CN114945435A - 用于制造成型的成形件的方法和线材加工机 - Google Patents

Abstract

在一种用于由线材来制造成型的成形件的方法中，将线材（W）从线材储存装置中拉入并且输送给线材加工机（100）。在所述线材加工机（100）中对所述线材进行矫直并且借助于切分装置（300）将具有能预先给定的线材长度的成形件从经过矫直的线材上分开。为了将成形件从所输送的线材上分开，首先在为所述分开而设置的切分位置处在至少一次刻槽操作中从两个彼此对置的侧面借助于刻槽工具如此对所述线材（W）进行刻槽，从而在彼此对置的槽口之间的切分位置处留下逐渐变细的线材横截面。此后，在分割操作中在所述切分位置处在所述逐渐变细的线材横截面的区域中对所述被刻槽的线材进行切分，方法是：两个分割工具作用在所述线材的对置侧上并且朝相反的进给方向横向于、尤其是垂直于线材轴线同步地进给，直到所述线材材料在所述切分位置（TP）处被切断。也说明了一种为了实施所述方法而构造的线材加工机。

Description

用于制造成型的成形件的方法和线材加工机

技术领域

本发明涉及用于由线材来制造成型的成形件的一种方法和一种线材加工机。

背景技术

成型的成形件能够是在本申请中也被称为“线材棒”的直的成形件或者是由线材构成的二维或三维弯曲的弯曲件，所述弯曲件在线材端部之间具有一个或多个弯曲部。

在市场上越来越多地提供具有全电动的或部分电动的驱动装置的车辆。所述车辆大多拥有带有多个电池模块的能量储存系统。电能必须在各个电池模块之间传输。为此要使用绝缘的且弯曲的铜或铝线，其也被称为“汇流排”。汇流排通常在使用相应成形的扁材、例如具有扁平的矩形横截面的铜或者铝扁线材的情况下制造。所述扁材能够区段式地或连续地用电绝缘的绝缘层来包裹。对于制成的汇流排来说，这些端部区段典型地是裸金属的、即没有绝缘层并且在为其设置的安装环境中在端部区段的区域中例如被拧紧、被夹紧或被焊紧。为了确保可靠的接触，所述线材的端部区段应该尽可能好地与对应的接触元件相匹配。为了使线材端部的再加工尽可能成为多余，应该紧接在制造之后在线材加工机中如此对所述线材端部进行成型，从而产生相对于安装环境的良好的匹配性。

专利文献DE 10 2018 114 579 B3 说明了成型的线材棒的应用领域以及一种方法和一种装置，所述方法和装置能够用于制造线材棒，以便无毛刺地分开线材。在此描述的是，在制造用于牵引驱动装置的电马达时制造各个绕组元件（插接线圈、所谓的“Hairpins”），所述绕组元件在另外的过程中被进一步加工成完整的定子绕组。为了由于较高的填充度的原因而实现电机的较高的效率，在Hairpin技术中由圆形的线材转变为具有矩形横截面的线材。在制造插接线圈的范围内，由连续材料定尺寸剪切出相应的线材区段并且将其分开，所述线材区段在定位在定子上之后相互焊接。为了能够以简单的设计手段可靠地且尽可能无毛刺地分开线材，提出一种方法，其中首先在第一成型步骤中通过使第一成型单元的两个在第一平面中彼此对置的成型区段沿着第一运动轴线相向运动的方式在线材纵向位置处进行所述线材的（无毛刺的）成型。在此，在这第一变型步骤中使线材横截面从两个对置的侧面、例如从两个窄侧逐渐变细。在使线材成型时，所述第一成型单元的成型区段始终彼此隔开，从而保留逐渐变细的线材横截面。此后在第二成型步骤中通过使第二成型单元的两个在第二平面中彼此对置的成型区段沿着第二运动轴线相向运动的方式在同一个线材纵向位置处进行所述线材的成型。在此，使已经逐渐变细的线材横截面在这第二成型步骤中从另外两个对置的侧面、例如从两个宽侧逐渐变细。在使线材成型时，所述第二成型单元的成型区段始终彼此隔开，使得所述已经逐渐变细的线材横截面以进一步逐渐变细的形式保留。因此，在所述线材纵向位置处留下材料接片，该材料接片相对于线材的原始的横截面形状向内错开地布置。在这个时刻，布置在（所设置的切分部位的）线材纵向位置之前和之后的线材区段通过所述材料接片依然材料锁合地相互连接。此后、即在第二成型步骤之后，在同一个线材纵向位置处进行线材的牵拉分开，方法是：将（至少部分地沿着线材纵向方向起作用的）拉力施加到所述线材上。因此，所述线材在线材纵向位置上被分开。

发明内容

本发明的任务是提供用于由线材来制造成型的成形件的一种方法和一种线材加工机，所述方法和线材加工机允许制造具有线材端部的在几何形状上非常良好地限定的造型的成型的成形件。

为了解决该任务，本发明提供一种具有权利要求1的特征的方法。此外，提供一种具有权利要求16的特征的线材加工机。有利的拓展方案在从属权利要求中得到说明。所有权利要求的原文都通过参考而成为说明书的内容。

所述方法和线材加工机用于由线材来制造成型的成形件。在本申请的上下文中，概念“成型的成形件”表示由线材制造的半成品或成品，其具有对于应用目的来说所期望的线材长度以及尽可能良好地限定的线材端部。所述线材端部尤其应该具有适合于应用目的的、例如在线材端部处具有倒棱的几何形状。原材料线材是长的、或多或少易弯曲的金属件，其具有合适的横截面形状。具有圆形的横截面的线材被称为圆形线材。也存在具有其它横截面形状的线材、例如扁线材、四边形线材或异形线材。

所述成型的成形件能够是直的成形件，其在本申请中也被称为“线材棒”或者是由线材构成的二维或三维弯曲的弯曲件，所述弯曲件在线材端部之间具有一个或多个弯曲部。用于制造直的成型的线材棒的线材加工机有时被称为“棒成型机”，在用于制造弯曲的成型的成形件的线材加工机中通常谈及弯曲机。所述成型的成形件也能够是弹簧（例如螺旋弹簧），所述弹簧能够借助于弹簧机由线材来制造。

在所述方法中，连续地或间歇地逐段从线材储备上拉入线材并且将其输送给线材加工机。在线材加工机中对线材进行矫直。而后，将成形件（具有能预先给定的线材长度的线材区段）和所期望的形状（外形）从所述线材上分开。

在矫直与切分之间能够实施一次或多次弯曲操作，以便产生具有一个或多个弯曲部的成形件、即弯曲件。作为替代方案，能够将直的线材区段、所谓的线材棒从经过矫直的线材上分开。

为了将具有所期望的长度的线材棒从所输送的线材上分开，在时间上先后实施多次在功能上不同的操作。

首先，在为所述切分而设置的切分位置或者切分部位处在（至少）一次刻槽操作中借助于刻槽工具从两个彼此对置的侧面如此对所述线材材料进行刻槽，从而在切分位置处在彼此对置的槽口之间保留具有逐渐变细的线材横截面的区段。

概念“槽口”在此一般表示所述线材材料上的通过材料排挤和/或材料切除而产生的切口。所述槽口的尺寸和造型由刻槽工具的与线材材料进行嵌入的作用轮廓及其挤入深度来确定。

所述刻槽操作优选是成型操作，在所述成型操作中仅仅通过材料排挤或者材料成型在没有材料切除的情况下产生槽口。因此，优选通过线材材料的在切分位置的区域中的传统的成形来产生槽口。

例如，所述刻槽工具能够具有或多或少逐渐变尖的楔形。由此产生的槽口而后大多在线材材料中形成基本上V形的、即楔形的或逐渐变尖的切口。然而，所述槽口的形状不限于V形状。槽口能够在槽底的区域中也或多或少经过倒圆。也能够产生呈显著的筒形的切口的形式的槽口或者具有U形状的刻槽。

优选在刻槽操作的期间使所述刻槽工具沿着垂直于线材轴线的互相相反的进给方向同步进给。为此，所述刻槽机构能够相应地为刻槽工具的同步进给而配置。由此能够实现的是，在理想情况下在刻槽时没有合成的横向力作用到所述线材上并且该线材通过刻槽不是整体地弯曲。

优选如此控制所述刻槽工具的进给运动，使得所述刻槽工具的挤入深度为未被刻槽的线材材料的沿着第一方向的伸展度的至少10%、优选处于该伸展度的20%至50%的范围内。因此，在逐渐变细的线材区段中或者在较薄的接片的收腰的区域中能够保留相应的剩余宽度（垂直于线材纵向方向），所述剩余宽度处于沿着第一方向的原始直径的90%或更小的范围内、尤其是处于该原始直径的50%至80%的范围内。因此，根据本发明人的经验，能够在用于随后的切割操作的良好的准备与在逐渐变细的线材横截面的区域中的同时足够的稳定性之间实现特别好的折衷。

作为对此的替代方案，能够在例如借助铣削或冲压进行材料切除的情况下产生槽口。

重要的是，在刻槽操作时在线材内部在切分位置的区域中保留具有逐渐变细的线材横截面的线材区段。因此，在切分位置处，所述线材材料没有被完全切断，而是在槽口之前和之后的区段通过逐渐变细的线材材料接片保持彼此一体的连接。在借助于成型进行的刻槽操作中，在逐渐变细的线材横截面的区域中通常进行线材材料的强化，即所述线材材料的机械强度由于塑性变形而增加。

在刻槽操作结束之后实施分割操作。借助于分割操作，经过刻槽的线材在逐渐变细的线材横截面的区域内在切分位置处被切分，方法是：两个分割工具作用在线材的对置的侧面上并且沿着垂直于线材轴线的互相相反的进给方向同步进给，直至所述线材材料在切分位置处被切断。

概念“垂直”在这里应该包括以下方向，所述方向要么（以90°的角度）精确地垂直于线材轴线来伸展、要么与精确地正交的方向相差一度或几度、例如最多5°。决定性的是，在技术公差的范围内力求垂直的进给。概念“同步”相应地意味着在合理的、通过控制和硬件引起的技术公差的范围内的同时性。

在本申请中，根据DIN标准DIN 8588，概念“分割”表示在切分位置处将线材完全切分成两个部分。在此，以机械的方式在没有形成切屑的情况下进行切分。因此，分割操作是一种切分操作，在切分操作中不是对线材进行切削加工、而是无切屑地（无材料切除或者无切屑的产生）对线材进行切分。因此，分割工具是无切屑地工作的切分工具。

在用于由线材材料制造成型的成形件（例如线材棒或弯曲件）的线材加工机中，为了将成形件从经过矫直的或在矫直之后还一维或多维弯曲的线材材料上分开，在为所述切分而设置的切分位置处设置了切分装置，该切分装置具有刻槽机构和能够在时间上在刻槽机构之后操纵的分割机构。所述切分装置被设立用于实施所述方法。

所述方法能够如此执行，从而在矫直之后在没有所插入的弯曲操作的情况下将具有预先给定的长度的直的线材棒从经过矫直的线材上分开。作为替代方案，也可能的是，在矫直之后且在切分之前在所述经过矫直的线材中产生一个或多个弯曲部，使得所述成形件是弯曲件。

适合于实施所述方法的且经过调整的线材加工机具有分割机构，该分割机构在被调整到准备运行的状态下具有两个分割工具，线材能够从所述分割工具之间穿过，其中所述分割工具为了实施分割操作而能够沿着垂直于线材轴线的互相相反的方向同步进给，并且其中所述分割机构如此被配置，使得经过刻槽的线材能够在逐渐变细的线材横截面的区域内在切分位置处被切分，方法是：使所述分割工具在分割操作中沿着垂直于线材轴线的互相相反的方向同步进给，直至所述线材材料在切分位置处被切断。

在开始所述分割工具的进给之前，通常在分割工具与线材之间还不存在接触，因而所述分割工具没有保持住线材。而后在进给过程中，所述分割工具与线材接触并且机械地作用到线材材料上。在理论上，所述分割工具将会同时以相同的力来接触线材。在实践中，这由于技术公差而不能总是得到保证。为了避免在对置地作用的分割工具不同地嵌入时导致线材从理想的线材定向中倾斜出来，能够在切分位置之前和之后设置能进给的压紧装置，所述压紧装置在时间上在分割操作之前并且必要时也在分割操作开始时暂时将线材保持在所希望的定向中。

通过所述分割工具的、在线材材料的对置的侧面上的同步的两侧的嵌入，能够避免所述端部区段的整体弯曲，使得所述端部区段也在分割操作之时和之后保持在无横向力的情况下存在的直的形状。根据所述方法制造的成型的线材棒通常能够在没有后加工的情况下用于所规定的应用。因此，进一步加工能够比以往更经济。

在本发明的范围内存在不同的可行方案来设计刻槽操作和分割操作并且使它们相互协调。

根据一种拓展方案，在刻槽操作结束之后实施呈切割操作的形式的分割操作。因此，通过作为非切削地分割的特殊类型的切割过程对线材进行切分。与此相对应，所述分割机构被配置为切割机构，所述分割工具被设计为切割工具。切割工具具有至少一个切削刃，在所述切削刃上构造有切割边，所述切割边在此优选是直的切割边。

优选借助于咬合切割或剪切切割来进行所述分割，这在下面进行详细解释。

在所述切割操作的一种变型方案中，在逐渐变细的线材横截面的区域中、即在切分位置处通过咬合切割对经过刻槽的线材材料进行切分。这一点如此进行，使得所述线材材料在切割工具的两个楔形的切削刃之间的区域中被保持在合适的位置中并且所述切割工具或者所述楔形的切削刃相对于彼此朝向彼此运动，直到所述线材材料在切分位置处被切断。在开始所述切削刃的进给之前，通常在切削刃与线材之间还不存在接触，因而所述切削刃没有保持住线材。而后在进给过程中，所述切削刃与线材接触并且挤入到线材材料中。

所述制造方法“咬合切割”是楔形切割的一种变型方案并且根据DIN 8588属于以下切分方法，所述切分方法在不产生切屑的情况下分割有待切分的工件。在楔形切削刃上构成的切割边在此处于一个共同的平面内。能够如此导引所述相对运动，使得所述切削刃在切割操作结束时相互接触。如果在所述切割边之间产生接触之前所述扁材已经被切断，那么所述进给运动也能够事先结束。在咬合切割时，所述楔形的切削刃从两个对置的侧面挤入到有待分割的线材材料中。已经证实，通过这种切割方式能够避免在线材材料的端部之处或之上的锐利的毛刺的形成。可以说，所述切割操作能够实现基本上无毛刺地切割线材材料。

通过所述切割工具的楔形的切削刃在线材材料的对置的侧面上的同步的、两侧的嵌入，能够避免所述端部区段的整体弯曲，使得所述端部区段在切割操作之时和之后也保持在无横向力的情况下存在的直的形状。如此成型的线材棒通常能够在无再加工的情况下用于所规定的应用。

这种两级的过程变型方案“刻槽和咬合切割”精确地在所规定的切分位置处引起处于切分位置之前和之后的线材区段的切分，而不必从外部导入沿着线材纵向方向起作用的拉力。与传统的牵拉分开不同，因此能够放弃相应的用于牵拉分开的装置。因为为了进行牵拉分开而需要加入沿着线材纵向方向起作用的拉力，所以不能排除的是，被分开的线材棒的长度由此略微改变，从而可能出现由拉力引起的长度误差。这种误差源在根据要求权利的发明的方法中被排除，从而系统性地制造在线材端部之间具有精确限定的长度的成型的成形件、例如线材棒。

此外，在切分位置处产生的线材端部的几何形状能够通过在刻槽操作中所使用的刻槽工具和/或在切割操作中使用的楔形的切削刃的有效几何形状来精确地限定。这尤其在所述刻槽操作是纯粹的成型操作时适用，因为所述刻槽工具和楔形的切削刃不是通过牵拉和/或材料切除来起作用，而是仅仅通过塑性的材料排挤来起作用，因而它们的作用轮廓至少部分地压入到线材材料或线材端部中。因此，能够系统地制造具有窄的长度公差并且具有在几何形状上非常良好地限定的线材端部的成型的线材件（直的或弯曲的）。

也能够如此描述所述两级的过程，从而在所述切割操作之前设置刻槽操作，其中在所述切割操作中借助于“咬合切割”在切分位置处将所述线材材料切断，并且在所述刻槽操作中在所规定的切分位置的区域中通过所述刻槽操作为所述咬合切割而准备好所述线材材料。尤其在通过用于产生逐渐变细的线材横截面的成型方式进行准备性的刻槽操作时，所述线材材料在后来要用楔形的切削刃切断的区域中被强化。因此，所述楔形的切削刃不是碰到未被预处理的线材材料、而是碰到已经经过预处理的线材材料，该线材材料通过刻槽操作被强化并且由此可以可靠地并且比相较于逐渐变细的线材横截面更软的、未变形的线材材料更干净地被切分。这种效应也有助于线材端部的干净的几何上的限定。

根据一种拓展方案，所述刻槽工具沿着第一方向彼此对置地布置或能够布置并且能够平行于所述第一方向来进给，而所述切割工具的楔形的切削刃沿着第二方向彼此对置地布置或能够布置并且能够平行于所述第二方向来进给，其中所述第一和第二方向彼此垂直地伸展。因此，所述刻槽操作和切割操作沿着彼此正交的方向作用到线材材料上。由此，能够在线材端部处沿着两个相互垂直的方向产生所述线材材料的逐渐变细结构。最终在咬合切割时产生的切割面或者断裂面从所有方向都处于初始线材的包络面的内部，从而不会留下超出这个包络面的外周的毛刺。刻槽操作和切割操作的正交的作用方向能够在所有工件横截面中、因此也在圆形线材中有利地加以利用。如果要切分具有矩形横截面的初始工件，则所述线材材料应当相对于第一和第二方向如此定向，使得所述第一方向垂直于第一对平坦的侧面来定向，而所述第二方向则垂直于另一对彼此平行的侧面来定向。因此，所述刻槽工具和后来所述切割工具能够分别基本上同时在接触面的整个宽度的范围内嵌入到线材材料中，由此特别好地产生在几何上限定的线材端部。

在所述切割工具而后嵌入在宽侧上之前，通常首先对所述窄侧进行刻槽。因此，在切割时很大程度地保持刻槽的几何形状。然而，相反的顺序（在宽侧上刻槽、在窄侧上切割）也是可能的。

可能的是，所述刻槽工具处于垂直于线材穿过方向来定向的第一平面中，并且所述切割机构的切割工具的楔形的切削刃处于垂直于线材穿过方向的第二平面中，该第二平面沿着线材穿过方向与第一平面错开。通过这种布置方式，可能够为所述切割机构和刻槽机构的设计方案产生结构上的自由度。然而，为了确保所述切割操作足够精确地嵌入在预先陶制槽口的位置处，所述两个平面之间的材料运送必须以高精度来进行。

在优选的实施方式中，在刻槽操作与切割操作之间不使所述线材材料沿着线材纵向方向移动，从而在同一平面中实施所述刻槽操作和切割操作。这在结构上能够通过以下方式来解决，即：所述刻槽机构的刻槽工具、更准确地说是其起作用的朝向工具的端部以及所述切割工具或者切割机构的切削刃上的切割边布置在一个共同的平面内。在这种实施方式中，在不取决于所述线材的运动状态的情况下，所述刻槽和切割能够精确地在所规定的切分位置处进行，从而在所述线材上的槽口与切分位置之间不产生轴向偏移。所述线材端部的形状能够精确地通过刻槽工具和切削刃的工具形状来预先给定。

对于刻槽工具的设计方案来说存在不同的可行方案。在优选的实施方式中，所述刻槽工具被构造为具有锐利的或经过倒圆的尖端区域的屋顶形的刻槽楔、也就是同样基本上是楔形的。能够有利的是，所述楔形的刻槽工具被设计为对称楔。概念“对称楔”在此表示这样的楔，对其来说楔形面或者楔侧壁基本上对称于进给方向地倾斜。因此，在刻槽时能够实现两侧的对称的材料排挤。例如如果成形件的线材端部应该不同地进行设计，则不对称的楔形形状也是可能的。

楔角、即由基本上平坦的楔形面所围成的角能够根据应用来选择。在许多实施方式中，由楔形面所围成的楔角处于90°至140°的范围内，也就是说它是钝角。用这种几何形状，例如能够在线材端部上精确地产生倒棱。

作为替代方案或补充方案，能够规定，所述切割工具的楔形的切削刃具有处于90°至140°的范围内的楔角。尤其能够如此安排，使得所述刻槽楔的楔角基本上与所述楔形的切削刃上的楔角相一致。由此而可能的是，比如在具有矩形横截面的线材材料上在所有四个侧面上产生均匀倾斜的倒棱。所述楔形的切削刃能够相对于进给方向对称地构造、必要时也能够不对称地构造。

所述刻槽工具和/或楔形的切削刃能够分别拥有自己的驱动装置，所述驱动装置引起进给运动。但优选的是，所述刻槽机构仅仅具有一个唯一的驱动装置，该驱动装置与两个刻槽工具相耦合，以便进行同步的进给。这一方面是一种成本有利的解决方案，因为能够节省一个驱动装置。另一方面，由此能够在结构上确保在刻槽操作时所述刻槽工具的互相相反的进给的精确性。

对于所述切割机构来说能够类似地规定，所述切割机构仅仅具有一个唯一的驱动装置，该驱动装置与两个楔形的切削刃相耦合，以便进行同步的进给。

在一些实施方式中，所述刻槽机构的驱动装置驱动着曲轴，所述曲轴通过两根连杆驱动着两个能够互相相反地线性移动的滑动件，所述滑动件分别在其面对工件的端部上承载着所述刻槽工具。在所述切割机构中能够设置类似的解决方案。

一种作为替代方案的解决方案规定，为了控制所述刻槽机构的刻槽工具和切割机构的楔形切削刃的运动，仅仅设置了一个唯一的驱动装置。该驱动装置能够驱动具有控制凸轮的凸轮盘，所述控制凸轮如此被设计，从而在所述凸轮盘围绕其旋转轴线以正确的节拍并且以正确的转动方向和正确的程度转动时交替地首先使所述刻槽工具进给并且将其拉回，并且此后能够使所述具有楔形切削刃的切割工具朝工件的方向进给并且而后将其拉回。为了使这种变型方案与不同的线材几何形状相匹配，能够更换所述凸轮盘，从而能够将其更换为具有其它控制凸轮的凸轮盘。

所述切分装置或者其组件能够以固定在机器上的方式被安装在线材加工机的机架上。而在一些实施方式中则规定，所述切分装置平行于线材的穿过方向或者平行于穿过轴线浮动地得到支承。因此，所述切分装置能够通过平行于线材穿过方向的浮动运动来补偿在刻槽和/或分割时出现的沿着线材纵向方向的合成力。已经表明，由此尤其能够实现的是，所述线材端部处的线材几何形状特别精确地符合预先规定，并且所述线材件在线材端部的附近未被弯曲、而是直的。也可能的是，所述切分装置能够借助于驱动装置（例如伺服马达）主动地平行于线材的穿过方向来运动。

在应该制造呈弯曲件的形式的成型的成形件的线材加工机中，设置了相应的具有一个或多个弯曲工具的弯曲装置。所述弯曲装置如此布置和构成，从而在所有规定的弯曲操作结束之后在弯曲完毕的成形件与所输送的尚未弯曲的线材区段之间进行切分。为此在结构上存在多种可行方案。所述弯曲装置能够沿着材料的穿过方向布置在切分装置的后面，从而在这两者之间存在轴向间距。也可能的是，所述弯曲装置或者其工具与所述切分装置处于同一个平面中。所述弯曲装置的工具因此能够在切分平面中起作用。制成的成形件例如能够借助于分类装置被分类为合格部件和有问题的部件并且随后被运走。这一点在以下线材加工机中也类似地是可能的，所述线材加工机作为棒成型机被构造用于生产具有限定的线材端部的直的线材棒。

相反，一些实施方式的突出之处在于，设置了运送抓手，其用于在刻槽操作和/或切割操作之前抓住有待分开的线材区段，以便在切割操作结束之后将所分开的线材区段运送至布置在后面的工作站。所述运送抓手能够以能平行于线材输送轴线线性移动的方式得到导引并且在刻槽操作的期间和/或在切割操作的期间以降低力和力矩的方式被接通，使得所述运送抓手能够在刻槽操作的期间和/或在切割操作的期间浮动地跟随有待分开的线材区段的长度补偿运动。因此，对于用于继续运送被定尺寸剪切的成型的成形件的装置来说也确保，在已经被抓住的成形件中不会有强制力反作用到切分过程上。

为了此外确保所述切分操作不会受到平行于线材纵轴线来作用的拉力的负面影响，所述运送装置优选如此被配置，使得所述运送运动仅仅在切割操作结束之后、也就是只有在有待分开的成形件也在实际上从所输送的线材上分开时才能开始。相反，对于有待分开的成形件的抓取能够在线材的完全切断之前就已经进行。

其它拓展方案组合了方法步骤、即刻槽和后续的剪切。因此，尤其能够解决以下问题。

为了过程可靠地将Hairpins（插接线圈）接合到具有槽绝缘纸的定子叠片组中，在Hairpin支腿上的尽可能无毛刺的、经过倒棱的端部是优选的。在咬合切割时或者在牵拉分开时，根据刻槽及切割工具的楔角能够产生或多或少尖锐的棱锥形状。在将Hairpins插入定子叠片组中并且在定子叠片组中交叉之后，通常借助于焊接过程来接触Hairpin端部。因此，在焊接过程之前经常对所述Hairpin支腿的尖锐端部进行再切割，从而产生垂直的表面，所述表面能够更好地彼此焊接。

根据本发明的一种拓展方案，能够省去所述再切割而没有造成质量损失。

在这种拓展方案中，所述分割操作被设计为剪切操作，在剪切操作中在所述切分位置处通过剪切对所述线材进行切分，方法是：将所述线材保持在两个作为剪切工具来构成的分割工具之间，所述分割工具作用在切分位置的不同的轴向侧上并且沿着垂直于线材轴线的互相相反的进给方向同步运动，直至所述线材材料在切分位置处被切断。

所述分割机构相应地被设计为剪切机构，该剪切机构在被调整到准备运行的状态下被配置用于剪切操作。

已知在机械装置中剪切从偏移地布置的力偶的作用中产生。力通过所述剪切工具来加入，在所述剪切工具中一个剪切工具沿着线材纵向方向在切分位置之前并且另一个剪切工具沿着线材纵向方向在切分位置之后作用在关于线材轴线的对置的一侧上。因此，所述力作用在线材上的轴向偏移的位置上。所述切分位置处于其之间。在那里，在正确的方法控制的情况下在自由的线材端部上产生相当平滑的剪切面，所述剪切面垂直于线材纵轴线来定向。

所述剪切工具能够具有非切削的、面状地延展的工作面并且在切分位置的附近面状地并且材料保护地支撑在线材的轴向和径向对置的侧面上，并且在剪切工具互相相反地进给时导入力，所述力在切分位置处通过剪切引起切分结果。

优选使用具有切割边的剪切工具。换句话说，所述切割操作也能够被设计为剪切切割操作。

尤其鉴于这种上面简述的在制造Hairpins时的应用，提出一种具有剪切切割操作的拓展方案，它能够实现整个过程的简化并且能够使后续过程、比如支腿端部的修整成为多余。

在这种变型方案中，所述紧接在刻槽之后的分割通过剪切切割来进行。根据DIN8588，所述剪切切割或剪切是通过两个从彼此旁边运动而过的切削刃对材料进行的分割。在本申请的范围内，根据修改的定义而适用的是，所述材料在通过两个切削刃剪切时被分割，所述切削刃能够从彼此旁边运动而过、但是不必在任何情况下都是如此。与在咬合切割时不同，所述切削刃不是处于共同的平面中、而是处于相对于彼此略微轴向偏移的平面中。对于相对软的材料、像比如铜来说，所述切削刃通常必须从彼此旁边运动而过，以便实现切分。对于更硬的、更脆的材料、像比如弹簧钢来说，可能的是，在所述切削刃碰到彼此之前材料断裂并且因此所述切分得到完成。然后能够停止进给。

为了进行剪切切割，所述剪切工具类似于剪刀那样配备有切割边，所述切割边在剪切过程中在相对于彼此偏移的平面中互相相反地运动并且必要时从彼此旁边运动而过。在此，所述材料由于剪切力而被剪断。在此，所述切削刃平行于处于其之间的切割面来运动，在所述切削刃之间存在窄的剪切间隙。所述切割平面定位在切分位置处。通过剪切切割能够实现的是，被分开的线材的端面在切分位置处基本上处于一个垂直于线材纵轴线的平面中。所述线材的端部区段能够具有棱台的形状。平的、宏观上平坦的端面尤其在以下情况中能够是有利的，在所述情况中所述线材在后续的加工步骤中应该例如通过焊接与其他组件面状地对接连接。

由此，尤其提供一种切分方法，在该切分方法中产生经过倒棱的线材端部以便容易地接合到定子叠片组中并且此外在线材端部上保留直的表面，该表面对于过程可靠的焊接来说是必需的。由此能够放弃后续过程“对Hairpin端部进行再切割”，这降低了在定子制造中的制造成本。

作为用于剪切操作、尤其是剪切切割操作的准备，已经证实为有利的是，所述线材事先在四个彼此成对地对置的侧面上被刻槽。对于具有矩形横截面的线材来说，所述槽口优选处于所有基本平坦的侧面上。为此，相应的实施方式的刻槽机构如此被配置，从而在设置在剪切操作之前的刻槽操作中所述线材首先在两个沿着第一方向对置的侧面上被刻槽并且此后在两个沿着第二方向对置的侧面上被刻槽，其中所述第一和第二方向彼此垂直地伸展。

对于刻槽操作和分割操作来说，能够使用不同的专门为相应的操作设计的工具。然而，这不是强制性的。在一些实施方式中，在线材的对置侧上为刻槽操作和切割操作分别使用一个组合工具，所述组合工具（至少）具有所集成的刻槽工具和所集成的切分工具，所述组合工具在时间上先后成对同步地沿着两个相互垂直的方向进给。在此，所述刻槽功能和切分功能（例如通过咬合切割或通过剪切切割）被集成在一个唯一的工具中。所述线材加工机的承载工具的组件而后必须具有所需要的运动自由度，所述运动自由度允许沿着正交的进给方向的进给。

一个组合工具例如能够被设计用于步骤顺序刻槽-咬合切割。另一个组合工具能够被设计用于步骤顺序刻槽-刻槽-剪切切割。

此外，在通过剪切、尤其通过剪切切割来产生分割结果的变型方案中，能够类似于通过咬合切割来进行分割的变型方案而选择许多伴随的特征和措施。这尤其包括一个唯一的用于工具的不同工作运动的驱动装置的使用和/或运送抓手的使用和/或刻槽深度、刻槽角度的优选的尺寸和/或在切分操作的步骤的期间线材的静止。

附图说明

本发明的其它优点和方面由权利要求并且由以下对于本发明的优选的实施例的描述来得出，下面借助于附图对所述优选的实施例进行解释。其中：

图1示出了按照一种实施例的作为棒成型机来设计的线材加工机的侧视图；

图2示出了布置在切分装置后面的运送装置，该运送装置用于将所分开的线材棒单独地继续运送或者转交给布置在后面的继续加工机；

图3示出了具有图1中的切分装置的组件的等距视图；

图4示出了图1的切分装置在以下平面（切分平面）中的垂直剖面，所述刻槽工具和所述切割机构的楔形切削刃在所述平面中起作用；

图5示出了所述切割机构的组件的局部视图；

图6示意性地示出了刻槽操作；

图7示意性示出了紧接在图6的刻槽操作之后的切割操作；

图8示出了呈具有两级的切分装置的弯曲机的形式的线材加工机的另一种实施例的侧视图；

图9以等距视图示出了图8的弯曲机；

图10示出了图9中的视图的放大的细节；

图11A示出了在借助于咬合切割进行单级的切分之后扁线材的所产生的线材端部的从宽侧看的（上分图）和从窄侧看的视图（下分图）（左边是FEM模拟，镜像右边是摄影图像）；

图11B与图11A相类似地示出了按照本发明的一种实施方式在两级切分（刻槽和随后的咬分切割）之后扁线材的所产生的线材端部的视图；

图12示意性地示出了具有凸轮盘的作为替代的驱动方案；

图13A、13B示意性地示出了两个工具，所述工具分别具有两个彼此成角度地定向的楔形切削刃，其中所述工具不仅用作刻槽工具而且用作切割工具；

图14A、14B、14C和14D示意性地示出了一种具有步骤顺序刻槽-刻槽-剪断的方法变型方案，其中对所有子步骤来说在线材的对置侧上分别使用组合工具，所述组合工具具有三个不同地构造的功能区段来用于功能（i）沿着第一方向的刻槽、（ii）沿着垂直于第一方向的第二方向的刻槽和（iii）剪切切割。

具体实施方式

图1示出了按照一种实施例的在总体上作为棒成型机来设计的线材加工机100的侧视图。所述线材加工机被设立用于制造呈笔直的线材棒的形式的成型的成形件。所述线材加工机具有用小写字母x、y和z表示的拥有垂直的z轴和水平的x和y轴的直角机床坐标系MK。在所示出的实例中，x轴平行于线材材料穿过的穿过方向进行伸展。与机床坐标系的坐标轴不同的是受调节地被驱动的机器轴，所述机器轴通常用大写字母（例如A轴等）来表示。所述线材加工机的控制单元110控制并且协调所有机器轴的工作运动。

所述线材形的原材料W以被卷绕的材料储备（线圈）的形式存在，该材料储备在本实例中被卷绕在卷取机105上。所述原材料以电绝缘的扁材的形式存在，该扁材具有导电的基材，该基材被电绝缘的绝缘层包裹。概念“扁材”在这里通常表示以下工件，所述工件的导电的基材具有成对地彼此平行地定向的侧面。所述基材例如能够具有矩形横截面，该矩形横截面具有相对锐利的或稍微或完全经过倒圆的和/或设有倒棱的棱边。具有矩形横截面的、呈绝缘的铜线或铝线的形式的扁材例如能够用于制造用于电马达的线圈元件或用于制造汇流排。

在离开卷取机105之后，所述扁材或多或少地与穿过轴线155同轴地进入到布置在后面的结构组合件中。该结构组合件以这个顺序沿着工件的穿过轴线155包括矫直装置120、长度测量装置130、剥线装置200、布置在所述剥线装置后面的刷子装置160、布置在所述刷子装置后面的拉入装置140和布置在拉入装置后面的切分装置300。

所述矫直装置120具有两个先后布置的带有矫直辊的矫直机件，所述矫直辊先后沿着两个彼此垂直的方向对穿过的工件进行加工并且由此对其进行矫直。

所述可选的长度测量装置130具有测量轮和对置的工作轮并且允许精确地测量被输送到后续单元的工件长度。

所述所集成的剥线装置200用于在将成形件从所输送的扁材上分开之前对被绝缘的扁材的区段进行剥线。所述铣削装置200包括两个在轴向上相对于彼此偏移地布置的子单元，也就是紧挨着布置在长度测量装置130后面的第一子单元200-1和以轴向间距布置在所述第一子单元后面的第二子单元200-2。每个子单元被设计用于：在铣削操作中借助于周边铣削来同时给扁材的两个彼此对置的侧面剥线。每个子单元具有两个铣削单元，其铣削主轴彼此轴向平行地且轴向错开地如此布置，使得所述铣削主轴的旋转轴线相对于彼此平行地错开并且被接纳在铣削主轴中的铣削工具能够围绕彼此平行错开的旋转轴线旋转。对于所述第一子单元200-1来说，所述两个铣削单元的旋转轴线竖直地、也就是平行于机床坐标系的z方向地定向，从而能够同时给所述扁材的在水平面中对置的侧面剥线。对于接下来的第二子单元200-2来说，所述铣削单元的旋转轴线水平地、也就是平行于机床坐标系的y轴地定向，以便同时给穿过的扁材的竖直地上下叠置的上侧面和下侧面剥线。因此，所述以一定间距先后布置的子单元的铣削单元以相对于彼此偏移90°的方式来安装。

在其它实施方式中，所述剥线装置根据其他原理、例如借助于激光加工或者借助于具有笔直的切割边的刀具的剥皮操作来工作，所述切割边在刀具的工作位置中如此布置在基材的有待露出的侧面的附近，使得所述绝缘层的被刀具抓住的部分在扁材相对于刀具移动时被从基材上去除（参见DE 10 2017 200 745 A1）。

例如如果所述有待加工的原材料是裸的、即未被绝缘层包裹，那也能够取消剥线装置。这必要时同样适用于刷子装置160。

进给运动借助于所述布置在剥线装置120后面的拉入装置140来产生，所述拉入装置将工件以通过控制装置能预先给定的拉入轮廓牵拉穿过布置在前面的装置并且输送给布置在后面的切分装置300。在此，沿着拉入方向（x方向）的进给力通过所述拉入装置的拉入辊或拉入带与扁材之间的摩擦来产生。作为替代方案，例如能够设置有钳拉入。

所述切分装置300紧挨着布置在所述拉入装置140后面，在所述剥线装置120的内部没有进行所述扁材的弯曲成型，使得所述切分装置将具有能预先给定的长度的笔直的成形件、即线材棒从所输送的被剥线的扁材上分开。下面将详细描述所述切分装置及其变型方案。

在从所输送的线材材料上分开之后，所述线材棒例如能够被收集在未示出的收集装置中并且被输送给继续加工过程。在本实施例中，在所述切分装置300的后面布置有运送装置400，该运送装置在图2中示意性地示出。该运送装置用于将所分开的线材棒单独地继续运送或者转交至布置在后面的继续加工机并且在这里也被称为“棒转交装置”或简称为“棒转交”。所述运送装置400具有由托架405承载的水平的线性导引机构410，在该线性导引机构上运送抓手420以能直线运动的方式得到导引。所述运送抓手的抓取机构被安装在配备有伺服马达的滑块430上，该滑块430能够沿着线性导引机构410移动。

在图2中，在切分操作开始之前，所述悬挂地布置的运送抓手从上方抓住有待分开的线材棒W1、在切分操作的期间将其保持在水平定向上并且在切分操作结束之后在所述运送抓手为了抓住新的线材棒而水平地移回到切分装置的后面之前将所分开的线材棒向左运送以便进行转交。

在所示出的配置中，所述运送抓手420在切分操作的期间以降低力和力矩的方式被接通，使得所述运送抓手420能够在切分的期间水平浮动地跟随有待分开的线材区段的可能的长度补偿运动。

下面借助于图3至5来详细解释所述切分装置300的构造和功能。图3示出了所述切分装置300的组件的等距视图，图4示出了所述切分装置300的在以下平面（切分平面）中的垂直剖面，在所述平面中所述刻槽工具和所述切割机构的楔形切削刃起作用，并且图5示出了所述切割机构的组件的局部视图。

所述切分装置300用于在切分位置处将具有预先给定的线材长度的成形件从所输送的线材材料上分开，能够为所述切分而预先给定所述切分位置。概念“切分位置”描述了沿着线材的所限定的位置、即沿着线材的特定的部位。所述切分装置300包括刻槽机构320以及呈切割机构340的形式的能够与所述刻槽机构协调地操纵的分割机构，其中在图4中示出了所述刻槽机构320中的一些组件，并且所述切割机构340的组件在图5中再次单独示出。

所述切分装置300的这些组件在其总体上沿着水平方向平行于线材的穿过轴线155浮动地得到支承。为此，这些组件被安装在底板310上，该底板以能线性移动的方式在呈滚子循环导引件的形式的线性导引件312上得到导引。在朝向矫直单元140的一侧上安装有伺服马达314，该伺服马达能够使被铰接在底板上的拉杆轴向运动。因此，所述切分装置300能够作为整体在进行向前的浮动运动之后以马达驱动的方式被收回。所述伺服马达也能够用于：在切分过程的期间，如果浮动支承不足以能够平衡沿着纵向方向的合力，则使所述切分装置主动地运动。所述伺服马达由此也能够用于使整个切分装置300沿着x方向（平行于穿过轴线155）进行轴向定位。

在图4中在垂直剖面中可以看出所述刻槽机构320的组件，该刻槽机构320如此构造，从而能够在所期望的切分位置处借助于用刻槽工具325-1、325-2从两个彼此对置的侧面进行的刻槽操作通过成型、也就是在没有切除材料的情况下对线材材料进行刻槽。在此，如此控制所述刻槽操作，从而在对置的槽口之间的切分位置处保留逐渐变细的线材横截面。为此，所述刻槽工具能够反向平行地沿着垂直的第一方向（平行于z轴）与穿过轴线155对称地协调地进给。为此，所述刻槽机构具有伺服马达式的驱动装置322，该伺服马达式的驱动装置322通过传动机构323旋转地驱动用水平轴来支承的曲轴324。第一连杆326-1和第二连杆326-2在曲轴的相应的偏心区段处可转动地被支承在所述曲轴上。所述第一连杆被联接到第一滑动件327-1上，该第一滑动件327-1能够借助于曲轴通过所述连杆沿着竖直的第一方向线性地向上和向下移动。在所述第一滑动件327-1的面向工件的端侧上存在用于所述第一刻槽工具325-1的接纳部，该第一刻槽工具与此相对应地从上方挤入到工件中。所述第二连杆326-2驱动L形地构造的第二滑动件327-2，该第二滑动件也能够平行于第一方向向上和向下移动并且在其前面的端部处具有用于第二刻槽工具325-2的工具接纳部。因此，所述两个刻槽工具能够通过伺服驱动装置322同时沿着互相相反的方向朝向工件或离开工件而进给。所述连杆或者滑动件的行程在此如此被调节，使得所述刻槽工具在工件中产生槽口，而在切分位置处没有完全切断所述工件。相反，在对置侧面上分别保留槽口，在槽口之间留下由具有逐渐变细的线材横截面的线材材料构成的“接片”。

作为分割机构起作用的切割机构340类似地构造。该切割机构包括呈伺服马达的形式的切割驱动装置342，其通过传动机构驱动着用水平轴来支承的曲轴，所述曲轴通过两根连杆同步地以互相相反的进给方向驱动着能水平地线性移动的第一滑动件347-1和能与其平行地线性移动的第二滑动件347-2。所述滑动件分别在其端部上拥有工具接纳部，在所述工具接纳部中安置了具有楔形切削刃的第一切割工具345-1并且在对置的情况下在第二滑动件上安置了具有楔形切削刃的第二切割工具345-2。通过对于所述驱动装置342的操控，所述两个楔形切削刃为了实施切割操作而能够相对于彼此与穿过轴线155对称地平行于第二方向（y方向）彼此相向或彼此远离地运动。借助于具有楔形切削刃的切割工具，能够在切分位置处的逐渐变细的线材横截面的区域中通过咬合切割对被刻槽的线材材料进行切分，方法是：使所述楔形切削刃在切割操作中相对于彼此如此朝彼此运动，直至所述线材材料在切分位置处被切断。

所述刻槽工具的朝向工件（线材）的起作用的切削刃以及所述切割工具的楔形切削刃的切割边缘布置在同一个垂直于穿过方向定向的平面（切分平面，图4中的图纸平面）中。所述刻槽工具和切割工具的工作运动借助于配属于其的驱动装置322、342通过线材加工机的控制装置110来协调，使得所述刻槽工具只有在所述切割工具向外返回到其缩回位置中时才能嵌入到工件中，从而排除了刻槽工具与切割工具之间的碰撞。而后为进行切割操作，在所述切割工具在逐渐变细的线材横截面的区域中通过咬合切割切断工件的线材之前，使所述刻槽工具离开工件运动到其缩回的位置中。

在图6和7中示意性地示出了所述刻槽操作（图6）和切割操作（图7）。在所述刻槽操作中（图6），使用呈具有锐利的或稍微经过倒圆的尖端区域的屋顶形的刻槽楔的形式的刻槽工具325-1、325-2。所述楔形面之间的楔角KWK是一个钝角并且在本实例情况中大约大于100°、例如120°。所述刻槽操作是没有任何材料切除的纯粹的成型操作。在所述刻槽工具反向平行地挤入到线材材料中时，材料基本上沿着线材的纵向方向被排挤，而没有进行材料切除。然而，这种沿着轴向方向的材料排挤不会导致线材材料的弯曲，因为所述切分装置300浮动地得到支承并且能够执行轴向的补偿运动。在槽口之间的区域中保留一个逐渐变细的线材区段WD，在该逐渐变细的线材区段中由于刻槽操作所述线材材料相对于未变形的线材材料被强化。

在缩回所述刻槽工具之后，使所述切割工具345-1、345-2朝已经被刻槽的材料的方向、即在对置的槽口KB处平行于第二方向、即正交于刻槽工具的作用方向同步进给。图7示出了一种情况，在这种情况中所述切割工具的彼此面对的、处于一个平面中的切割边以如此方式相互接触或者几乎接触，使得所述线材材料通过在处于切分平面中的切分位置TP处进行的咬合切割而被切断。可以看出，所述咬合切割在已经被刻槽的材料的区域内在切分位置处在线材材料通过前置的刻槽操作已经剧烈强化的地方进行。这在切割操作中引起非常平滑的且大致限定的断裂面。

此外，所述刻槽工具的楔形面和切割工具的楔形面负责在所产生的成形件的线材端部上分别产生呈倾斜的、或多或少梯形的平面的形式的明确限定的倒棱。在一些变型方案中，所述切割工具的楔形面之间的楔角KWS对应于所述刻槽工具的楔角KWK，使得不仅所述扁材的宽侧上的斜面（在本实例情况中所述斜面通过刻槽工具来构造）而且所述在扁材的窄侧上的倒棱或者平面（在本实例情况中所述倒棱或者平面通过切割工具来构造）都相对于所述侧面的原始定向以相同的角度来调整。也可能的是，所述切割工具和刻槽工具的楔角彼此不同。

与所示出的结构有差别的是，刻槽机构与切割机构的相对布置也能够相反，从而例如图4示出了切割机构的组件（用于竖直的切割）并且图5示出了刻槽机构的组件（用于水平的刻槽）。

借助于图8至10来解释具有两级的切分装置（刻槽和咬合切割）的线材加工机的另一种实施例。所述线材加工机800是用于制造成型的弯曲件、即成型的成形件的弯曲机800，所述弯曲件在线材端部之间具有一个或多个弯曲部。在本实例情况中，所述弯曲机800如此被构造且被编程，使得由此成型的、呈U形弯曲的线圈元件、所谓的Hairpins（束发夹）的形式的弯曲件FT能够被弯曲，以便构造电马达（参见图10）。

所述弯曲机具有一个拥有竖直前壁810的机架，在所述前壁中安装有线材导引部820，该线材导引部820沿着穿过轴线855导引所输送的线材。在机器前壁810之后的被封装的区域中尤其存在矫直单元和拉入装置，用它使得所述线材被从连续储备中抽出并且在经过矫直后被向前推移穿过线材导引部820。所述线材导引部和与其抗扭转地耦合的、布置在前面的装置（拉入装置和矫直单元）能够受控地围绕着穿过轴线855旋转。切分装置900的组件布置在线材导引部的后面的竖直平面中。在所述切分装置的背离机器壁的出口侧上存在这里未详细示出的弯曲单元850，该弯曲单元具有一个或多个弯曲工具，所述弯曲工具用于在线材材料中产生所规定的弯曲部。在制造过程的期间，将所述线材材料朝弯曲单元850的方向向前输送并且在那里在一个或多个彼此错开的弯曲平面中将其一次或多次弯曲，以便获得成形件的所期望的弯曲几何形状。此后借助于切分装置900将制成的成形件从输送的线材储备上分开。

所述切分装置900作为整体平行于机床坐标系的x方向或平行于穿过轴线855浮动地得到支承，以便在需要时在刻槽和切割操作的期间在制成的成形件上允许长度伸展的补偿运动。也能够连接伺服马达，该伺服马达（类似于图2的伺服马达314）能够用于使所述切分装置900在切分过程的期间主动地平行于穿过轴线855来运动，如果所述浮动的支承不足以用于能够补偿沿着纵向方向的合力的话。

所述切分装置900包括刻槽机构920和切割机构940，它们合计形成具有四个子单元的十字形布置结构。所述刻槽机构920包括以能线性移动的方式得到支承的第一滑动件927-1，该第一滑动件能够借助于用法兰连接的伺服驱动装置通过中间连接的、具有滚珠丝杠传动装置的传动机构沿着第一方向径向于材料的穿过轴线855前后移动。在所述滑动件的朝向工具的端部上存在用于接纳第一刻槽工具925-1的工具接纳部。在径向对置的情况下安装了第二滑动件927-2，其能够通过自身的伺服驱动装置使第二刻槽工具925-2反向平行于第一刻槽工具朝工件的方向或朝相反方向（平行于第一方向）进给。所述第一方向在垂直于穿过轴线的y-z平面中相对于y和z方向倾斜了45°。

所述切割机构940的两个子单元以相对于刻槽机构的相应的单元在周缘上偏移90°的方式来布置。在此，所述切割机构的第一滑动件947-1携带一个带有楔形切削刃的第一切割工具945-1，并且在对置的情况下第二滑动件947-2携带所述带有楔形切削刃的第二切割工具945-2。在图10中可以特别清楚地看出所述工具的布置。

所述滑动件分别被安装在板状的支座上，这些支座不仅能够平行于z方向而且能够平行于y方向移动，使得所述由滑动件携带的工具和所述工具的工作方向能够与相应的工件几何形状相协调。

在这种实施方式中，为每个工具（所述两个刻槽工具中的每一个和所述两个切割工具中的每一个）设置一个自己的伺服驱动装置。所述伺服驱动装置通过线材加工机的控制单元来如此协调，从而在同一个平面（切分平面）中在所述线材的切分位置所在的地方首先使所述刻槽工具反向平行地进给，以便产生对置的槽口，此后将所述刻槽工具径向地拉回，并且此后沿着垂直于第一方向的第二方向使所述具有楔形切削刃的切割工具径向地如此向里进给，直至所述线材材料通过咬合切割在逐渐变细的线材接片的区域中被切断。

与图8中的图示有差别的是，也存在以下实施例，在所述实施例中所述切分装置的组件和所述弯曲单元的用于产生弯曲部的组件处于共同的平面中。弯曲单元的滑动件和工具例如能够分别沿着圆周方向处于图9中的刻槽机构920和切割机构940的、以45°的角度相对于水平线倾斜的单元之间。它们能够形成具有水平和竖直定向的单元的十字形布置结构。

在许多试验中已经表明，在制造成型的成形件时，通过成型以及随后借助于咬合切割在逐渐变细的线材区段中进行的切断所实施的两级的切分操作连同先行的刻槽引起在几何形状方面非常良好地限定的线材端部。为了进行图解而实施了比较试验，在所述比较试验中一方面在按本发明的两级方法中实施了切断，并且另一方面为了进行比较在没有事先的刻槽的情况下实施了一次性的咬合切割操作。

为了进行解释，图11A示出了具有矩形横截面的扁线线材的线材端部的、一方面从宽侧看的（上分图）和另一方面从窄侧看的（下分图）的视图。在左侧分别示出了有限元（FEM）模拟的结果，在右侧与其镜像地示出了根据实验的线材端部的摄影图像。实施了大量的试验。由于模拟与试验之间的良好的一致性，所以认为所述结果是有代表性的和重要的。

在无前置的刻槽的咬合切割操作中（图11A），当在材料的对置的宽侧上产生刻槽时，在窄侧上产生呈材料的向外指向的隆起WB的形式的明显的横截面加宽部。在这个区域内，材料通过材料排挤被向外排挤超过原始的未被加工的线材材料的包络轮廓。除此之外，所产生的几何形状对应于所期望的几何形状，该几何形状在线材端部的宽侧上具有基本上平坦的、斜置的倒棱。

相比之下，图11B示出了在实施切割操作连同前置的刻槽操作时的结果。如从下面的两张分图中可以看到的那样，在线材材料的窄侧上也产生呈略微向内拱曲的、在其他方面或多或少平坦的倒棱FS的形式的明显的横截面逐渐变细部。通过这种方式产生的线材端部因此不仅在宽侧上而且在窄侧上都设有向内指向的倒棱FS，从而在端部区域中没有材料伸出超过原材料的包络轮廓。

上面所示出的实施例的驱动方案仅仅是示范性的。也存在其他用于操纵刻槽工具和切割工具的可行方案。

示意性的图12示范性地示出了驱动方案的组件，该驱动方案用用于刻槽工具和切割工具的唯一的驱动装置可以够用。未示出的驱动装置驱动着凸轮盘1210，该凸轮盘借助于驱动装置能够围绕着与穿过轴线155平行地或同轴地伸展的旋转轴线转动。所述凸轮盘配设有凸轮轨道，所述凸轮轨道在本实例情况中以环绕的槽1212的形式被引入或者也能够处于凸轮盘的外侧面或内侧面上。通过滚子1214来获取凸轮轨道的走向，在本实例情况中所述滚子1214被安置在能竖直移动的第一滑动件1227-1、1227-2和能水平移动的第二滑动件1047-1、1047-2上。与在第一种实施例中相类似，所述以能够径向于穿过轴线155线性移动的方式得到导引的滑动件在其朝向工件的内侧面上拥有用于刻槽工具或者切割工具的工具接纳部。

滑动件运动的复位能够根据结构形式要么强制地通过槽1212的几何形状要么通过弹簧的复位力来进行，所述弹簧将滚子或者与滚子耦合的元件压紧到凸轮轨道上。在这种方案中，不仅所述垂直的刻槽运动而且所述水平的切割运动都是用唯一的凸轮盘1210来控制。所述凸轮盘能够被更换，以便实现其他的运动特征。通过凸轮几何形状能够产生非常高的力，这对于成型过程来说首先在刻槽时、但是也在咬合切割时是有利的。在本实例情况中，所述凸轮盘不是无限制地回转，而是在最大90°的范围内可逆地运动（参见双箭头）。槽口深度的调节通过所述凸轮盘的旋转角来进行。90°的最大的回转范围的用尽程度越大，则所述槽口就分别被冲压得越深。所述凸轮盘的方案是一种紧凑的解决方案，在该解决方案中能够在小的空间上实现两种运动（用于刻槽工具和切割工具）。在使用具有不同斜率的凸轮时产生良好的且可变的力传动比。

以下实施方式也是可能的，在所述实施方式中仅仅设置了两个具有楔形工具的伺服驱动装置，它们不仅用于刻槽而且用于切割。为此，例如能够在刻槽与切割之间将线材旋转90°。

也能够如此构造或者设计所述楔形工具，从而通过沿着z和y方向的相应的移动在所述线材W上一方面能够进行刻槽操作并且另一方面在同一平面中能够沿着与其垂直的方向进行切割操作。图13A为此示出了用两个分别在自由端部上为三角形的工具1330-1、1330-2进行的刻槽操作，这两个工具分别具有两个相对于彼此以90°伸展的、分别楔形的切削刃。在所述在横截面中为矩形的线材的、两个沿着y方向彼此对置的平坦的侧面上陶制槽口。图13B示出了用相同的、在自由端部处为三角形的工具进行的切割操作，其中现在使用错开90°地伸展的楔形切削刃。用于切割操作的进给方向平行于z方向来伸展。因此，所述工具不仅作为刻槽工具起作用而且作为切割工具起作用。它们具有用于每种操作的楔形切削刃，其中这些切削刃的切割边相互垂直地伸展。

本实施例的切分装置具有刻槽机构和在时间上能够在该刻槽机构之后操纵的切割机构，它们共享相同的组件，因而所述刻槽机构也被用作切割机构。因此，所述刻槽机构和切割机构不一定是彼此分开的装置，它们能够被集成。

图13中的工具1330-1、1330-2是用于组合工具的实例，所述组合工具具有所集成的刻槽工具和所集成的咬合切割工具，它们具有正交于彼此伸展的切割边。在图13A中，所述刻槽工具与工件同步嵌入，在图13B中所述切割工具与对称楔形的切削刃进行。

借助于图14A至14D描述另一种过程变型方案，其中使用其它组合工具1430-1、1430-2。在所述组合工具中集成了具有彼此正交的楔子的第一刻槽工具1425-1和第二刻槽工具1425-2以及作为剪刀来设计的切割工具1435-1。

在所述过程中，呈具有矩形横截面的线材的形式的工件W在切分位置处被分割或者被切分。为此，首先同时在沿着y方向对置的平坦的侧面上对所述线材W进行刻槽（图14A）。此后，在相同的轴向位置处用相同的组合工具1430-1、1430-2在沿着z方向对置的平坦的侧面上对所述线材进行刻槽（图14B）。因此，在两级的刻槽操作中（或者借助于两次刻槽操作）在所有四个侧面上对所述工件进行刻槽，从而在那里存在V形槽口。在图14C中以虚线示出的槽口底部KG在切分位置处限制了逐渐变细的线材横截面。

在全面的刻槽之后，在剪切切割操作中、即通过剪切切割在切分位置处完全切断所述线材。为此，在所述组合工具1430-1、1430-2上分别集成有为剪切切割而构造的切割工具1435-1、1435-2，其中一个切割工具、例如切割工具1435-1用作切割机构的上刀并且另一个切割工具、例如切割工具1435-2用作切割机构的下刀。所述切割工具1435-1、1435-2也能够被称为剪切工具或剪刀。

在图14D的侧视图中，可以清楚地看到所述切割工具（剪切切割工具）的构造。每个切割工具1435-1、1435-2都具有切割边1436-1、1436-2，当所述工具被固定在所属的机器轴的工具保持件上并且正确地被调整时，所述切割边直线地平行于y方向来伸展。所述切割边被构造在不对称的切割楔上，该不对称的切割楔的处于切分位置附近的限界面（自由表面）1437-1、1437-2几乎平行于z-y平面来定向，而另一限界面（压力面）1438-1、1438-2与前述限界面1437-1、1437-2在切割边1436-1、1436-1处围成小于90°的楔角KW并且因此相对于y方向和z方向倾斜地伸展。所述楔角KW是所述已经实施了前面的刻槽步骤的刻槽工具的楔角KWK的大约一半大。

为了实施剪切切割操作，所述线材W静止不动、即未被向前推移。所述组合工具借助于所分配的机器轴来如此移动，使得所述切割边1436-1、1436-2基本上处于静止的线材的切分位置和切分平面中。

为此，以前面的最后一次刻槽操作为出发点，需要两个切割工具的平行于z轴的轴向运动和所述两个切割工具的平行于x方向的互相相反的运动。在所述切割楔的配属于切分位置TP的自由面之间大多存在窄的切割缝隙，其尺寸例如能够处于百分之一或百分之几毫米的范围内。

以在图14D中所示出的相对位置为出发点，所述剪切切割工具而后平行于z方向沿着互相相反的方向同步进给（箭头）。在此，所述切割边1436-1、1436-2首先或多或少地同时（在理想情况下同时）与所面对的槽口的底部接触并且而后进一步推移到线材材料的内部。在切割楔进一步挤入时，所述楔面1436-1、1436-2作为压力面起作用，所述压力面沿着相反的方向将材料从切分位置向外挤出。在切割阶段中，所述切割边1436-1、1436-2相对于线材纵轴线（线材中心）MA对称地彼此越来越靠近，直至处于中间的线材横截面非常薄并且所述材料在断裂阶段中在超过最大剪切应力时断裂。如果在所述切割边碰到彼此之前所述线材被切断，则能够停止所述互相相反的进给。例如对于相当硬的或者脆的材料、像例如弹簧钢来说可能就是这种情况。也可能的是，所述切割边在剪切切割操作的结束阶段中从彼此旁边经过。经常在剪切切割铜或其它相对软的金属时就是这种情况。

借助于剪切切割操作，在正确地设定过程参数的情况下能够在所分开的线材端部上产生端面，所述端面在宏观上是平坦的并且垂直于线材纵轴线地定向。所述线材的端部区段而后具有一个带有平的端面的、矩形的棱台的造型并且特别适合于例如借助于焊接过程进行的大面积的接触。

图14中的实例的完整的无屑的切分操作因此由三个步骤组成，所述步骤能够描述如下。

第一步骤：两把直角地相对于线材隔开地布置的楔形刀对称地朝线材中心的方向运动。这种运动在工具的所限定的进给之后停止并且由此“仅仅”材料被排挤并且没有进行切割/切分操作。在这个步骤之后，所述材料在两侧被刻槽。

第二步骤：另外两把直角地相对于线材隔开地布置的楔形刀（但是其相对于其他两把楔形刀正交地布置）同样对称地朝线材中心的方向运动。这种运动同样在工具的所限定的进给之后停止并且由此“仅仅”材料被排挤并且没有进行切割/切分操作。在这个步骤之后，所述材料在四侧被刻槽。

第三步骤：两把直角地相对于线材隔开地布置的剪刀对称地朝线材中心的方向运动。两把刀的切削刃一直朝向线材中心的方向运动，直至所述线材被剪断。

所述用于四侧刻槽和随后借助于剪切切割进行的切分的三个步骤应当在一个平面中进行。对于矩形的材料来说，线材端部在切割之后具有棱台的形状。

这里所描述的类型的过程例如能够用于铜构件、比如Hairpins、汇流排、接触销等中的线材端部的几何成形。因此，链节的刻槽和切割也是可能的。

Claims (28)

1.用于由线材来制造成型的成形件的方法，其中：

将线材（W）从线材储存装置中拉入并且输送给线材加工机（100、800），

在所述线材加工机（100、800）中对所述线材进行矫直，并且将具有能预先给定的线材长度的成形件从经过矫直的线材上分开，其中为了将成形件从所输送的线材上分开，

首先在为所述分开而设置的切分位置（TP）处在至少一次刻槽操作中从两个彼此对置的侧面借助于刻槽工具（325-1、325-2、925-1、925-2、1330-1、1330-2、1425-1、1425-2）如此对所述线材（W）进行刻槽，从而在切分位置处在彼此对置的槽口（KB）之间留下逐渐变细的线材横截面；并且

此后在分割操作中在所述切分位置（TP）处在所述逐渐变细的线材横截面的区域中对所述被刻槽的线材进行切分，方法是：两个分割工具（345-1、345-2、945-1、945-2、1330-1、1330-2、1435-1、1435-2）作用在所述线材的对置侧上并且沿着垂直于线材轴线的互相相反的进给方向同步进给，直到所述线材材料在所述切分位置（TP）处被切断。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，作为成型操作来执行所述刻槽操作，其中所述槽口仅仅通过材料成型在没有切除材料的情况下产生。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，如此控制所述刻槽工具（325-1、325-2、925-1、925-2、1330-1、1330-2、1425-1、1425-2）的进给运动，使得所述刻槽工具（325-1、325-2、925-1、925-2、1330-1、1330-2、1425-1、1425-2）沿着垂直于线材轴线的互相相反的进给方向同步进给，并且/或者所述刻槽工具的挤入深度为未被刻槽的线材的沿着第一方向的伸展度的至少10%、尤其是处于该伸展度的20%至50%的范围内，并且/或者在该逐渐变细的线材区段中垂直于线材纵向方向留有剩余宽度，所述剩余宽度处于沿着第一方向的原始直径的90%或更小的、尤其是50%至80%的范围内。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述刻槽操作结束之后通过在切分位置（TP）处的切割操作、尤其是通过咬合切割或剪切切割来切分所述线材（W）。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在切割操作中通过咬合切割在所述切分位置（TP）处切分所述线材，方法是：将所述线材保持在两个作为切割工具（345-1、345-2、945-1、945-2、1330-1、1330-2）来构成的具有楔形切削刃的切分工具之间，并且使所述楔形切削刃相对于彼此朝向彼此运动，直到所述线材材料在所述切分位置（TP）处被切断，其中在所述楔形切削刃处构造的切割边处于共同的平面中。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述刻槽工具（325-1、325-2、925-1、925-2、1330-1、1330-2）沿着第一方向彼此对置并且平行于所述第一方向进给，具有楔形切削刃的切割工具沿着第二方向彼此对置并且平行于所述第二方向进给，并且所述第一和第二方向彼此垂直地伸展。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述分割操作被设计为剪切操作，其中在所述切分位置（TP）处通过剪切对所述线材进行切分，方法是：将所述线材保持在两个作成剪切切割工具（1435-1、1435-2）来构成的分割工具之间，所述分割工具作用在所述切分位置（TP）的不同的轴向侧面上并且沿着垂直于所述线材轴线的互相相反的进给方向同步运动，直至所述线材材料在所述切分位置（TP）处被切断。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述剪切操作被设计为剪切切割操作，其中在所述切分位置（TP）处通过剪切切割来切分所述线材，方法是：将所述线材保持在作为上刀片来构成的剪切切割工具与作为下刀片来构成的剪切切割工具之间，并且使所述剪切切割工具的切削刃在轴向错开的平面中彼此反向地朝向彼此、尤其也从彼此旁边运动，直至所述线材材料在所述切分位置（TP）处被切断。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，在剪切操作之前的刻槽操作中，首先在两个沿着第一方向对置的侧面上并且此后在两个沿着第二方向对置的侧面上对所述线材进行刻槽，其中所述第一和第二方向彼此垂直地伸展。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述刻槽操作与所述分割操作之间没有使所述线材沿着线材纵向方向移动，从而在同一平面（TE）中实施所述刻槽操作和所述分割操作。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对所述刻槽操作来说并且对所述分割操作来说在所述线材（W）的对置的侧面上各使用一个组合工具（1330-1、1330-2、1430-1、1430-2），所述组合工具具有至少一个所集成的刻槽工具和一个所集成的分割工具，其中使所述组合工具在时间上先后成对地同步地沿着两个彼此垂直的方向进给。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述刻槽操作和/或分割操作之前借助于运送抓手（420）来抓住有待分开的线材区段，并且在所述分割操作结束之后借助于运送抓手将所分开的成形件运送至布置在后面的工作站。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述运送抓手（420）以能平行于线材运送轴线线性移动的方式得到导引并且在所述刻槽操作的期间并且/或者在所述分割操作的期间以降低力和力矩的方式被接通，使得所述运送抓手能够在所述刻槽操作的期间并且/或者在所述分割操作的期间浮动地跟随有待分开的线材区段的长度补偿运动。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对具有矩形横截面的、尤其呈具有两个彼此平行的宽侧和两个垂直于所述宽侧定向的窄侧的扁材的形式的线材（W）进行加工。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在矫直之后将具有预先给定的长度的笔直的线材棒从经过矫直的线材上分开，或者在矫直之后并且在切分之前在经过矫直的线材中产生一个或多个弯曲部，使得所述成形件是弯曲件。

16.用于由线材（W）来制造成型的成形件的线材加工机（100、800），其包括：

用于从线材储存装置上拉入线材的拉入装置；

用于对所述线材进行矫直的矫直单元；和

用于在为了所述分开而设置的切分位置（TP）处使成形件从所述线材上分开的切分装置（300、900），

其中所述切分装置（300、900）具有刻槽机构（320、920）和在时间上能够在该刻槽机构之后操纵的分割机构（340、940），其中所述刻槽机构（320、920）被配置用于在为所述分开而设置的切分位置（TP）处在至少一次刻槽操作中从两个彼此对置的侧面借助于刻槽工具（325-1、325-2、925-1、925-2、1330-1、1330-2、1425-1、1425-2）如此对所述线材进行刻槽，从而在对置的刻槽之间的切分位置处留有逐渐变细的线材横截面，并且

所述分割机构（340、940）在调整状态下具有两个分割工具（345-1、345-2、945-1、945-2、1330-1、1330-2、1430-1、1430-2），其中所述线材（W）能够从所述两个分割工具之间穿过，其中所述分割工具能够为了实施分割操作而沿着垂直于线材轴线的互相相反的方向同步进给，其中所述分割工具如此被配置，从而在逐渐变细的线材横截面的区域中在所述切分位置处对所述被刻槽的线材进行切分，方法是：使所述分割工具（345-1、345-2、945-1、945-2、1330-1、1330-2、1435-1、1435-3）在分割操作时沿着垂直于线材轴线的互相相反的方向同步进给，直至所述线材材料在所述切分位置（TP）处被切断。

17.根据权利要求16所述的线材加工机，其特征在于，所述刻槽工具（325-1、325-2、925-1、925-2、1330-1、1330-2、1425-1、1425-2）如此被构造为成型工具，使得所述刻槽能够仅仅通过材料成型在没有材料切除的情况下产生，并且/或者所述刻槽机构被配置用于如此控制所述刻槽工具（325-1、325-2、925-1、925-2、1330-1、1330-2、1425-1、1425-2）的进给运动，使得所述刻槽工具（325-1、325-2、925-1、925-2、1330-1、1330-2、1425-1、1425-2）沿着垂直于线材轴线的互相相反的进给方向同步进给。

18. 根据权利要求16或17所述的线材加工机，其特征在于，所述分割机构被配置为切割机构并且所述分割工具被设计为切割工具。

19.根据权利要求18所述的线材加工机，其特征在于，所述切割机构以咬合切割机构的形式来设计，所述咬合切割机构在调整状态下具有两个带有楔形切削刃的切割工具（345-1、345-2、945-1、945-2、1330-1、1330-2），所述线材（W）能够从所述两个切割工具之间穿过，其中所述楔形切削刃为了实施切割操作而能够相对于彼此朝向彼此运动，其中所述切割机构如此被配置，从而

在逐渐变细的线材横截面的区域内在所述切分位置（TP）处通过咬合切割对所述被刻槽的线材进行切分，方法是：使所述切割工具（345-1、345-2、945-1、945-2、1330-1、1330-2）的楔形切削刃在所述切割操作中在共同的平面中相对于彼此朝向彼此运动，直至所述线材材料在所述切分位置（TP）处被切断。

20.根据权利要求18或19所述的线材加工机，其特征在于，所述刻槽工具（325-1、325-2、925-1、925-2）沿着第一方向彼此对置地布置或者能够布置并且能够平行于所述第一方向进给，具有楔形切削刃的切割工具（345-1、345-2、945-1、945-2）沿着第二方向彼此对置地布置或能够设置并且能够平行于所述第二方向进给，并且所述第一和第二方向彼此垂直地伸展。

21.根据权利要求16至18中任一项所述的线材加工机，其特征在于，所述分割机构被设计为剪切机构，所述剪切机构如此被配置，从而在所述切分位置（TP）处通过剪切对所述线材进行切分，方法是：将所述线材保持在两个作为剪切工具（1435-1、1435-2）来构成的分割工具之间，所述分割工具作用在所述切分位置（TP）的不同的轴向侧面上并且能够沿着垂直于线材轴线的互相相反的进给方向同步运动，直至所述线材材料在所述切分位置（TP）处被切断。

22.根据权利要求21所述的线材加工机，其特征在于，所述刻槽机构如此被配置，从而在所述剪切操作之前的刻槽操作中首先在两个沿着第一方向对置的侧面上并且此后在两个沿着第二方向对置的侧面上对所述线材进行刻槽，其中所述第一方向和第二方向彼此垂直地伸展。

23.根据权利要求16至22中任一项所述的线材加工机，其特征在于，所述切分装置在所述线材的对置侧上分别具有组合工具（1330-2、1330-2、1430-1、1430-2），所述组合工具具有至少一个所集成的刻槽工具和一个所集成的切分工具，其中所述线材加工机的机器轴线如此被配置，使得所述组合工具能够在时间上先后成对地同步地沿着两个彼此垂直的方向进给。

24.根据权利要求16至23中任一项所述的线材加工机，其特征在于，所述刻槽工具（325-1、325-2、925-1、925-2、1330-1、1330-2、1425-1、1425-2）被构造为具有锐利的或经过倒圆的尖部区域的屋顶形的刻槽楔，其中优选由楔形面围成的楔角（KWK）处于90°至140°的范围内并且/或者所述切割工具（345-1、345-2、945-1、945-2）的楔形切削刃具有处于90°至140°的范围内的楔角（KWS）。

25.根据权利要求18至24中任一项所述的线材加工机，其特征在于，所述刻槽机构的刻槽工具（325-1、325-2、925-1、925-2、1330-1、1330-2、1425-1、1425-2）和所述切割机构的切割工具（345-1、345-2、945-1、945-2、1330-1、1330-2、1435-1、1435-2）的切削刃布置在共同的平面中。

26.根据权利要求16至25中任一项所述的线材加工机，其特征在于，所述刻槽机构（320、820）具有唯一的驱动装置（322），该驱动装置优选与两个刻槽工具（325-1、325-2）耦合以便进行同步进给，并且/或者所述分割机构（340、840）具有唯一的驱动装置（342），该驱动装置优选与两个分割工具（345-1、345-2）耦合以便进行同步进给。

27.根据权利要求16至26中任一项所述的线材加工机，其特征在于，所述分割机构（300、900）平行于所述线材（W）的穿过方向浮动地得到支承，或者所述分割机构借助于驱动装置能够主动地平行于所述线材（W）的穿过方向来运动。

28.根据权利要求16至27中任一项所述的线材加工机，其特征在于运送抓手（420），该运送抓手用于在刻槽操作和/或分割操作之前抓住有待分开的线材区段并且用于在分割操作结束之后将所分开的线材区段运送至布置在后面的工作站，其中优选所述运送抓手（420）以能平行于线材运送轴线线性移动的方式得到导引并且在所述刻槽操作的期间并且/或者在所述分割操作的期间能够以降低力和力矩的方式被接通，使得所述运送抓手能够在所述刻槽操作的期间并且/或者在所述分割操作的期间浮动地跟随所述有待分开的线材区段的长度补偿运动。

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