CN1886211A - 锻造方法、锻造物品以及锻造设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锻造方法、锻造物品以及锻造设备。利用保持模具(10)将原材料(5)的轴向中部保持在这样一种状态下，即防止该轴向中部的直径增大。将原材料(5)的轴向端部插入形成在保持模具(10)的轴向端部的成形凹部(17)中。将预定的直径增大部分(6)和(6)插入形成在导向件(20)中的插入通道(22)内。接着，利用冲头(30)同时向预定的直径增大部分(6)和(6)施加压力，以将预定的直径增大部分(6)和(6)的材料填充入对应的成形凹部内，而沿与各冲头(30)的移动方向相反的方向移动各导向件(20)，从而增大各预定的直径增大部分(6)。

Description

锻造方法、锻造物品以及锻造设备

本申请要求2003年10月21日提交的日本专利申请No.P2003-360934和2003年10月27日提交的美国临时专利申请No.60/513,990的优先权，这两篇文献的全文引用在此作为参考。

相关申请的交叉参考

本申请是根据35 U.S.C.§111(a)提交的申请，并根据35 U.S.C.§119(e)(1)要求根据35 U.S.C.§111(b)于2003年10月27提交的美国临时专利申请No.60/513,990的权益。

技术领域

本发明涉及一种锻造方法、一种锻造物品以及一种锻造设备。具体来说，优选实施例涉及一种用于通过对杆状原材料的两个轴向端部进行镦锻来使两个端部的直径增大的锻造方法、一种利用这种方法获得的锻造物品、以及一种用于执行这种锻造方法的锻造设备。

背景技术

下面的描述记载了发明人所知的相关技术以及其中的问题，但不应认为是对现有技术的认可。

一般来说，镦锻是一种通过沿原材料的轴向向该原材料施加压力以便从而增大该原材料预定部分的直径而进行的加工。从日本未审定特开专利公报No.48-62646(参见第1页和第2页以及附图1-4)可以得知一种对这种镦锻的改进。

在常规的镦锻方法中，在需要于原材料的两个轴向端部分别形成增大的直径部分的情况下，提出了下述方式。也就是说，在于原材料的一个轴向端部形成了增大的直径部分之后，原材料被变位。然后，在另一轴向端部形成另一增大的直径部分。

但是，在这种方法中，在制造一种两个轴向端部都具有增大的直径部分的构件(例如汽车臂件或者汽车轴件，或者压缩机双头活塞)的情况下，用于制造这种构件的步骤数增加，导致制造成本提高。

此外，一般来说，根据如图10中所示镦锻方法，在加工的后阶段，在凹模50的成形凹部51的拐角部分会产生未填充部分52和52(即没有原材料55填充的部分)。如果产生了这种未填充部分52，那么所得到的锻造物品将在形状上存在缺陷(例如材料不足的缺陷)，这会降低产品的价值。因此，如果通过增加冲头53的压力而增加成形压力，以便迫使原材料55填充到未填充部分52和52中，那么将在凹模50的成形凹部51上施加更大的载荷。这样会缩短凹模50的寿命。

在这里对在其它出版物中公开的各种特征、实施例、方法以及设备的优点和缺点的描述并非用于对本发明加以限制。实际中，本发明的某些特征也许能够克服某些缺点，同时仍旧保留所述出版物中公开的特征、实施例、方法以及设备中的某些或者全部。

发明内容

考虑到本领域中的前述和/或其它问题提出了本发明的优选实施例。本发明的优选实施例可以显著地改进现有方法和/或设备。

在其它可能的优点中，一些实施例可以提供一种锻造方法，该方法能够有效地制造一种在两端部分别具有增大的直径部分的锻造物品，并且还能够防止所述锻造物品出现形状缺陷。

在其它可能的优点中，一些实施例可以提供一种利用前述方法获得的锻造物品。

在其它可能的优点中，一些实施例可以提供一种优选用于执行前述方法的锻造设备。

根据本发明，将提供下述手段。

[1]一种用于通过镦锻使位于杆状原材料的轴向端部的预定的直径增大部分增大的锻造方法，包括下述步骤：

利用保持模具将原材料的轴向中部保持在防止其直径增大的状态下，将原材料的轴向端部置于形成在保持模具的轴向端部的成形凹部中，并且将预定的直径增大部分置于形成在导向件中的插入通道内；然后

利用冲头同时向预定的直径增大部分施加压力，以将预定的直径增大部分的材料填充入成形凹部内，而沿与各冲头的移动方向相反的方向移动各导向件，从而使各预定的直径增大部分的直径增大。

[2]如前面[1]中所述的锻造方法，其中各导向件中的插入通道被构造成将预定的直径增大部分保持在防翘曲状态。

[3]如前面[1]或[2]中所述的锻造方法，其中在各冲头开始运动之前，在各导向件与保持模具之间设定一初始间隙，该初始间隙的距离小于原材料暴露部分的横截面的翘曲极限长度。

[4]如前面[3]中所述的锻造方法，其中在各冲头开始移动与各导向件开始移动之间设定一时滞。

[5]如前面[1]至[4]中任一项所述的锻造方法，其中各导向件在其顶端部设有待装配在成形凹部中的施压部。

[6]如前面[1]至[5]中任一项所述的锻造方法，其中各导向件顶端的插入通道侧边缘部分和/或保持模具的用于装配原材料轴向中部的原材料装配孔的边缘部分被倒角。

[7]一种利用如前面[1]至[6]中任一项所述的锻造方法获得的锻造物品。

[8]一种利用如前面[1]至[6]中任一项所述的锻造方法获得的汽车臂件。

[9]一种利用如前面[1]至[6]中任一项所述的锻造方法获得的汽车轴件。

[10]一种利用如前面[1]至[6]中任一项所述的锻造方法获得的汽车连杆。

[11]一种利用如前面[1]至[6]中任一项所述的锻造方法获得的压缩机用双头活塞。

[12]一种用于通过镦锻使杆状原材料的轴向端部的预定的直径增大部分增大的锻造设备，包括：

用于将原材料的轴向中部保持在防翘曲状态的保持模具；

两个预定的直径增大部分将置于其中的成形凹部，这些成形凹部形成在保持模具的轴向端部；

两个均具有插入通道的导向件，预定的直径增大部分插入在该插入通道中；以及

两个用于沿预定的直径增大部分的轴向向该预定的直径增大部分施加压力的冲头，

其中，各导向件均能够沿与各冲头的移动方向相反的方向移动。

[13]如前面[12]中所述的锻造设备，还包括两个导向件移动装置，每个导向件移动装置均用于沿与冲头的移动方向相反的方向移动导向件，并且均连接到对应的导向件。

[14]如前面[12]或[13]中所述的锻造设备，其中各导向件中的插入通道均被构造成将预定的直径增大部分保持在防翘曲状态。

[15]如前面[12]至[14]中任一项所述的锻造设备，其中各导向件均在其顶端部设有待装配在成形凹部中的施压部。

[16]如前面[12]至[15]中任一项所述的锻造设备，其中各冲头顶端的插入通道侧边缘部分和/或保持模具的用于装配原材料轴向中部的原材料装配孔的边缘部分被倒角。

根据[1]中所述的发明，通过在将各预定的直径增大部分中的材料填充入对应的成形凹部中时同时向位于杆状原材料的轴向端部的预定的直径增大部分施加压力，使得两个预定的直径增大部分的直径同时增大。因此，可以高效地形成在两个轴向端部具有直径增大部分的锻造物品，从而降低了制造成本。

此外，通过在将材料填充入成形凹部内的同时，沿与对应冲头的移动方向相反的方向移动各导向件，流入成形凹部中的材料被分散开。因此，材料可以填充入成形凹部的拐角部分内，或者能够防止在成形凹部中产生未填充部分的问题，却无需过多地增加成形压力。因此，可以获得高质量的锻造物品。

再有，通过沿与相应冲头的移动方向相反的方向移动各导向件，可以降低施加在成形凹部上的载荷。从而，可以延长成形凹部的寿命。

根据[2]中所述的发明，各导向件中的插入通道均被构造成将预定的直径增大部分保持在防翘曲状态。因此，可以防止有可能在利用冲头向直径增大部分施加压力时产生的直径增大部分翘曲的现象，这又可以防止出现形状缺陷如起皱或者缩拢。从而，可以获得更高质量的锻造物品。

根据[3]中所述的发明，由于在各冲头开始移动之前(即在利用各冲头开始向预定的直径增大部分施加压力之前)，在各导向件与保持模具之间设定有具有预定距离的初始间隙，所以能够防止在各冲头开始移动之后(即利用各冲头开始向所述预定的直径增大部分施加压力之后)，所述原材料的暴露部分立即暴露于各导向件与保持模具之间的初始间隙内的缺陷。此外，各导向件的移动长度(即行程)可以缩短。

根据[4]中所述的发明，由于在各冲头开始移动与各导向件开始移动之间设定了时滞，所以在各冲头开始移动之后(即利用冲头开始向预定的直径增大部分施加压力之后)，原材料的暴露部分的横截面面积立即增大。这样无疑可以防止原材料发生翘曲。

根据[5]中所述的发明，由于各导向件在其顶端部分均设有待装配在成形凹部中的施压部，所以在进行镦锻时填充在成形凹部中的材料会受到施压部的挤压。因此，材料无疑可以填充入成形凹部的拐角部分内，从而无疑可以防止出现在成形凹部中可能产生材料未填充部分的缺陷。从而，可以获得高质量的锻造物品。

此外，当导向件的施压部装配在成形凹部中时，成形凹部将被关闭。因此，本发明中的锻造方法被分入闭式镦锻锻造方法。从而，无需在镦锻之后执行毛刺去除加工。这减少了步骤数，并且提高了制造效率。

根据[6]中所述的发明，由于各导向件顶端的插入通道侧边缘部分被倒角，所以在加工时导向件会接受成形凹部中的材料的反压力。从而，可以降低沿预定方向移动导向件所需的驱动力。从而，可以利用较小的驱动力使导向件移动。此外，由于保持模具的材料装配孔的边缘部分被倒角，所以可以降低有可能在锻造物品的轴向中部与直径增大部分之间拐角部分处出现的应力集中。

根据[7]中所述的发明，可以以低成本提供高质量的锻造物品。

根据[8]中所述的发明，可以以低成本提供高质量的汽车臂件。

根据[9]中所述的发明，可以以低成本提供高质量的汽车轴件。

根据[10]中所述的发明，可以以低成本提供高质量的汽车连杆。

根据[11]中所述的发明，可以以低成本提供用于压缩机的高质量双头活塞。

根据[12]中所述的发明，由于所述锻造设备包括保持模具、两个成形凹部、两个导向件以及两个冲头，所以该锻造设备优选地用于根据前述发明的锻造方法中。

根据[13]中所述的发明，由于所述锻造设备还包括两个导向件移动装置，所以无疑可以利用这种锻造设备实施本发明中的前述锻造方法。

根据[14]中所述的发明，由于各导向件中的插入通道被构造成以与前面[2]相同的方式将预定的直径增大部分保持在防翘曲状态，所以可以防止在利用冲头向所述直径增大部分施加压力时有可能产生的直径增大部分翘曲的现象，这又可以防止出现形状缺陷如起皱或者缩拢。从而，可以获得更高质量的锻造物品。

根据[15]中所述的发明，由于各导向件以与前面[5]相同的方式均在其顶端部设有待装配在成形凹部中的施压部，所以在进行镦锻时填充在成形凹部中的材料会受到施压部的挤压。因此，材料无疑可以填充入成形凹部的拐角部分内，从而无疑可以防止出现在成形凹部中产生材料未填充部分的缺陷。从而，可以获得高质量的锻造物品。

此外，当导向件的施压部装配在成形凹部中时，成形凹部将被关闭。因此，本发明中的锻造方法被分入闭式镦锻锻造方法。从而，无需在镦锻之后执行毛刺去除加工。这样可以减少步骤数，并且提高制造效率。

根据[16]中所述的发明，由于各冲头顶端的插入通道侧边缘部分以与前面[6]相同的方式被倒角，所以在加工中导向件可以接受成形凹部中的材料的反压力。从而，可以降低沿预定方向移动导向件所需的驱动力。因此，可以利用较小的驱动力移动导向件。此外，由于保持模具的材料装配孔的边缘部分被倒角，所以可以降低有可能在锻造物品的轴向中部与直径增大部分之间拐角处出现的应力集中。

本发明的效果可以简述如下。

根据[1]中所述的发明，可以高效地形成在两个轴向端部具有直径增大部分的锻造物品，从而降低制造成本。此外，由于能够防止在成形凹部中产生未填充部分的问题，却无需过多地增加成形压力，所以可以获得高质量的锻造物品。再有，由于可以降低成形压力，所以可以延长成形凹部的寿命。

根据[2]中所述的发明，可以防止在利用冲头向直径增大部分施加压力时(即进行镦锻时)有可能产生的直径增大部分翘曲的现象，这又可以防止出现形状缺陷如起皱或者缩拢。从而，可以获得更高质量的锻造物品。

根据[3]中所述的发明，能够防止在各冲头开始移动之后(即利用各冲头开始向预定的直径增大部分施加压力之后)，原材料的暴露部分立即暴露于各导向件与保持模具之间的缺陷。此外，各导向件的移动长度(即行程)可以缩短。

根据[4]中所述的发明，在各冲头开始移动之后(即利用冲头开始向所述预定的直径增大部分施加压力之后)，原材料的暴露部分的翘曲极限长度可以立即增大，这无疑可以防止原材料发生翘曲。

根据[5]中所述的发明，材料无疑可以填充入成形凹部的拐角部分内，从而无疑可以防止成形凹部中出现在产生材料未填充部分的缺陷。从而，可以获得高质量的锻造物品。此外，无需在镦锻之后执行毛刺去除加工，因此可以减少步骤数，并且可以提高制造效率。

根据[6]中所述的发明，由于各导向件顶端的插入通道侧边缘部分被倒角，所以可以降低沿预定方向移动导向件所需的驱动力。从而，可以利用较小的驱动力移动导向件。此外，由于保持模具的材料装配孔的边缘部分被倒角，所以可以降低有可能在锻造物品的轴向中部与直径增大部分之间拐角处出现的应力集中。

根据[7]中所述的发明，可以以低成本提供高质量的锻造物品。

根据[8]中所述的发明，可以以低成本提供高质量的汽车臂件。

根据[9]中所述的发明，可以以低成本提供高质量的汽车轴件。

根据[10]中所述的发明，可以以低成本提供高质量的汽车连杆。

根据[11]中所述的发明，可以以低成本提供用于压缩机的高质量双头活塞。

根据[12]中所述的发明，可以提供一种优选用于根据前述发明的锻造方法中的锻造设备。

根据[13]中所述的发明，可以提供一种无疑可以执行本发明的锻造方法的锻造设备。

根据[14]中所述的发明，可以提供一种无疑可以执行[2]中所述锻造方法的锻造设备。

根据[15]中所述的发明，可以提供一种无疑可以执行[5]中所述锻造方法的锻造设备。

根据[16]中所述的发明，可以提供一种无疑可以执行[6]中所述锻造方法的锻造设备。

通过下面结合附图的描述，可以进一步认识到各实施例的上述和/或其它方面、特征和/或优点。在适用场合下，各实施例可以包括和/或排除不同的方面、特征和/或优点。此外，在适用场合下，各实施例可以组合其它实施例中的一个或多个方面或特征。对特定实施例的方面、特征和/或优点的描述并应认为是对其它实施例或者权利要求的限制。

附图说明

在附图中仅作为非限制性的示例示出本发明的优选实施例，其中：

图1是示出通过根据本发明一实施例的锻造设备制造的锻造物品的透视图；

图2是所述锻造设备的分解透视图；

图3是示出所述锻造设备的透视图；

图4A是示出在使原材料经受锻造加工以便增大该原材料上预定部分的直径之前的状态的透视图；

图4B是对应于图4A的横剖视图，示出在使原材料经受锻造加工以便增大该原材料上预定部分的直径之前的状态；

图5是图4B中所示“A”部分的放大视图；

图6A是示出在所述原材料经受锻造加工以便增大该原材料上预定部分的直径时的状态的透视图；

图6B是对应于图6A的横剖视图，示出在所述原材料经受锻造加工以便增大该原材料上预定部分的直径时的状态；

图7A是示出在所述原材料经受锻造加工以便增大该原材料上预定部分的直径时的状态的透视图；

图7B是对应于图7A的横剖视图，示出在所述原材料经受锻造加工以便增大该原材料上预定部分的直径时的状态；

图8A是示出在所述预定部分增大之后的状态的透视图；

图8B是对应于图8A的横剖视图，示出在所述预定部分增大之后的状态；

图9是示出通过所述锻造设备制造的另一锻造物品的透视图；以及

图10是示出一锻造设备的示意性横剖视图，以便解释常规镦锻方法中的缺陷。

具体实施方式

在下文中，将作为非限制性的示例对本发明的一些优选实施例进行描述。基于本公开必须明白的是，本领域技术人员可以基于这些示出的实施例进行多种其它的修改。

在图2中，附图标记“1”表示根据本发明一实施例的锻造设备，“5”表示原材料。在图1中，附图标记“3”表示利用锻造设备1制造的锻造物品。

如图1中所示，锻造物品3是杆状物品，其中在两个轴向端部分别形成有齿轮部3a。具体来说，在本实施例的锻造物品3中，在一个轴向端部和另一轴向端部均形成有齿轮部3a。该锻造物品3例如是用作汽车轴件的物品。在该锻造物品3上，各个齿轮部3a均对应于一个直径增大部分7。在齿轮部3a的周面上，一体地形成有多个向外突出的齿部3b。在该锻造物品3上，形成在一个轴向端部的齿轮部3a和形成在另一轴向端部的齿轮部3a在尺寸上不同。该锻造物品3由金属制成，更为具体地说，由铝或者铝合金制成。

如图2中所示，原材料5是具有圆形横截面的直杆状构件。原材料5的横截面沿整个长度保持恒定。原材料5的一个轴向端部6和原材料5的另一轴向端部6的直径将被增大。换句话说，一个轴向端部6和另一轴向端部6分别是预定的直径增大部分。这些预定的直径增大部分6和6将经受镦锻加工，以便在直径上被增大。从而，在原材料5的两个轴向端部将形成齿轮部3a和3a。原材料5的材料为金属，例如铝或者铝合金。

在本发明中，原材料5的横截面形状并不局限于圆形，而是可以例如为多边形或者椭圆形。此外，原材料5中的材料并不局限于铝或者铝合金，而是可以为任何金属，例如铜、铜合金或者塑料。在根据本发明的锻造方法和锻造设备中，优选但并非局限于此的是，原材料5中的材料是铝或者铝合金。

如图2中所示，锻造设备1用来通过镦锻增大位于原材料5的两个轴向端部的预定的直径增大部分6和6。设备1设有一个在其两个轴向端部形成有两个成形凹部17和17的保持模具10、一对导向件20和20、一对冲头30和30、以及一对导向件移动装置40和40。

保持模具10被构造成将原材料5的轴向中部保持在这样一种状态下，即防止该轴向中部的直径增大。在保持模具10的轴向中部处，设置有用于装配原材料5的轴向中部的原材料装配孔12。该原材料装配孔12沿保持模具10的轴向延伸。原材料装配孔12的直径被设定为其尺寸能够紧密地装配在原材料5的轴向中部上。从而，当原材料5的轴向中部被装配在原材料装配孔12中时，保持模具10保持住原材料5的轴向中部，以便可以防止该轴向中部的直径增大并且还防止发生翘曲。此外，保持模具10将原材料5锚固起来，以便使其在镦锻进行时无法轴向移动。原材料装配孔12的长度被设定为与预定的直径增大部分6和6之间的长度相同。如图5中所示，原材料装配孔12的边缘部分被沿整个周边进行倒角。从而，各个边缘部分的横截面形状均形成圆形。在图5中，附图标记“13”表示形成在所述边缘部分处的倒角部分。

所述一对成形凹部17和17形成在保持模具10的轴向端部，以便与原材料装配孔12的端部连通。各个成形凹部17均被构造成用于形成锻造物品3上的齿轮部3a。因此，各个成形凹部17的横截面形状均被制成与齿轮部3a的横截面形状对应。因此，在各个成形凹部17的周面上，形成有多个齿部成形沟槽17b。

保持模具10沿分割面被分为多个部分，以便将原材料装配孔12与成形凹部17和17分开。也就是说，保持模具10属于分开组装类型(即分离式模具)。在本实施例中，保持模具10被分为上段和下段。构成该保持模具10的上段和下段在形状和尺寸上相同。

在本发明中，保持模具10并不局限于被分为两段的模具，而是可以被分为三段、四段、五段或者更多。换句话说，在本发明中，分开的数目和分开的位置将取决于锻造物品3的形状。在本实施例中，为了解释目的，使用两段式保持模具10。

各导向件20均具有插入通道22，原材料5上对应的预定的直径增大部分6插入其中。各导向件20均被构造成在进行镦锻时将插入在插入通道22中的预定的直径增大部分6中的材料导引至成形凹部17。在本实施例中，插入通道22是一个插入孔。

此外，各导向件20的插入通道22均形成在导向件20中，以便沿其轴向穿过导向件20。插入通道22的直径被制成其尺寸能够紧密并且可滑动地装配在原材料5的预定的直径增大部分6上。插入通道22的长度被设定为与原材料5的预定的直径增大部分6的长度相同。由于插入通道22的直径和长度被如前设定，所以当预定的直径增大部分6被插入导向件20的插入通道22内时，插入通道22将以这样一种方式保持原材料5的预定的直径增大部分6，即防止预定的直径增大部分6发生翘曲。

在本发明中，插入通道22的长度可以被设定为大于预定的直径增大部分6的长度。

在各导向件20的端部，设有用于装配在对应的成形凹部17中的作为凸模的施压部25。该施压部25用于向填充在成形凹部17中的材料施加压力。该施压部 25的横截面形状对应于成形凹部17的横截面形状，或者与成形凹部17的横截面形状相同。从而，施压部25可以以一种配合并且可轴向滑动的方式装配在成形凹部17中。如图4A和4B中所示，在施压部25装配在成形凹部17中的状态下，成形凹部17的开口由施压部25封闭。

如图5中所示，各导向件20位于插入通道22侧的边缘部分被沿其整个周边进行倒角，以便具有导角部分。在图5中，附图标记“23”表示形成在边缘部分处的倒角部分。

各冲头30均被构造成挤压原材料5的对应预定的直径增大部分6(向原材料5的对应预定的直径增大部分6施加压力)。该冲头30以配合并且可轴向滑动的方式插入导向件20的插入通道22内。

此外，锻造设备1设有用于向各冲头30施加压力的施压装置(未示出)。该施压装置连接在冲头30上，以便利用流体压力(例如油压、气体压力)向冲头30施加压力。此外，该施压装置可以控制冲头30的移动速率(速度)，即该施压装置可以控制冲头30对原材料5的预定的直径增大部分6的施压速率(速度)。

各导向件移动装置40均连接在对应的导向件20上，从而导向件20可以沿与冲头30的移动方向50相反的方向以预定速率(速度)移动。各导向件移动装置40均利用流体压力缸(例如油压缸、气体压力缸)移动导向件20。各导向件移动装置40均可以控制导向件20的移动速率(速度)。导向件移动装置40通过控制导向件的移动速率(速度)和/或控制导向件20相对于成形凹槽17的位置，向填充在成形凹部17中的材料施加压力。

在本发明中，各导向件移动装置40均可以构造成使利用弹簧力或者其它措施向填充在成形凹部17中的材料施加压力。

接下来，将对利用前述实施例中的锻造设备1的锻造方法进行阐述。

在本实施例中的锻造设备1内，如前所述，导向件20的施压部25装配在成形凹部17中，从而关闭成形凹部17。因此，本实施例的锻造方法不会落入自由镦锻方法或者部分限制型镦锻方法的范畴，而是落入闭式镦锻方法的范畴。

在图4A、图6A、图7A以及图8A中，为了解释目的，未示出构成保持模具10的两个段11和11中的上段11。

如图2、图3、图4A以及图4B所示，原材料5的轴向中部装配在保持模具10的原材料装配孔12中，并且预定的直径增大部分6和6装配在对应的成形凹部17和17中。在这种状态下，原材料5的轴向中部被保持模具10保持在这样一种状态下，即能够防止所述中部的直径增大，并且能够防止发生翘曲。此外，原材料5被固定在保持模具10上，以便不会在镦段进行时沿其轴向移动。

此外，装配在成形凹部17和17中的原材料5的预定的直径增大部分6和6被插入对应的插入通道22内，并且各导向件20的施压部25被置于对应的成形凹部17中。

如图4A和4B所示，在各导向件20与保持模具10之间，具体来说，在各导向件20的顶部端面(即施压部25的顶部施压面)与保持模具10的成形凹部17的底面之间，形成初始间隙X。在冲头30尚未开始移动的状态下，换句话说，在尚未开始利用冲头30向原材料5的预定的直径增大部分6施加压力的状态下，初始间隙X的距离(范围)被设定为其长度小于暴露在各导向件20和保持模具10之间的原材料5的暴露部分8的横截面的翘曲极限长度。在本发明中，所述翘曲极限长度表示在冲头压力作用下的翘曲极限长度。然后，利用加热装置(未示出)对原材料5的各预定的直径增大部分6进行加热。

接着，利用对应的冲头30沿预定的直径增大部分6和6的轴向同时向这两个预定的直径增大部分6和6施加压力，从而将各个预定的直径增大部分6的材料填充入对应的成形凹部17内，而两个导向件20和20沿与对应冲头30的移动方向50相反的方向移动，使得原材料5的各暴露部分的长度小于原材料5的各暴露部分8的横截面处的翘曲极限长度。与此同时，在各冲头30开始移动与导向件20开始移动之间设定一时滞。

也就是说，在开始利用冲头30向原材料5的预定的直径增大部分6施加压力的情况下，各导向件20的位置固定，随后两个冲头30和30同时移动，从而利用对应的冲头30同时向预定的直径增大部分6和6施加压力。通过这些步骤，如图6A和6B中所示，各个预定的直径增大部分6中的材料填充入对应成形凹部17中的初始间隙X的空间内。

于是，成形凹部17中的材料的压力增加。从而，成形凹部17中的材料的反压力将施加于导向件20上，并且成形凹部17中的材料将压靠在施压部25上。

在某一时滞过去之后，如图7A和7B中所示，在利用对应的冲头30和30连续地向预定的直径增大部分6和6施加压力并利用各导向件20的施压部25使成形凹部17中的材料保持挤压状态的同时，各导向件20和20沿与对应冲头30的移动方向50相反的方向移动。优选的是，两个导向件20和20同时移动。在这些附图中，附图标记“51”表示导向件20的移动方向。

在各导向件20开始移动时，用于将材料填充入成形凹部17内的压力可以根据例如直径增大部分7的形状和导向件20的施压部25的形状来设定。

此外，根据预定的直径增大部分6的形状和导向件20上的施压部25的形状来控制各导向件20的移动速率(速度)。这种移动速率控制会获得不会产生形状缺陷如材料未填充缺陷的精确锻造。

在本发明中，各冲头30的移动速率可以恒定或者发生变化。同样，各导向件20的移动速率可以恒定或者发生变化。

在本发明中，各导向件20的移动速率可以由对应的导向件移动装置40加以控制，使得由各导向件20的施压部25向材料施加的压力为预定的设定值(例如恒定值)。各导向件20的移动速率可以由对应的导向件移动装置40加以控制，使得成形凹部17中的材料的填充压力为预定的设定值(例如恒定值)。

根据冲头30的运动和导向件20的运动，原材料5的各个预定的直径增大部分6的直径逐步增大(参见图7A和图7B)。此外，如图8A和8B所示，当各冲头30的顶端到达导向件20的顶端位置时，原材料5的各个预定的直径增大部分6的直径完全增大。从而，可以获得预定的齿轮状部分。

此后，通过将原材料5从保持模具10中取出，可以获得如图1所示的所需的锻造物品3。

从而，根据前述实施例中的锻造方法，通过利用相应冲头30同时向原材料5的预定的直径增大部分6和6施加压力，以便将各个预定的直径增大部分6中的材料填充入成形凹部17内，原材料5的两个轴向端部的预定的直径增大部分6和6的直径同时增大。因此，可以高效地制造在两个轴向端部形成有直径增大部分7和7的锻造物品3，从而降低了制造成本。

此外，通过在将材料填充入成形凹部17内的同时沿与对应冲头30的移动方向相反的方向移动各导向件20，流入成形凹部17内的材料被分散开。因此，材料可以填充入成形凹部17的拐角内，或者能够防止出现在成形凹部17中产生材料未填充部分的问题，却无需过多地增加成形压力。因此，可以防止出现形状缺陷如材料未填充缺陷，并且可以获得高质量的锻造物品3。

此外，通过沿与相应冲头30的移动方向50相反的方向移动各导向件20，可以减小施加于成形凹部17上的载荷。从而，可以延长成形凹部17的寿命，即保持模具10的寿命。

此外，由于各导向件20上的插入通道22被构造成将预定的直径增大部分6保持在防翘曲状态，所以可以防止在利用冲头30向直径增大部分6施加压力时(即进行镦锻时)有可能出现的直径增大部分6翘曲的现象，这又可以防止出现形状缺陷如起皱或者缩拢。从而，可以获得更高质量的锻造物品3。

由于在各冲头30开始移动之前(即在开始利用各冲头30向预定的直径增大部分6施加压力之前)，在各导向件20与保持模具10之间恰好形成有一定的初始间隙X，所以能够防止在各冲头30开始移动之后(即在开始利用各冲头30向预定的直径增大部分6施加压力之后)，原材料5的暴露部分8立即暴露于各导向件20与保持模具10之间的初始间隙X内的缺陷。此外，各导向件20的移动长度(即行程)可以缩短。

此外，由于在各冲头30开始移动与各导向件20开始移动之间设定了时滞，所以在各冲头30开始移动之后，原材料5的暴露部分8的横截面面积立即增大。因此，可以增大原材料5的暴露部分8的翘曲极限长度，从而无疑可以防止原材料5发生翘曲。

此外，由于在各导向件20的顶端处均设置有施压部25，所以可以利用施压部25向填充在成形凹部17内的材料施加压力。因此，所述材料无疑可以填充入成形凹部17的拐角部分内，从而无疑可以防止出现在成形凹部17中产生材料未填充部分的缺陷。从而，可以获得高质量的锻造物品3。

此外，当导向件20的施压部25装配在成形凹部17中时，成形凹部17将被关闭。因此，在锻造加工(模锻)之后不需要执行毛刺去除加工，从而可以减少步骤数，并且还可以提高制造效率。

此外，由于各导向件20顶端的插入通道侧边缘部分被倒角，所以在加工时导向件20可以有效地接受成形凹部17中的材料的反压力。从而，可以降低沿预定方向移动导向件20所需的驱动力。因此，可以利用较小的驱动力移动导向件20，这样能够使导向件移动装置40小型化。此外，由于保持模具10的材料装配孔12的边缘部分被倒角，所以可以降低有可能在锻造物品3的轴向中部与直径增大部分7之间拐角部分处出现的应力集中。

尽管已经阐述了本发明的优选实施例，但是本发明并非局限于前述内容。

例如，在本发明中，原材料5的预定的直径增大部分6的直径可以在原材料5被加热的条件下增大。或者，原材料5的预定的直径增大部分6的直径可以在原材料5未被加热的条件下增大。换句话说，根据本发明的锻造方法可以是热轧锻造法或者冷轧锻造法。

此外，形成在锻造物品3的一个轴向端部的直径增大部分7和形成在锻造物品3的另一轴向端部的直径增大部分7可以在形状上相同或者不同，并且也可以在尺寸上相同或者不同。

此外，在本发明中，如图9中所示，利用本发明的锻造方法制造的锻造物品3可以在其轴向端部具有直径增大部分7，并且在该轴向端部外侧的最外侧端部处具有未镦锻部分5a。或者，如图1中所示，锻造物品3可以在其端部处具有不带未镦锻部分的直径增大部分7。

根据前一种锻造物品3(即在图9中示出的锻造物品)，在要对锻造物品3的预定部分如直径增大部分7进行后续加工的情况下，可以用卡盘夹持未镦锻部分5a，这样便于执行所述后续加工。

根据后一种锻造物品3(即在图1中示出的锻造物品)，由于在锻造物品3的端部处不存在未镦锻部分，所以无需对未镦锻部分进行处理，从而减少步骤数。

此外，利用本发明的锻造方法获得的锻造物品3并不局限于前述实施例，而是可以为例如汽车臂件、轴件、连杆或者用于压缩机的双头活塞。

在利用本发明的锻造方法获得的锻造物品3是汽车臂件(例如悬臂件、发动机支承件或者副车架)的情况下，本发明的锻造方法可以表述如下。

即，一种用于制造汽车臂件的方法，其中通过镦锻使位于杆状原材料的轴向端部的预定的直径增大部分的直径增大，这种锻造方法包括下述步骤：

利用保持模具将原材料的轴向中部保持在防止其直径增大的状态下，将原材料的轴向端部置于形成在保持模具的轴向端部的成形凹部中，并且将预定的直径增大部分置于形成在导向件中的插入通道内；然后

利用冲头同时向预定的直径增大部分施加压力，以将预定的直径增大部分的材料填充入成形凹部内，而沿与各冲头的移动方向相反的方向移动各导向件，从而使各预定的直径增大部分的直径增大。

在这种情况下，原材料的预定的直径增大部分可以是要连接到另一构件上的预定接合部分。这种接合部分设有例如用于安装衬套的衬套安装部分。这种衬套安装部分是例如柱状构件。

在利用本发明的锻造方法获得的锻造物品3是汽车轴件(例如传动轴件)的情况下，本发明的锻造方法可以表述如下。

即，一种用于制造传动轴件的方法，其中通过镦锻使位于杆状原材料的轴向端部的预定的直径增大部分的直径增大，这种锻造方法包括下述步骤：

利用保持模具将原材料的轴向中部保持在防止其直径增大的状态下，将原材料的轴向端部置于形成在保持模具的轴向端部的成形凹部中，并且将预定的直径增大部分置于形成在导向件中的插入通道内；然后

利用冲头同时向预定的直径增大部分施加压力，以将预定的直径增大部分的材料填充入成形凹部内，而沿与各冲头的移动方向相反的方向移动各导向件，从而使各预定的直径增大部分的直径增大。

在这种情况下，原材料的预定的直径增大部分可以是例如要连接到另一构件上的预定接合部分。

在利用本发明的锻造方法获得的锻造物品3是汽车连杆构件的情况下，本发明的锻造方法可以表述如下。

即，一种用于制造汽车连杆构件的方法，其中通过镦锻使位于杆状原材料的轴向端部的预定的直径增大部分的直径增大，这种锻造方法包括下述步骤：

利用保持模具将原材料的轴向中部保持在防止其直径增大的状态下，将原材料的轴向端部置于形成在保持模具的轴向端部的成形凹部中，并且将预定的直径增大部分置于形成在导向件中的插入通道内；然后

利用冲头同时向预定的直径增大部分施加压力，以将预定的直径增大部分的材料填充入成形凹部内，而沿与各冲头的移动方向相反的方向移动各导向件，从而使各预定的直径增大部分的直径增大。

在这种情况下，原材料的预定的直径增大部分可以是例如要连接到另一构件(例如曲柄、活塞)上的预定接合部分。

在利用本发明的锻造方法获得的锻造物品3是压缩机用双头活塞的情况下，本发明中的锻造方法可以表述如下。

即，一种用于制造压缩机用双头活塞的方法，其中通过镦锻使位于杆状原材料的轴向端部的预定的直径增大部分的直径增大，这种锻造方法包括下述步骤：

利用保持模具将原材料的轴向中部保持在防止其直径增大的状态下，将原材料的轴向端部置于形成在保持模具的轴向端部的成形凹部中，并且将预定的直径增大部分置于形成在导向件中的插入通道内；然后

利用冲头同时向预定的直径增大部分施加压力，以将预定的直径增大部分的材料填充入成形凹部内，而沿与各冲头的移动方向相反的方向移动各导向件，从而使各预定的直径增大部分的直径增大。

在这种情况下，原材料上的预定的直径增大部分可以是例如要连接到另一构件上的预定的双头活塞的头部(即活塞主体)。

工业实用性

根据本发明的锻造方法优选用于制造例如汽车臂件、汽车轴件、汽车连杆和/或压缩机用双头活塞。本发明的锻造物品可以优选用作汽车臂件、汽车轴件、汽车连杆和/或压缩机用双头活塞。

虽然本发明可以以许多不同形式实施，但文中仅描述了几个说明性实施例，应该理解，本公开提供了本发明原理的示例，并且这些示例并非用于将本发明局限于文中描述和/或示出的优选实施例。

尽管文中已经描述了本发明的说明性实施例，但是本发明并不局限于文中描述的各优选实施例，而是如同本领域技术人员基于本公开将会明白的那样，包括任何和所有具有等效元件、经过修改、删除、组合(例如不同实施例之间各方面的组合)、适应性修改和/或替代的实施例。权利要求中的限制应该基于权利要求中采用的语句作广义解释，并不局限于在本说明书中或者在本申请实践过程中描述的示例。例如，在本公开中，词语“优选地”是非排它性的，意思是“优选地，但并不局限于”。在本公开中和在本申请的实践过程中，装置+功能或者步骤+功能的限制方式将仅用在对于特定的权利要求的限定所有下述条件都满足的情况下：a)明确说明了“用于……的装置”或者“用于……的步骤”；b)明确说明了相应的功能；以及c)没有说明结构、材料或者支持所述结构的动作。在本公开中和在本申请的实践过程中，术语“本发明”或者“发明”是一个非具体的一般引语，并且可以用作对本公开中的一个或者多个方面的引语。表述“本发明”或“发明”不能被不正确地解释为进行临界识别，不能被不正确地解释为应用于所有方面或者实施例(即必须明白本发明具有多个方面和实施例)，并且不能被不正确地解释为对本申请或者权利要求的范围加以限制。在本公开中和本申请的实践过程中，术语“实施例”可以被用来描述任何方面、特征、工艺或者步骤、这些方面特征工艺或者步骤的任何组合和/或其中的任何部分等等。在一些示例中，不同实施例可以包括交叠的特征。在本公开中和在本申请的实践过程中，可能使用了下列简写的术语：“e.g.”是指“例如”；“NB”是指“注意”。

Claims (16)

1.一种用于通过镦锻使位于杆状原材料的轴向端部的预定的直径增大部分增大的锻造方法，包括下述步骤：

利用保持模具将原材料的轴向中部保持在防止该轴向中部的直径增大的状态下，将原材料的轴向端部置于形成在保持模具的轴向端部的成形凹部中，并且将预定的直径增大部分置于形成在导向件中的插入通道内；然后

利用冲头同时向预定的直径增大部分施加压力，以将预定的直径增大部分的材料填充入成形凹部内，而沿与各冲头的移动方向相反的方向移动各导向件，从而使各预定的直径增大部分的直径增大。

2.如权利要求1中所述的锻造方法，其特征在于，各导向件的插入通道被构造成将预定的直径增大部分保持在防翘曲状态。

3.如权利要求1或2中所述的锻造方法，其特征在于，在各冲头开始移动之前，在各导向件与保持模具之间设定一初始间隙，该初始间隙的距离小于原材料暴露部分的横截面的翘曲极限长度。

4.如权利要求3中所述的锻造方法，其特征在于，在各冲头开始移动与各导向件开始移动之间设定一时滞。

5.如权利要求1至4中任一项所述的锻造方法，其特征在于，各导向件在其顶端部设有待装配在成形凹部中的施压部。

6.如权利要求1至5中任一项所述的锻造方法，其特征在于，各导向件顶端的插入通道侧边缘部分和/或保持模具的用于装配原材料轴向中部的原材料装配孔的边缘部分被倒角。

7.一种利用权利要求1至6中任一项所述的锻造方法获得的锻造物品。

8.一种利用权利要求1至6中任一项所述的锻造方法获得的汽车臂件。

9.一种利用权利要求1至6中任一项所述的锻造方法获得的汽车轴件。

10.一种利用权利要求1至6中任一项所述的锻造方法获得的汽车连杆。

11.一种利用权利要求1至6中任一项所述的锻造方法获得的压缩机用双头活塞。

12.一种用于通过镦锻使杆状原材料的轴向端部的预定的直径增大部分增大的锻造设备，包括：

用于将原材料的轴向中部保持在防翘曲状态的保持模具；

两个预定的直径增大部分将置于其中的成形凹部，这些成形凹部形成在保持模具的轴向端部；

两个均具有插入通道的导向件，预定的直径增大部分插入在该插入通道中；以及

两个用于沿预定的直径增大部分的轴向向该预定的直径增大部分施加压力的冲头，

其中，各导向件均能够沿与各冲头的移动方向相反的方向移动。

13.如权利要求12中所述的锻造设备，其特征在于，还包括两个导向件移动装置，每个导向件移动装置均用于沿与冲头的移动方向相反的方向移动导向件，并且均连接到对应的导向件。

14.如权利要求12或13中所述的锻造设备，其特征在于，各导向件中的插入通道均被构造成将预定的直径增大部分保持在防翘曲状态。

15.如权利要求12至14中任一项所述的锻造设备，其特征在于，各导向件均在其顶端部设有待装配在成形凹部中的施压部。

16.如权利要求12至15中任一项所述的锻造设备，其特征在于，各冲头顶端的插入通道侧边缘部分和/或保持模具的用于装配原材料轴向中部的原材料装配孔的边缘部分被倒角。

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