CN117157158A - 用于连续地制造至少部分空心地构成的具有变化的内径和/或外径的轴的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于连续地制造至少部分空心地构成的、具有变化的内径的轴的设备(1)，所述设备包括：至少两个围绕锻造轴线(2)中心对称地设置的、在径向的作功冲程的意义上能驱动的锻造工具(3)；夹紧头(4)，其用于保持至少部分空心地构成的柱状的坯件(5)；配合保持件(6)，其用于轴向地支撑坯件(5)，其中配合保持件(6)具有基座(7)和安置在基座(7)上的、轴向延伸到坯件(5)的中央空腔(8)中的配合保持芯轴(9)，其中配合保持芯轴(9)至少两件式地构成，其中配合保持芯轴(9)的第一部分是内部分(10)并且配合保持芯轴(9)的第二部分是包围内部分(10)的外部分(11)，其中至少外部分(11)相对于内部分(10)轴向可运动地构成，和一种用于在使用这种设备(1)的条件下连续地制造至少部分空心地构成的、具有变化的内径的轴的方法。

Description

用于连续地制造至少部分空心地构成的具有变化的内径和/ 或外径的轴的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于连续地制造至少部分空心地构成的、具有变化的内径和/或外径的轴的设备，所述设备包括：至少两个围绕锻造轴线中心对称地设置的、在径向的作功冲程的意义上能驱动的锻造工具；夹紧头，其用于保持至少部分空心地构成的柱状的坯件；配合保持件，其用于轴向地支撑坯件，其中配合保持件具有基座和安置在基座上的、轴向延伸到坯件的中央空腔中的配合保持芯轴，其中配合保持芯轴至少两件式地构成，其中配合保持芯轴的第一部分是内部分并且配合保持芯轴的第二部分是包围内部分的外部分，其中至少外部分相对于内部分轴向可运动地构成以及涉及一种用于在使用这种设备的条件下连续地制造至少部分空心地构成的、具有变化的内径和/或外径的轴的方法。

背景技术

在机械制造的技术领域，尤其机动车技术中，轴和车桥是中央元件。轴和车桥出于减重和保护资源的原因越来越多地由空心材料，例如由管道坯件制造为低成本的预制材料。为了使坯件变形，例如使用径向锻造法。为了多重变形，即具有不同内径和/或外径的坯件的变形，必须通常将坯件在分开的构件夹紧部中环绕夹紧，这造成提高的“操作”耗费、更高的循环时间并且由其决定地还造成更高的成本。

发明内容

本发明的目的是结构上简单的设备，所述设备以简单的方式和方法可实现连续地制造具有变化的内径和/或外径的轴。本发明的目的还是用于在使用根据本发明的设备的条件下连续地制造具有变化的内径和/或外径的轴的改进的方法。

所述需求可以通过根据独立权利要求1和4的本发明的主题满足。本发明的有利的实施方式在从属权利要求中描述。

根据本发明的设备用于连续地制造至少部分空心地构成的、具有变化的内径和/或外径的轴。

根据本发明，所述设备包括至少两个围绕锻造轴线中心对称地设置的、在径向的作功冲程的意义上能驱动的锻造工具；夹紧头，其用于保持至少部分空心地构成的柱状的坯件；和配合保持件，其用于轴向地支撑坯件，其中配合保持件具有基座和安置在基座上的、轴向延伸到坯件的中央空腔中的配合保持芯轴。

根据本发明，配合保持芯轴至少两件式地构成，其中配合保持芯轴的第一部分是内部分并且配合保持芯轴的第二部分是包围内部分的外部分，其中至少外部分相对于内部分轴向可运动地构成。

因此，内部分具有与外部分相比更小的外径。因此，外部分具有与内部分相比更大的外径。

将方向说明“轴向”结合上下文理解为沿着或平行于锻造轴线的方向。将方向说明“径向”结合上下文理解为法向于锻造轴线的方向。

配合保持件和/或夹紧头和/或锻造工具能沿着引导座轴向运动。

配合保持件的配合保持芯轴优选具有比坯件的中央空腔更大的轴向延伸。也就是说，配合保持芯轴比中央空腔更长地构成。

根据本发明的用于在使用根据本发明的设备的条件下制造至少部分空心地构成的、具有变化的内径和/或外径的轴的方法，所述方法至少包括以下步骤：

-提供柱状的坯件，所述坯件具有至少部分地穿透所述坯件的穿通孔，所述穿通孔构成坯件的中央空腔，

-将坯件夹紧到夹紧头中，使得中央空腔的开口放置在坯件的背离夹紧头的端侧上，

-将夹紧头连同被夹紧的坯件轴向地移动至坯件的第一部段，

-将配合保持件轴向进给或将夹紧头轴向移动，使得配合保持芯轴，即配合保持芯轴的内部分和外部分轴向地完全穿透坯件的中央空腔，直至限定的止挡件，其中坯件经由外部分预紧，

-将锻造工具径向地进给至坯件的第一部段，

-锻造第一轴部段，所述第一轴部段在坯件的第一部段的区域中具有第一内径，其中第一内径由外部分的外径限定，

-将锻造工具径向地打开，

-将外部分朝配合保持件的基座方向从坯件的中央空腔中轴向地移出，其中坯件在端侧上经由外部分预紧，

-将夹紧头连同被夹紧的坯件轴向地移动至坯件的第二部段，使得内部分位于第二部段的区域中并且仅部分地穿透空腔，

-将锻造工具径向地进给至坯件的第二部段，

-锻造第二轴部段，所述第二轴部段在坯件的第二部段的区域中具有第二内径，其中第二内径由内部分的外径限定，

-径向地打开锻造工具，

-将内部分朝配合保持件的基座方向从坯件的中央空腔中轴向地移出，其中在端侧上经由外部分释放坯件，

-将坯件，现在是制成的轴，从夹紧头中轴向地取出。

通过根据本发明改进地构成设备，可以实现径向锻造法，其特征尤其在于低“操作”耗费、低循环时间和由此决定地还有低成本。

附图说明

下面，示例性地参照附图描述本发明。

图1示出在锻造过程之前示例性的坯件的示意图。

图2示出在第一锻造过程之后根据图1的示例性的坯件的示意图，所述坯件具有第一内径以及第一外径。

图3示出制成的轴，即在第一和第二锻造过程之后根据图1的示例性的坯件的示意图。

图4示出在初始位置中的设备的示意剖视图。

图5示出在第一锻造过程期间设备的示意剖视图。

图6示出在第一锻造过程和第二锻造过程之间设备的示意剖视图。

图7示出在第二锻造过程期间设备的示意剖视图。

图8示出在两个锻造过程之后设备的示意剖视图。

图9示出坯件和锻造工具的立体视图。

图10示出图9沿方向箭头12的观察方向的前视图。

具体实施方式

图1至图3分别示出在不同锻造阶段中坯件5的示意图。因此，图1示出在锻造过程之前的坯件5，图2示出在第一锻造过程之后的坯件5，并且图3示出在第一和第二锻造过程之后的坯件5，现在是制成的轴。在图4至图8中分别示出在相应的锻造阶段中的设备1。

根据图1的坯件5是用于制造具有变化的内径i1、i2(和变化的外径a1、a2)的轴的原材料，并且柱状地构成，部分空心地构成有中央空腔8。在本实施例中，坯件5是单侧封闭的冲挤坯件。因此，坯件5在第一端侧处封闭地构成并且在与所述第一端侧相对置的第二端侧处敞开地构成，其中在第二端侧处的开口是坯件5的中央空腔8的一部分。

设备1包括四个围绕锻造轴线2中心对称地设置的、在径向的作功冲程的意义上能驱动的锻造工具3，即锻造锤。所述锻造锤及其相对于坯件5的设置方式尤其在图9和图10中示出。

此外，设备1包括夹紧头4，所述夹紧头用于保持坯件5，其中坯件5在其封闭的端侧上保持在夹紧头4处。

设备1也包括配合保持件6，所述配合保持件用于轴向地支撑坯件5，其中配合保持件6具有基座7和安置在基座上的配合保持芯轴9。配合保持芯轴9构成为，使得其可以部分地，轴向地延伸到坯件5的中央空腔8中。

配合保持芯轴9两件式地构成，其中配合保持芯轴9的第一部分是内部分10并且配合保持芯轴9的第二部分是包围内部分10的外部分11。

外部分11相对于内部分10可轴向地运动地构成。

因此，内部分10具有与外部分11相比更小的外径。因此，外部分11具有与内部分10相比更大的外径。

将方向说明“轴向”结合上下文理解为沿着或平行于锻造轴线2的方向。将方向说明“径向”结合上下文理解为法向于锻造轴线2的方向。

配合保持件6和/或夹紧头4可沿着引导座轴向运动。锻造工具3，即锻造锤可径向运动。

配合保持件6的配合保持芯轴9具有比坯件5的中央空腔8更大的轴向延伸。

根据本发明的用于在使用根据之前所描述的设备1的条件下制造至少部分空心地构成的、具有不同的内径i1、i2和不同的外径a1、a2的轴的方法，所述方法至少包括以下步骤：

-提供柱状的坯件5，所述坯件具有至少部分地穿透所述坯件5的穿通孔，所述穿通孔构成坯件5的中央空腔8(在一侧上封闭的冲挤坯件：

图1)，

-将坯件5夹紧到夹紧头4中，使得中央空腔8的开口放置在坯件5的背离夹紧头4的端侧上(图4)，

-将夹紧头4连同被夹紧的坯件5轴向地移动至坯件5的第一部段(图4)，

-将配合保持件6轴向进给，使得配合保持芯轴9，即配合保持芯轴9的内部分10和外部分11轴向地完全穿透坯件5的中央空腔8，直至限定的止挡件，其中坯件5经由外部分11预紧(图4)，

-将锻造工具3径向地进给至坯件5的第一部段(图4、图5)，

-锻造第一轴部段，所述第一轴部段在坯件5的第一部段的区域中具有第一内径i1，其中第一内径i1由外部分11的外径限定(图5)，

-将锻造工具3径向地打开(图6)，

-将外部分11朝配合保持件6的基座7方向从坯件5的中央空腔8中轴向地移出，其中坯件5在端侧上经由外部分11预紧(图6)，

-将夹紧头4连同被夹紧的坯件5轴向地移动至坯件5的第二部段，使得内部分10位于第二部段的区域中并且仅部分地穿透空腔8(图7)，

-将锻造工具3径向地进给至坯件5的所述第二部段(图7)，

-锻造第二轴部段，所述第二轴部段在坯件5的第二部段的区域中具有第二内径i2，其中第二内径i2由内部分10的外径限定(图7)，

-径向地打开锻造工具3(图8)，

-将内部分10朝配合保持件6的基座7方向从坯件5的中央空腔8中轴向地移出，其中在端侧上经由外部分11释放坯件5(图8)，

-将坯件5，现在是制成的轴，从夹紧头4中轴向地取出(图3)。

附图标记列表

1 设备

2 锻造轴线

3 锻造工具

4 夹紧头

5 坯件

6 配合保持件

7 基座

8 中央空腔

9 配合保持芯轴

10第一部分(内部分)

11第二部分(外部分)

12方向箭头

i1第一内径

i2第二内径

a1第一外径

a2第二外径

Claims (4)

1.一种用于连续地制造至少部分空心地构成的、具有变化的内径和/或外径(i1、i2、a1、a2)的轴的设备(1)，所述设备包括：

-至少两个围绕锻造轴线(2)中心对称地设置的、在径向的作功冲程的意义上能驱动的锻造工具(3)；

-夹紧头(4)，其用于保持至少部分空心地构成的柱状的坯件(5)；和

-配合保持件(6)，其用于轴向地支撑所述坯件(5)，其中所述配合保持件(6)具有基座(7)和安置在所述基座(7)上的、轴向延伸到所述坯件(5)的中央空腔(8)中的配合保持芯轴(9)，

其中所述配合保持芯轴(9)至少两件式地构成，其中所述配合保持芯轴(9)的第一部分是内部分(10)并且所述配合保持芯轴(9)的第二部分是包围所述内部分(10)的外部分(11)，其中至少所述外部分(11)相对于所述内部分(10)轴向可运动地构成。

2.根据权利要求1所述的设备(1)，

其特征在于，

所述配合保持件(6)和/或夹紧头(4)和/或所述锻造工具(3)能够沿着引导座轴向运动。

3.根据权利要求1或2所述的设备(1)，

其特征在于，

所述配合保持芯轴(9)具有比所述坯件(5)的所述中央空腔(8)更大的轴向延伸。

4.一种用于在使用根据权利要求1至3中任一项所述的设备的条件下连续地制造至少部分空心地构成的、具有变化的内径和/或外径(i1、i2、a1、a2)的轴的方法，所述方法至少包括以下步骤：

-提供柱状的坯件(5)，所述坯件具有至少部分地穿透所述坯件(5)的穿通孔，所述穿通孔构成所述坯件(5)的中央空腔(8)，

-将所述坯件(5)夹紧到夹紧头(4)中，使得所述中央空腔(8)的开口放置在所述坯件(5)的背离所述夹紧头(4)的端侧上，

-将所述夹紧头(4)连同被夹紧的所述坯件(5)轴向地移动至所述坯件(5)的第一部段，

-将配合保持件(6)轴向进给或将夹紧头(4)轴向移动，使得配合保持芯轴(9)，即所述配合保持芯轴(9)的内部分(10)和外部分(11)轴向地完全穿透所述坯件(5)的所述中央空腔(8)，直至限定的止挡件，其中所述坯件(5)经由所述外部分(11)预紧，

-将所述锻造工具(3)径向地进给至所述坯件(5)的第一部段，

-锻造第一轴部段，所述第一轴部段在所述坯件(5)的所述第一部段的区域中具有第一内径(i1)，其中所述第一内径(i1)由所述外部分(11)的外径限定，

-将所述锻造工具(3)径向地打开，

-将所述外部分(11)朝所述配合保持件(6)的基座(7)方向从所述坯件(5)的所述中央空腔(8)中轴向地移出，其中所述坯件(5)在端侧上经由所述外部分(11)预紧，

-将所述夹紧头(4)连同被夹紧的所述坯件(5)轴向地移动至所述坯件(5)的第二部段，使得所述内部分(10)位于所述第二部段的区域中并且仅部分地穿透所述空腔(8)，

-将所述锻造工具(3)径向地进给至所述坯件(5)的所述第二部段，

-锻造第二轴部段，所述第二轴部段在所述坯件(5)的所述第二部段的区域中具有第二内径(i2)，其中所述第二内径(i2)由所述内部分(10)的外径限定，

-径向地打开所述锻造工具(3)，

-将所述内部分(10)朝所述配合保持件(6)的基座(7)方向从所述坯件(5)的所述中央空腔(8)中轴向地移出，其中在端侧上经由所述外部分(11)释放所述坯件(5)，

-将所述坯件(5)，现在是制成的轴，从所述夹紧头(4)中轴向地取出。