图2所示，相应于轴套中心的芯轴中心位于第一冲模12端面23的下方，因此芯轴16进入型腔22的深度大于轴套半径。所以待成形的轴套的90°和270°部位位于型腔22内，使板坯形成的U形臂26不致向外弹出，而是紧贴在辅助芯轴18上。从而板坯的预成形过程结束。

从现在开始按图3第二冲模向下运动。板坯U形臂的端部26′在与型腔壁24接触时向内弯曲，当冲模14套到辅助芯轴18上去时它也贴在辅助芯轴上。在两个冲模12、14的相互平行的型腔部分板坯26的U形臂仍保持直线形状，由于型腔24中的台阶17使两个U形臂26′的卷曲有一个微小的时间差。两个U形臂26′在第二冲模14和辅助芯轴18之间的卷曲表示中间阶段的辅助成形，在这以后U形臂26′准确地卷曲成圆柱形，从而已经具有它的最终形状。

现在开始辅助芯轴18和滑块20一起在箭头A所示方向(图10)在冲模12、14之间轴向撤离，为此必要时第二冲模14略微抬起。现在第二冲模14重新向下运动，从而使轴套27最终成形。当滑块20从第一冲模12中拉出来以后，冲模14可以越过第一冲模12的端面23更深地进入直至冲模12的底面28，这样第二冲模14的端面19向下越过芯轴中心直到型腔24的内表面将轴套坯料的直线U形臂部分也制成圆柱形，从而结束轴套27的最终成形过程。

轴套端部处通常是相互咬合的。为此轴套板坯边缘具有相互交错的相啮合的突起和凹槽。因为半截冲模14b首先把轴套的一侧边缘压向芯轴16，在半截冲模14a向下运动的最后阶段中可以使轴套27形状合适地闭合。然后两个冲模12和14相互分开(图5)，从而可以将制成的轴套27从芯轴16上取下。

图7至12表示轴套27的附加的精整过程，它在同一装置10中的第二个工作层面内进行。为此在两个冲模12、14的右侧装了两个工具30、32，它各自具有精整腔34、36，它们和型腔22、24具有相同的拱形，但各自只延伸180°的圆周角。当冲模12、14处于闭合状态时精整腔34、36的分型面位于芯轴的中心。空心的卷轴16内穿过一根操作杆38，它在第二工作层面内带一个锥体40，锥体外面套一个胀套42。

从图5和11出发在轴套27最终成形以后，由辅助芯轴18和滑块20组成的单元重新移入第一工作层面，因此辅助芯轴18将芯轴16上的轴套27在第二工作层面中推至胀套42上。同时将此处在上一个工作循环中精整好的套27从装置10中推出(图12)。然后这个装置10在第一工作层面中准备好了接纳新的板坯26。轴套27预成形、中间成形和最终成形的工作过程不断地重复，在图4和10所示的位置两个工具30、32闭合，形成一个包围轴套27的圆柱形空腔。在这个位置将操作杆38向箭头A(图10)的方向拉，从而使胀套42通过锥体40的作用而扩张并精整轴套27。

在所示的装置10中板坯26不需要任何操作器械就能在第一工作层面中高精度地卷成圆筒并封闭，在第二工作层面中精整。

Claims (14)

1.轴套卷曲成形的方法，其中在一个与轴套(27)内表面互补的芯轴(16)和一个第一冲模(12)之间的缝隙中放入一个板坯(26)，第一冲模具有一个由几部分组成的型腔(22)，其中一部分有一个与轴套(27)的外轮廓互补的内轮廓，另一部分使型腔的高度扩大，使型腔伸展到超过轴套圆周的一半，通过芯轴(16)进入第一型腔(22)的相对运动将板坯(26)弯曲成接近U形的形状，通过埋在第一型腔(22)中的芯轴(16)进入第二冲模(14)的同样与轴套轮廓互补的第二型腔(24)的相对运动使U形坯件的两个臂在最终成形过程中变成一个轴套(27)，其中芯轴(16，18)进入第一型腔(22)的深度要深于轴套半径相应的深度，在预成形以后和最终成形以前进行一次辅助成形，在这个过程中坯件U形臂的间距缩小，其特征在于：在辅助成形过程中芯轴(16，18)具有一个比最终成形时大的横截面并在坯件U形臂的方向加长，通过坯件的臂连同扩大的芯轴(16，18)进入第二型腔(24)的相对运动U形臂末端(26′)相应于型腔轮廓各自向内向扩大的芯轴(16，18)弯曲，而与U形臂末端接的部分不弯曲。

2.按权利要求1的方法，其特征在于：在轴套(27)最终成形时芯轴(16，18)进入第二型腔(24)的深度大于轴套半径相应的深度，使轴套轴线在轴套(27)最终成形后位于型腔(24)内距第二冲模(14)端平面(19)一定距离处。

3.按权利要求1或2的方法，其特征在于：与轴套互补的芯轴(16)的扩大通过轴向移入一个辅助芯轴(18)实现。

4.按权利要求3的方法，其特征在于：坯件两个U形臂末端(26′)弯曲开始的时间有一个微小的滞后。

5.按权利要求1至4之任一项的方法，其特征在于：轴套(27)的加工在两个相互平行的工作层面中进行，在第一工作层面间至少进行轴套(27)的预成形和最终成形，然后轴向移到第二工作层面并在那里精整。

6.按权利要求3至5的方法，其特征在于：在最终成形以后轴套(27)由一个辅助芯轴(18)推到第二工作层面中精整工位的胀套(42)上。

7.按权利要求1至6之任一项的方法，其特征在于：在预成形过程中两个型腔(22、24)的闭合位置的外围轮廓-不考虑轴套(27)的壁厚-与横截面扩大的芯轴(16，18)的外轮廓互补。

8.用于实现按权利要求1至7之任一项或几项的方法的制造轴套(27)的卷曲成形装置，带一个下冲模(12)和一个上冲模(14)，其特征在于：芯轴(16，18)和第一型腔(22)在预成形过程中各自具有一个比最终成形过程中大的横截面。

9.按权利要求8的装置，其特征在于：第一冲模(12)支承着一个可以在轴套轴线方向移动的滑块(20)，它组成第一型腔的一部分，包围滑块(20)的第一冲模(12)的分型而位于第二冲模一侧轴套中的之上一定距离处。

10.按权利要求8或9的装置，其特征在于：芯轴(16)在预成形过程中由一个辅助芯轴(18)加以补充，它用一个中凹表面套在芯轴(16)上，并具有一个与第二冲模(14)的型腔内表面互补的中凸工作面。

11.按权利要求9和10的装置，其特征在于：辅助芯轴(18)连同滑块(20)组成一个可移动的结构单元。

12.按权利要求8至11之任一项的装置，其特征在于：第二冲模(14)由两个半模(14a，14b)组成，其中半模(14b)可以在受驱动的半模(14a)上连同它的半截型腔在冲模运动方向上移动，并借助于弹簧预紧在一个相对于另半截冲模(14a)错开的起始位置上，使型腔(24)在轴套边缘带齿的部位形成一个台阶(17)。

13.按权利要求8至12之任一项的装置，其特征在于：两个冲模(12、14)的宽度至少等于轴套(27)宽度的两倍，同时轴向紧靠着它的型腔(22、24)各自具有一个精整腔(34、36)，两个精整腔(34、36)具有与它所属的型腔(22、24)同样的拱形，但是各自只延伸180°的圆周角，并在最终成形过程中形成一个相应于轴套(27)外壳面的圆周闭合的精整空腔，在这个精整空腔内装了一个扩张装置(40，42)。

14.按权利要求13的装置，其特征在于：芯轴(16)做成空心的，中间穿一根操纵杆(38)，它在精整空腔部分具有一个锥体(40)，它和胀套(42)的内锥面配合作用。

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