CN1943971A - 环状部件制造方法、使用的模具、及制造的环状部件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于制造环状部件(1)的方法,其中,执行压制成形以制备具有圆柱形壁(7)和环状法兰部分(8)的环状体(5A),所述圆柱形壁具有根部和远端。所述制造方法包括将圆柱形壁(7)的内圆周表面(7d)扩大到与形成在内圆周表面(7d)上的内径凹部(25)相对应的内径,并且将所述圆柱形壁(7)挤压为锥形使得圆柱形壁(7)的内径(7d)逐渐减小。在内径扩孔操作期间,环状肩部(7e)形成在圆柱形壁(7)的内圆周表面(7d)上并起到环状部件(1)的切槽的作用。
Description
相关申请的交叉引用
本申请与分别提交于2005年10月5日和2006年7月19日的日本专利申请No.2005-292627和No.2006-197249相关,其内容在此引入作为参考。
技术领域
本发明涉及用于环状部件的制造方法,更特别地,涉及用于制造执行限动环功能的环状部件的方法,所述限动环可安装在用于发动机起动的起动机的输出轴上,以及在这种制造方法中使用的模具和通过这种制造方法制造的环状部件。
背景技术
在现有技术中,如图14所示,起动机具有在其上可滑动承载小齿轮110的输出轴100,所述小齿轮移动以与发动机的齿圈(未显示)相啮合。利用这种起动机,如日本专利已审公开No.6-78746中所公开的,出于限制小齿轮110的移动位置的目的,在以前已经进行了利用卡环130将限动环120安装在输出轴100上的尝试。
利用现有技术中的方法制造出了限动环120,所述方法将参照图15在下文进行描述。
该制造方法包括:
(1)切削和锻造:棒钢被切成给定长度的加工原材料,随后进行锻造以形成如图1所示的钢条元件200。
(2)软化和退火:锻造成形导致钢条元件200硬化,所述钢条元件被退火和软化。
(3)滚筒磨削:执行滚筒磨削以从钢条元件200的表面上去除氧化皮。
(4)润滑薄膜处理:执行磷化处理以在钢条元件200的表面上形成磷酸薄膜。
(5)冷锻(模压)步骤:在钢条元件200上进行冷锻挤压成形以形成具有圆柱形壁202a和底壁202b的工件202A,所述底壁具有向下的凸起202c,如图15B所示。
(6)冷锻(冲压)步骤:进行冲压以在工件的底壁202b上形成孔202d,从而形成在圆柱形壁202a的底端具有环状法兰202e的工件202A,如图15C所示。
(7)切削(切槽):通过切削使工件202A的内圆周表面202f形成有环状槽形式的环状凹部202g,从而提供工件202B,如图15D所示。
利用如上所述的制造方法,由于工件利用导致整个原材料变形增加的冷锻加工制成,所以需要进行包括软化和退火,滚筒磨削(用于除去氧化皮)以及润滑薄膜处理在内的特定工艺。此外,由于冷锻加工很难形成切槽形状的凹部,因此切削操作需要使用单独的切削机。由于这些原因,现有技术遇到加工时间增加和需要准备仅用于这种切削的加工设备的各种问题。另一个问题包括库存成本、中间生产工艺所必需的空间或表面积增加。此外,尽管产品结构简单,但是仍然导致生产率下降,并且很难缩短交货日期。此外,由于巨大的能量消耗,软化和退火步骤以及润滑薄膜处理与现代节能解决方案的趋势相违背。
发明内容
本发明以解决上述问题为目的已经完成并提供了一种制造环状部件的方法,在这种制造方法中使用的模具以及利用这种方法制造的环状部件,所述制造方法可以实现加工时间缩短、设备成本及必需空间减少以提供提高的生产率,同时有助于节能。
为了实现上述目的,本发明的一个方面提供了一种环状部件的制造方法,所述环状部件包括由板状金属原材料通过压制成形制成的环状体并具有带根部和远端的圆柱形壁,所述圆柱形壁具有形成有内径凹部的内圆周表面,所述内径凹部起到切槽的作用。所述方法包括,通过将冲头压入圆柱形壁的内圆周表面中而使圆柱形壁的内圆周表面扩大到与内径凹部相对应的内径,并将该圆柱形壁挤压成锥形,使得该圆柱形壁的内径从圆柱形壁的根部向远端逐渐减小。
利用如上所述的制造方法,将圆柱形壁的内圆周表面扩大到与环状体的内径凹部相对应的内径,随后将环状体的圆柱形壁挤压成锥形,以允许该圆柱形壁的内圆周表面形成有内径凹部,所述内径凹部起到环状部件的切槽的作用。因此,不需要利用切削操作在环状体圆柱形壁的内圆周表面上形成内径凹部。另外,可以仅利用压制成形进行一系列的操作以利用板状原材料制造环状部件。因此,根据本发明的制造环状部件的方法可以在无需执行现有技术中所要求的冷锻操作的情况下进行。这导致无需执行特定操作,例如软化和退火、滚筒磨削(用于去氧化皮)以及润滑油处理。这使得加工时间缩短、同时减少了设备成本及相关的占地面积,并且使生产率提高。而且,由于不需要执行加大能量消耗的软化和退火、以及润滑油处理,从而可以实现节能。
利用该制造环状部件的方法,挤压圆柱形壁可以包括用于在圆柱形壁的内圆周表面上预先形成条纹状的环状台阶部分作为挤压该圆柱形壁时的变形起始点的预处理,其中所述预处理与扩大圆柱形壁的内圆周表面同时进行或者在扩大圆柱形壁的内圆周表面和挤压圆柱形壁之间的阶段内进行。
利用如上所述的制造方法,在挤压圆柱形壁之前,通过在所述圆柱形壁的内圆周表面上预先形成条纹状的环状台阶部分作为变形起始点,所述环状体的圆柱形壁可以在挤压操作期间精确地形成锥形而不会导致圆柱形壁的内圆周表面的内径凹部的形状(例如R形)发生变形。
利用如上所述的本实施例,所述制造环状部件的方法还可以包括,通过压缩圆柱形壁远端的内径角部执行内径倒角操作,从而在挤压圆柱形壁之前在其上形成倒角。
在挤压操作期间,压缩应力集中在圆柱形壁远端的内圆周角区域上,从而引起集中的压缩应变以导致裂缝形的压缩褶皱。压缩褶皱的出现导致产品强度恶化和产品质量明显下降。
相反地,通过在环状体的圆柱形壁的内圆周角部上预先形成倒角,挤压操作可以顺利执行以将所述环状体的圆柱形壁挤压成锥形而不会导致所述圆柱形部的内圆周角部上的应力集中增大,从而避免产生裂缝形的压缩褶皱。而且,形成在圆柱形壁的内圆周角部上的倒角可以形成C倒角或者R倒角。
利用该制造环状部件的方法,所述内径倒角操作在扩大圆柱形壁的内圆周表面之前进行。
在这种情况下,扩大圆柱形壁的内圆周表面可以在所述圆柱形壁的内圆周角部带有倒角部分的情况下进行,形成在圆柱形壁的内圆周角部处的倒角部分可用作引导表面以在执行扩大圆柱形壁的内圆周表面的操作期间引导压制成形机的冲头。即,冲头不会与位于圆柱形壁远端的内圆周角部发生干涉并且冲头可以顺利压入圆柱形壁的内圆周表面中。因此,可以顺利执行内径扩孔操作。
该制造环状部件的方法还可以包括在扩大圆柱形壁的内圆周表面之前进行预先倒角操作,以在环状体的端面上与圆柱形壁相对的位置处沿其整个圆周形成倒角环状凹部,从而允许最终结构具有带倒角的外圆周角部,以及在挤压圆柱形壁之后进行外径冲裁操作以按照最终形状的外径在环状体的倒角环状凹部处对环状体进行冲裁。
通过在环状体上与其上进行挤压操作的圆柱形壁相对的位置处沿整个圆周形成倒角环状凹部,使所述环状体在倒角环状凹部处按最终形状的外径进行冲裁,从而使环状体具有带倒角的外圆周角部。而且,由于在扩大圆柱形壁的内圆周表面之前进行预先倒角操作,通过内径扩孔操作和挤压操作可以在圆柱形壁的内圆周表面上以高精度方式形成内径凹部,而不会导致所述内径凹部出现变形。
另外,利用下模在内径扩孔操作期间限制倒角环状凹部,能够使材料的塑性流动得到控制。这有效地防止了工件的圆柱形壁的压陷(shear drop)或变形。
利用该制造环状部件的方法,通过使用锥形冲头进行挤压操作,所述锥形冲头与环状体的圆柱形壁的外圆周表面保持为靠接接合。
利用这种方法,圆柱形壁的内圆周表面扩大到与环状体的内径凹部相对应的内径,随后,利用锥形冲头将所述圆柱形壁挤压成锥形。利用这种方法,由于环状体的内圆周表面可以形成有起到切槽作用的内径凹部,从而不需要切削工艺在圆柱形壁的内圆周表面上形成内径凹部。而且,由于从板状原材料到挤压操作的一系列操作可以仅利用压制成形操作完成。因此,可以不需要现有技术中所要求的冷锻步骤就制造出环状部件。因此,不需要执行特定的操作,诸如软化和退火、滚筒磨削(用于去除氧化皮)和润滑薄膜处理等。这使得加工时间缩短、设备成本及相关的占地面积减少,并且使生产率提高。此外,由于不需要执行消耗大量能量的软化和退火操作、以及润滑薄膜处理,从而有助于有效地进行节能。
利用该制造环状部件的方法,可以利用滚子对圆柱形壁进行挤压,所述滚子与环状体的圆柱形壁的外圆周表面保持为靠接接合。
利用本实施例的制造方法,圆柱形壁的内圆周表面扩大到与环状体的内径凹部相对应的内径,随后,利用滚子将所述圆柱形壁挤压成锥形。利用这种工艺,由于从板状原材料到挤压操作的一系列操作可以利用压制成形操作和滚子操作完成。因此,可以不需要现有技术中所要求的冷锻步骤就制造出环状部件。因此,可以省略特定的操作,诸如软化和退火、滚筒磨削(用于去除氧化皮)和润滑薄膜处理等,从而提高生产率。此外,由于不需要执行消耗大量能量的软化和退火操作、以及润滑薄膜处理,从而有助于有效地进行节能。
利用根据本发明的制造方法,就能够以缩短的加工时间、减少的设备成本和相关空间(表面积)制造环状部件。这使得生产率提高,并且具有起到切槽作用的内径凹部的限动环能够以低成本进行制造。该限动环可以用作运动限制装置以限制承载于起动机输出轴上的小齿轮的过量运动。
本发明的另一个方面提供了一种环状部件的制造方法,所述环状部件包括由板状金属原材料通过压制成形而制成的环状主体并且其具有形成有根部和远端的圆柱形壁,所述圆柱形壁具有内圆周表面,所述内圆周表面形成有起到切槽作用的内径凹部。所述方法包括:
a)进行第一外径冲裁操作以通过冲裁将金属原材料制成圆形部件;
b)进行基孔冲孔操作以在所述圆形部件的径向中心区域处形成基孔;
c)通过扩大圆形部件的基孔而执行基孔扩孔操作以形成环状体,从而在该圆形部件的一侧上形成圆柱形壁,同时形成从所述圆柱形壁的根部径向延伸的环状法兰部分;
d)进行预先倒角操作以在与圆柱形壁相对的环状法兰部分端面上预先形成倒角环状凹部,从而使所述环状体在最终结构中形成有带倒角的外圆周角部;
e)进行内径倒角操作以压缩圆柱形壁远端的内径角部区域从而在其上形成倒角;
f)通过将冲头压入圆柱形壁的内圆周表面中并将其扩大到与内径凹部的内径相对应的内径而执行内径扩孔操作。
g)进行挤压操作以将圆柱形壁挤压成锥形,使得该圆柱形壁具有从根部向远端逐渐缩小的内径;和
h)进行第二外径冲裁操作以沿倒角环状凹部将所述圆形部件冲裁成最终结构。
利用上述制造方法,环状体的内圆周表面扩大到与该环状体的内径凹部相对应的内径,随后,所述环状体的圆柱形壁被挤压成锥形。这允许圆柱形壁的内圆周表面形成有内径凹部,其起到环状部件的切槽作用。因此,不需要利用切削操作在环状体的圆柱形壁的内圆周表面上形成内径凹部。另外,由第一外径冲裁操作开始到第二外径冲裁操作的一系列操作可以仅利用压制成形进行,从而制造环状部件。因此,不需要执行现有技术中所要求的冷锻操作。这导致无需执行特定操作,例如软化和退火、滚筒磨削(用于去氧化皮)以及润滑油处理。这能够使加工时间缩短、同时减少了设备成本及相关的占地面积,并且使生产率提高。而且,由于不需要执行加大能量消耗的软化和退火、以及润滑油处理,从而可以实现节能。
另外,由于圆柱形壁远端处的内圆周角区域被压缩并形成有倒角,使该环状体的圆柱形壁可以在挤压操作期间挤压成锥形,同时减少作用在圆柱形壁远端的内圆周角区域上的应力集中,从而避免裂缝形压缩褶皱的出现。
另外,圆柱形壁的内圆周表面可以在所述圆柱形壁远端的内圆周角部形成有倒角的情况下被扩径。因此,形成在圆柱形壁远端的内圆周角部处的倒角可用作引导件,以允许压制成形机的冲头顺利压入圆柱形壁的内圆周表面中。即,冲头不会与圆柱形壁远端的内圆周角部发生干涉,从而使冲头能够压入圆柱形壁的内圆周表面中。因此,可以顺利进行内径扩孔操作。
利用该制造环状部件的方法,执行挤压操作可以包括用于在圆柱形壁的内圆周表面上形成条纹状的环状台阶部分作为执行挤压操作时的变形起始点的预处理,其中所述预处理与内径扩孔操作同时进行或者在内径扩孔操作和挤压操作之间的阶段内进行。
用于在圆柱形壁的内圆周表面上预先形成条纹状的环状台阶部分作为变形起始点的预处理允许挤压操作顺利进行并且内部主体将以高精度形成有内径凹部,而不会导致其变形的出现。
利用该制造环状部件的方法,通过使用锥形冲头进行挤压操作,所述锥形冲头与环状体的圆柱形壁的外圆周表面保持为靠接接合。
利用这种制造方法,圆柱形壁的内圆周表面扩大到与环状体的内径凹部相对应的内径,其后,利用锥形冲头将所述环状体的圆柱形壁挤压成锥形。因此,不需要利用切削操作在环状体的圆柱形壁的内圆周表面上形成内径凹部。另外,由第一外径冲裁操作开始到第二外径冲裁操作的一系列操作可以仅利用压制成形进行,从而制造环状部件。因此,不需要执行现有技术中所要求的冷锻操作。这导致无需执行特定操作,例如软化和退火、滚筒磨削(用于去氧化皮)以及润滑油处理。这能够使加工时间缩短、同时减少设备成本及相关的占地面积,并且使生产率提高。而且,由于不需要执行加大能量消耗的软化和退火、以及润滑油处理,从而可以实现节能。
利用该制造环状部件的方法,可以通过使用滚子进行挤压操作,所述滚子与环状体的圆柱形壁的外圆周表面保持为靠接接合。
利用这种制造方法,圆柱形壁的内圆周表面扩大到与环状体的内径凹部相对应的内径,其后,利用滚子将所述环状体的圆柱形壁挤压成锥形,所述滚子与该环状体的圆柱形壁的外周保持为靠接接合。因此,不需要利用切削操作在环状体的圆柱形壁的内圆周表面上形成内径凹部。另外,由第一外径冲裁操作开始到第二外径冲裁操作的一系列操作可以仅通过压制成形和滚子成形进行,从而制造环状部件。因此,不需要执行现有技术中所要求的冷锻操作。这导致无需执行特定操作,例如软化和退火、滚筒磨削(用于去氧化皮)以及润滑油处理。这能够使加工时间缩短、同时减少设备成本及相关的占地面积,并且使生产率提高。而且,由于不需要执行加大能量消耗的软化和退火、以及润滑油处理,从而可以实现节能。
利用根据本发明的制造方法,能够以缩短的加工时间、减少的设备成本和相关空间(表面积)制造环状部件。这导致生产率提高,并且具有起到切槽作用的内径凹部的限动环能够以低成本进行制造。该限动环可以用作运动限制装置以限制承载于起动机输出轴上的小齿轮的过量运动。
本发明的另一个方面提供了一种在根据本发明的方法中执行的内径扩孔操作中使用的模具。所述模具可以包括下模和上模,所述下模用于保持环状体的环状法兰部分,所述环状体经受操作一直到内径倒角操作,并且所述上模可朝向或远离下模移动。所述下模具有环状凸起,所述环状凸起可以安装到环状法兰部分的倒角环状凹部上并且可操作以在倒角环状凹部安装到下模的环状凸起上的状态下保持所述环状体。所述上模包括用于将圆柱形壁的内圆周表面扩大到对应于内径凹部的内径的扩径冲头,用于在扩径冲头扩大圆柱形壁的内圆周表面的运动期间保持圆柱形壁外周的保持模,所述保持模由弹簧偏置为压向下模并可沿环状体的轴线移动,且具有可与圆柱形壁的外周相接合的内圆周表面以及可操作以在扩径冲头开始扩大圆柱形壁之前保持环状体的环状法兰部分的底壁。
利用这种模具结构,当利用冲头使环状体的圆柱形壁径向向外扩大时,所述圆柱形壁的外周和环状法兰部分的表面可以由所述模具保持。换句话说,因为冲头在圆柱形壁的外周和环状法兰部分的表面被限制在固定位置处的情况下压入圆柱形壁的内圆周表面中。因此,没有材料从圆柱形壁的外周和环状法兰部分的表面流向外部区域,从而防止了由所含材料引起的缺陷。
另外,在将冲头压入圆柱形壁的内圆周表面中的操作期间,倒角环状凸起与下模的环状凸起保持为接合关系并保持在固定的位置上,所述倒角环状凸起形成在位于与圆柱形壁相对位置处的法兰部分的端面上。这在使材料流向内部区域的同时抑制了材料从环状法兰部分流向外部区域,从而防止了圆柱形壁的压陷和变形。
利用在根据本发明的方法中执行的内径扩孔操作中使用的模具,所述扩径冲头可以具有带外径台阶部分的端部,用于在圆柱形壁的内圆周表面上预先形成条纹状环状台阶部分作为执行挤压操作时的变形起始点。
所述外径台阶部分形成在扩径冲头上,用于在圆柱形壁的内圆周表面上预先形成条纹状环状台阶部分作为执行挤压操作时的变形起始点。这允许环状体的圆柱形壁在挤压操作期间以高精度挤压成锥形,而不会导致内径凹部形状的任何变形。
本发明的另一个方面提供了一种在根据本发明的方法中执行的内径倒角操作中使用的模具。所述模具包括下模和上模,所述下模用于保持环状体的环状法兰部分,所述环状体经受操作一直到预先倒角操作,并且所述上模可朝向或远离下模移动。所述下模具有环状凸起,所述环状凸起可以安装到形成于环状体的环状法兰部分上的倒角环状凹部上,并且可操作以在倒角环状凹部安装到下模的环状凸起上的情况下保持所述环状体。所述上模包括倒角冲头和保持模,所述倒角冲头用于压缩圆柱形壁远端的内径角区域以在其上形成倒角,并且所述保持模用于在倒角冲头运动期间保持所述圆柱形壁的外周,所述保持模由弹簧偏置为压向下模并可沿环状体的轴线移动,且具有与圆柱形壁的外周相接合的内圆周表面和可操作以在倒角冲头在圆柱形壁的内径角部区域上开始形成倒角之前保持所述环状体的环状法兰部分的底壁。
利用如上所述的这种结构,在利用冲头压缩圆柱形壁远端的内圆周角部的操作期间,所述模具保持圆柱形壁的外周和环状法兰部分的表面。换句话说,冲头在模具限制圆柱形壁的外周及环状法兰部分的表面的情况下压缩圆柱形壁远端的内圆周角部。这抑制了材料流向圆柱形壁的外周和环状法兰部分表面周围的外部区域中,从而防止由所含材料引起的各种缺陷的产生。
另外,在利用冲头压缩圆柱形壁远端的内圆周角部的操作期间,倒角环状凹部与下模的环状凸起形成配合接合,所述倒角环状凹部形成在位于与圆柱形壁相对位置处的环状法兰部分的端面上。这抑制了材料从环状法兰部分向其外部区域流动。因此,不会发生圆柱形壁具有增大的内径,并且该圆柱形壁不会在后续的内径扩孔操作期间在内径区域上发生材料不足,从而防止结构缺陷的产生。
本发明的另一个方面提供了一种在根据本发明的方法中执行的挤压操作中使用的模具。所述模具可以包括用于保持环状体的环状法兰部分的下模,所述环状体经受操作一直到内径扩孔操作。所述下模具有环状凸起,所述环状凸起可以安装到形成于环状体的环状法兰部分上的倒角环状凹部上,并且可操作以在倒角环状凹部安装到下模的环状凸起上的情况下保持所述环状体。
利用这种结构,在利用锥形冲头将圆柱形壁挤压成锥形的操作期间,倒角环状凹部与下模的环状凸起形成配合接合,所述倒角环状凹部形成在位于与圆柱形壁相对的位置处的环状法兰部分的端面上。这抑制了材料从环状法兰部分向其外部区域流动。因此,不会发生圆柱形壁具有减小的内径,从而使处于最终形状的圆柱形壁具有位于所需特定范围之内的内径成为可能。
附图说明
在附图中:
图1A-1I为剖视图,其显示了执行根据本发明第一实施例的制造环状部件的方法的基本顺序。
图2是起动机一部分的剖视图,所述起动机具有在其上承载限动环的输出轴,所述限动环包括由图1A-1I中所示制造方法制造的环状部件。
图3是压制成形机的剖视图,其上承载有预先倒角模具,用于在工件上完成预先倒角。
图4是主要部分的放大剖视图,其显示了在外径部分通过冲压被切掉的位置中的预先倒角模具和相关的工件。
图5是压制成形机的剖视图,其上承载有内径倒角模具,所述模具用于对工件圆柱形壁的内角区域进行倒角。
图6是主要部分的放大剖视图,其显示了倒角模具和相关的工件,所述工件具有圆柱形壁,所述圆柱形壁包括形成有倒角的内角区域。
图7是压制成形机的剖视图,其上承载有内径扩孔模,用于使工件圆柱形壁的内径扩大。
图8是主要部分的放大剖视图,其显示了具有圆柱形壁的工件,所述圆柱形壁的内径扩大并形成有环状台阶部分和环状肩(凹)部。
图9是压制成形机的剖视图,其上承载有挤压模,用于将工件的圆柱形壁挤压成锥形。
图10是主要部分的放大剖视图,其显示了具有锥形圆柱形壁的工件,所述圆柱形壁形成有环状台阶部分和环状肩(凹)部。
图11是通过根据本发明另一个实施例的制造方法制成的环状部件的放大剖视图。
图12A-12E为显示了根据参考例的制造环状部件的方法的视图。
图13A-12E为显示了根据另一参考例的制造环状部件的方法的视图。
图14是具有输出轴的起动机一部分的剖视图,所述输出轴在其上承载有现有结构的限动环。
图15A-15D为显示了执行根据现有技术的制造环状部件的方法的基本顺序的视图。
具体实施方式
现在,将参照附图对实施本发明的各个实施例进行详细描述。然而,本发明不局限于如下所述的实施例,并且本发明的技术构思可以结合其他已知技术或具有与该已知技术等效功能的其他技术而实现。
[第一实施例]
图1A-1I显示了用于执行制造环状部件1的方法的流程图。
如图2所示,第一实施例的环状部件1例如执行限动环1的作用,通过装配到输出轴2外周上的卡环3,将所述限动环安装在用于发动机起动的起动机的输出轴2上。输出轴2在其上承载有可滑动的小齿轮4,所述小齿轮可以朝向(图2中向左)发动机的齿圈(未显示)移动。限动环1被用作移动限制元件,其限制小齿轮4可以沿轴向移动的位置。
现在,参照图1A-1I和图3-10对根据本发明实施例的制造环状部件1的方法进行描述。图3、5、7和9显示了相关的上模在各自的加工完成时向上抬起的状态。
图1A-1I显示了执行根据第一实施例的制造环状部件1的方法的基本顺序。根据本发明第一实施例的制造环状体的方法按照如下所述的方式完成。
该制造方法包括下列步骤:
(1)第一外径冲裁操作:一块金属原材料,例如钢板,进行冲裁操作以利用压制成形机(未显示)制成圆形件5,如图1A所示。
(2)基孔冲压操作:随后对圆形件5冲压以形成位于所述圆形件5(在下文称作工件5A)的径向中心位置处的基孔6,如图1B所示。
(3)扩孔操作:扩孔模(未显示)设置在压制成形机(未显示)上并且工件5A设置在所述压制成形机的模具上。在这种情况下,扩孔模下降以将基孔6扩大成扩孔6A,如图1C所示。同时,圆柱形壁7形成在工件5A的中心区域上,并沿厚度方向位于其一侧。而且,圆柱形壁7具有根部7a,所述根部与径向延伸的环状法兰部分8整体邻接。在该扩孔步骤中获得的工件5A在下面还称作中间体(在本发明中还称作环状体)。
(4)预先倒角操作:如图3所示,压制成形机P具有下模块9,其上承载有预先倒角下模10。下模10具有轴向延伸的倒角成形环状凸起10a,以便在中间体5A上形成预先倒角,随后将进行详细描述。另一方面,上保持模12安装在压制成形机P的上模块11上,并与下模10成面对面关系。上保持模12具有内圆周表面12a、弯角12b和底壁12c,用于在环状法兰部分8的底壁上进行倒角成形操作期间将中间体5A保持在固定的位置上。
在压制成形过程中,中间体5A设置在下模10上,随后,上模块11在操作压制成形机P时下降以使上保持模12压紧中间体5A的环状法兰部分8。当这发生时,与下模10的倒角成形环状凸起10a的外形相一致,倒角环状凹部13形成在中间体5A的环状法兰部分8的整个圆周区域上,如图1D和图3、4所示。
如图4所示,倒角成形环状凸起10a形成在下模10上的一位置处,从而使中间体5A的环状法兰8的底面形成有带倒角部分13a的倒角环状凹部13。由于形成有倒角部分13a的倒角环状凹部13的存在,当中间体5A的环状法兰部分8在后续冲裁操作中沿图4中以虚线BL表示的切削线被切削时,中间体5A能够具有圆柱形外壁,其环状角在最后阶段形成有倒角14,如图1I所示。因此,倒角下模10的倒角成形环状凸起10a可以充分具有例如横截面成梯形的适当形状,从而在中间体5A经受第二冲裁操作制成最终形状时,最终产品具有形成有如图1I所示的适当倒角14的外部圆周角区域。
(5)内径倒角操作:如图5所示,上模块11具有形成有向外延伸的径向凸起18a的向下延伸臂18,所述径向凸起与形成在圆柱形工件保持模15的内圆周表面15d上的环状空腔15a滑动接合,所述保持模具有能够保持工件5A的环状法兰部分8的底壁15d。圆柱形工件保持模15的内圆周表面15c用于在倒角操作期间保持工件5A的圆柱形壁7的外圆周表面7b。
盘簧19设置在保持模15的环状空腔15a中并位于径向凸起18a和工件保持模15的下环状肩部15b之间。倒角冲模16安装在上模块11的底壁上并且具有带倒角斜壁16a的下端。在倒角操作中,工件5A设置在下模10上从而允许工件5A的凹部13与下模10的倒角成形环状凸起10a配合接合。
在操作中,工件保持模15如图5所示向下移动,从而使工件保持模15的内圆周表面15c与圆柱形壁7的外圆周壁7b滑动接合。此时,使倒角冲模16的倒角斜壁16a压靠工件5A的圆柱形壁7的内圆周角部7b,从而挤压圆柱形壁7的内圆周角部7b以在该圆柱形壁7的内圆周角部7b处形成环状的倒角部分(倒棱)7c,如图1E和图6所示。如上所述,此外,工件保持模15由固定到上模块11上的臂部18支撑以上下移动。
因此,在压制操作期间,工件保持模15与圆柱形壁7的外圆周壁7b进行接合以在倒角冲模16的倒角斜壁16a开始挤压圆柱形壁7的内圆周角7b之前保持其外圆周壁7b,同时由于插入到臂部18和工件保持模15之间的弹簧19所施加负载的作用,允许工件保持模15的底壁15d预先对工件5A的环状法兰部分8的上表面加压。
换句话说,当操作压制成形机P而使上模块11下降时,工件保持模15牢固地固定圆柱形壁7的外圆周壁7b和环状法兰部分8的上表面8a,随后,倒角冲模16在圆柱形壁7的上部远端挤压其内圆周角7b从而形成环状倒角部分7c,如图1E所示。而且,圆柱形壁7的环状倒角部分7c不仅可以为C倒棱,而且可以为例如R倒棱的其他形状。
(6)内径扩孔操作:压制成形机P的上模块11在其上承载有具有向外延伸的径向凸起18a的臂部18A,所述臂部支撑具有环状内腔21a的圆柱形工件保持模21,壁部18A的向外延伸的径向凸起18a固定为与所述环状内腔滑动接合,如图7所示。工件保持模21具有可保持工件5A的环状法兰部分8的底壁21d。圆柱形工件保持模21的内圆周表面21c用于在内径扩孔操作期间保持工件5A的圆柱形壁7的外圆周表面7b。
盘簧19A设置在保持模21的环状空腔21a中并位于壁部18A的径向凸起18a和工件保持模21的下环状肩部21b之间。
内径扩孔模20安装在压制成形机P的上模块11的底壁上并具有形成有向下延伸的圆柱形凸起20a的最下端,所述凸起经中间部分20c与外径台阶部分20b邻接。为了对工件5A的圆柱形壁7的内径进行扩孔,内径扩孔模20具有下端,下端外径比圆柱形壁7的内壁7d的直径大。
下模10A除了具有环状凸起10a外,还具有形成有轴向孔10c的梯形部分10b,所述轴向孔用于避开内径向扩孔模20的圆柱形凸起20a。
在内径扩孔操作中,工件5A设置在下模10上,并且工件5A的凹部13与工件保持模15的下模10的倒角成形环状凸起10a形成配合接合。随后,工件保持模21如图7所示向下移动,从而允许工件保持模21的内圆周表面21c与圆柱形壁7的外圆周7b滑动接合。
在该内径扩孔操作期间,工件保持模21与圆柱形壁7的外圆周壁7b形成接合,从而在内径扩孔模20的下端开始压入圆柱形壁7的内圆周表面7d中之前保持所述外圆周壁7b。
在内径扩孔模20进一步向下运动期间,固定安装到上模块11的底壁上的扩孔模20被压入工件5A的圆柱形壁7的内圆周表面7d中,从而使圆柱形壁7的内圆周表面7d沿径向向外的方向扩大。
在所述扩孔模20向下运动期间,工件5A的圆柱形壁7的外周7b由径向放置在扩孔冲模20外面的工件保持模21的内圆周表面21c所保持,从而使圆柱形壁7沿其轴线形成均匀壁厚。
工件保持模21由固定安装在上模块11底壁上的臂部18所支撑,以便利用弹簧19A进行上下移动。利用这种结构,在压制成形机P的上模块11向下运动期间,工件保持模21牢固地保持圆柱形壁7的外周7b,并且工件5A的环状法兰部分8的上表面8a利用弹簧19A由工件保持模21的底壁21d保持在固定的位置上。
然后,扩孔模20压入工件5A的圆柱形壁7的内圆周角7b中,从而使工件5A的内径扩大为直径增大的构造,如图1F所示。在这种内径扩孔操作中,由于形成在内径扩孔模20上的外径台阶部分20b,中间部20c和内径扩孔模20的圆柱形凸起20a的存在,同时工件5A的圆柱形壁7的外周7b由工件保持模21的内圆周表面21c和底壁21d保持,使得圆柱形壁7的内周角部7a压紧在内径扩孔模20的中间部20c和下模10A的梯形凸起10b之间。
使圆柱形壁7的内周角部7a沿径向向内的方向变形以形成内环状法兰部分22。这时,内径扩孔模20的圆柱形凸起20a与下模10的梯形凸起10b的上表面形成靠接接触,这样,内径环状部分20a具有内圆周表面22a,其内径由内径扩孔模20的圆柱形凸起20b的外周所界定。
另外,在本步骤中使用的内径扩孔模20具有中间部20c,其环状角20d为R形。因此,如图8所示,环状肩部7e形成在位于工件5A圆柱形壁7的内圆周表面7d和内环状法兰部分22之间,并且具有对应于1/4圆周的R形。
此外,利用该步骤,环状台阶部分23以条纹形式预先形成在圆柱形壁7的整个内圆周表面7d上起到变形起始点的作用,从而使圆柱形壁7在后续步骤(在挤压周期期间)中的圆柱形壁7挤压周期期间在适当的位置方便地进行锥形变形。环状台阶部分23由形成在临近中间部20c的内径扩孔模20的外周上的外径台阶部分20b形成。即,内径扩孔操作和条纹形环状台阶部分成形操作可以在单个的压制成形操作中利用内径扩孔冲头20同时进行,条纹形环状台阶部分成形操作能够形成用于工件5A的圆柱形壁7的锥形外形的变形起始点。
(7)内径冲压操作:工件5A设置在压制成形机上并且冲模设置到带有工件5A的压制成形机的上模块,用于冲压工件5A的内径环状部分22。这使工件5A具有增大直径的内孔22b,其尺寸能够适当地装配到起动机的输出轴2上(参见图2),如图1G所示。
(8)孔挤压操作:如图9所示,利用冲压压制成形机P,上模块11承载有挤压模24,所述挤压模形成有起始于作为支撑表面的底壁24b的锥形内壁24a,并且所述锥形内壁沿挤压模24的轴线具有逐渐减小的直径。挤压模24具有位于底壁24b和锥形内壁24a之间的环状肩部24c,其具有给定的曲率半径。
下模块9在其上承载有具有倒角成形环状凸起10a的下模10,所述倒角成形环状凸起用于将工件5A定位在固定位置上。在执行挤压步骤时,工件5A设置在下模10上,在工件5A的环状凹部13和下模10的倒角成形环状凸起10a之间形成配合接合关系。
在挤压操作中,操作压制成形机P使挤压模24向工件5A降低,同时使挤压模24的内部锥形壁24a保持为与工件5A的圆柱形壁7外周成靠接接合关系。在挤压模24向下运动期间,挤压模24的锥形内壁24a逐渐挤压圆柱形壁7的外周,使其变形成锥形从而完成挤压步骤,这样圆柱形壁7的外圆周壁7b和内圆周表面7d以减小的直径逐渐成锥形,如图1H和图9、10所示。
当这发生时,如图10所示,工件5A的圆柱形壁7经受从起始点开始的锥形形式的塑性变形,所述起始点由在先步骤(内径扩孔步骤)中形成在圆柱形壁7的内圆周表面7d上的环状台阶部分23所界定。这使环状肩部7e形成切槽形状,从而形成如图1I和图11所示的内径凹部25,所述环状肩部通过在先的内径扩孔步骤而形成为R形。内径凹部25与卡环3的外周形成配合接合(参见图2)。
(9)第二外径冲裁步骤:工件5A设置在压制成形机的下模(未显示)上并且外径冲模设置在压制成形机的上模块上,所述工件具有如图1H所示的由压制成形制成的结构。在这种状态下,当压制成形机操作时,外径冲模下降以在与倒角环状凹部13交叉的位置(沿如图4所示的直线BL)处切除工件5A的环状法兰部分8,从而形成具有最后阶段的外径尺寸的工件5A,如图1I所示,所述倒角环状凹部13在先前的预先倒角成形步骤中形成在工件5A的环状法兰部分8端面的整个圆周上。
(第一实施例的有利效果)
利用根据本发明该实施例的制造方法,执行内径扩孔步骤以扩大工件5A的圆柱形壁7的内圆周表面,其后在工件5A上进行挤压步骤以将其圆柱形壁7挤压成锥形。这能够使圆柱形壁7的内圆周表面形成有内径凹部25,其起到切槽部分的作用。因此,圆柱形壁7的内径凹部25不需要通过切削形成。另外,从第一外径冲裁步骤到第二直径冲裁步骤的一系列加工操作可以仅通过压制加工来完成,而无需执行现有技术中所需要的冷锻。因此,不需要特定的加工步骤来执行诸如软化和退火、滚筒磨削(用于去除氧化皮)、润滑薄膜处理等的操作。这可以使加工时间缩短、设备成本及所占表面积减少,并且提高生产率。
利用现有技术中制造环状部件1(如图2所示)的制造方法借助于冷锻步骤,需要进行消耗大量能量的软化和退火步骤、和润滑薄膜处理。相反地,利用根据本发明该实施例的制造方法,环状部件1可以仅通过使用压制加工制造。这导致能量消耗减少,从而有助于节能。
利用第一实施例的制造方法,在挤压步骤之前,工件5A的圆柱形壁7的内圆周表面7d预先形成有条纹形式的环状台阶部分23,从而允许工件5A的圆柱形壁7从位于环状台阶部分23处的起始点(变形起始点)开始挤压成锥形。因此,压制成形可以在高精度下完成,从而使圆柱形壁7的内圆周表面7d形成有R形的内径凹部25,而不会在圆柱形壁7的挤压成形期间使内径凹部25的R形产生任何变形。
另外,在挤压步骤期间,当进行挤压步骤以形成锥形圆柱形壁7时,压缩应力集中于圆柱形壁远端的内角区域中并且承受压应变,从而产生裂缝形的压缩褶皱。压缩褶皱的出现导致产品强度恶化,同时导致产品质量明显下降。相反地,利用本实施例的制造方法,在挤压步骤执行之前,通过在先前步骤中压缩圆柱形壁7远端的内圆周角区域,执行倒角成形操作。这能够在用于使圆柱形壁7成形为锥形的挤压步骤期间减少作用在圆柱形壁7远端的内圆周角区域上的应力集中。这能够防止出现裂缝形的压缩褶皱。而且,尽管圆柱形壁7已经显示为具有图6中直线形式的环状倒角部分7c,但是应当理解,圆柱形壁7的环状倒角部分7c可以采用C倒角形状和R倒角形状中任何一种的形式。
此外,利用本实施例的制造方法,在内径扩孔步骤之前执行倒角成形操作能够使倒角部分7c用作引导表面,所述倒角部分7c形成在位于内圆周角区域处的圆柱形壁7的远端上,并且其在内径扩孔步骤期间引导扩孔冲模20进入圆柱形壁7的内圆周表面7d。即,在圆柱形壁7远端内圆周角区域和扩孔冲模20之间不发生干涉,并且扩孔冲模20可以顺利地导入圆柱形壁7的内圆周表面7d中。这产生有利的效果,即,顺利地执行内径扩孔步骤。
另外,利用第二外径冲裁步骤,工件5A的环状法兰部分8可以通过冲裁沿倒角环状凹部13切削成最终形状,所述倒角环状凹部13在预先倒角操作中预先形成。这能够使环状部件1具有带倒角表面14的外角区域(参见图1I)。在这种情形下,即使具有最终形状的外径的工件上出现毛刺,也不会发生这种毛刺从环状部件1的端面(与圆柱形壁相对的端面)向外伸出的可能性。在环状部件1用作限动环1的情况下,当小齿轮4移向发动机的齿圈并与限动环1的端面形成靠接接合时,这能够使小齿轮4不会靠在毛刺上,如图2所示。
此外,倒角环状凹部13形成在内径扩孔步骤之前,使内径倒角操作、内径扩孔操作和挤压操作在环状法兰部分8的倒角环状凹部13与下模10的倒角成形环状凸起10a保持配合接合关系的条件下进行成为可能。在利用倒角冲模16压缩圆柱形壁7远端的内角区域的操作期间,这限制了工件5A的环状法兰部分8的材料沿外圆周方向移动。因此,可以防止圆柱形壁7的内径在尺寸上增大。因此,不会出现在后续步骤中的内径扩孔操作期间圆柱形壁7的内圆周表面7d材料不足的可能性,从而避免了有缺陷结构的出现。
而且,在内径扩孔操作期间,扩孔冲头20压入圆柱形壁7的内圆周表面7d中,从而使圆柱形壁7沿径向向外的方向扩大。同时,没有原材料从工件5A的环状法兰部分8流到外部区域。因此,在工件的圆柱形壁7上不会发生压陷或变形。因此,内径凹部25的R形可以高精度形成。
此外,可以执行挤压操作以便抑制环状法兰部分8的材料径向向内移动,从而利用锥形冲头24形成锥形的圆柱形壁7。这能够防止内径尺寸减少,使制造具有给定范围内的内径的环状部件1成为可能。
在内径扩孔步骤中使用的工件保持模15、和在内径倒角步骤中使用的工件保持模21通过弹簧19利用固定安装在上模块11底壁上的臂部18支撑从而可以上下移动。因此,可以执行内径倒角步骤以允许倒角冲模16在工件保持模15限制圆柱形壁7的外圆周壁7b和环状法兰部分8的表面的情况下压缩工件5A的圆柱形壁7的内径角部7b。
同样,可以执行内径扩孔步骤以将扩孔冲模20在工件保持模21限制圆柱形壁7的外圆周壁和环状法兰部分8的表面的情况下压入圆柱形壁7的内圆周表面7d中。因此,在两个压制成形步骤中,没有材料流向圆柱形壁7的外圆周壁和环状法兰部分8,从而防止了由进入另一区域的材料所引起的缺陷发生。
而且,应该认识到,参照第一实施例如上所述的制造步骤(1)-(9)可以在可用于使用作切槽的内径凹部25的R形以高精度形成的范围内适当地改变。例如,尽管如上所述的预先倒角步骤在内径倒角操作之前执行,但是预先倒角步骤也可以在内径扩孔操作之后或之前进行。类似地,内径倒角操作可以在内径扩孔操作之后或者挤压操作之前进行。
此外,尽管第一实施例已经参照这样的工艺在上文进行了阐述,即其中为了将环状部件1作为限动环1使用,内径冲孔操作在内径扩孔操作之后进行,但是如果对所用部件的内径尺寸没有限制的话,可以省略内径冲孔操作。
[第二实施例]
图11是通过根据本发明第二实施例的环状部件制造方法获得的环状部件1(限动环)的横截面视图。
尽管在第一实施例中,挤压操作利用如图9所示的锥形挤压冲头24实现,但是第二实施例的特征在于利用如图11所示的滚子26实现挤压操作。即,保持为与工件5A的圆柱形壁7的外圆周壁7b形成靠接接合关系的滚子26旋转从而导致圆柱形壁7逐渐变形为锥形。
而且,除了挤压操作以外,第二实施例具有与第一实施例相同的步骤。即使利用第二实施例的方法,也不需要使用切削工艺形成构成切槽的内径凹部25。另外,第二实施例的制造方法可以仅通过压制成形(除了挤压步骤之外,包括第一直径冲裁步骤,基孔成形步骤,基孔扩径步骤,预先倒角步骤,内径倒角步骤,内径扩孔步骤和第二直径冲压步骤)制造环状部件1。因此,不需要使用现有技术中所要求的锻造步骤,能够使工时缩短、设备成本和相关占地面积减少,而生产率提高。
(第一参考实例)
图12A-12E是显示了根据第一参考例制造作为限动环的环状部件1B的另一种方法的示意图。
虽然第一实施例已经参照这样的工艺在上文进行了描述,即其中环状部件1利用压制成形在板状原材料5的基础上制造而成,但是第一参考例显示了环状部件1B由棒钢27制造而成的实例。
该第一参考例的制造方法将参照图12A-12E描述如下。
该制造方法包括如下步骤。
(1)切断步骤:棒钢27被切至给定长度以形成由原材料制成的钢条元件28。
(2)软化和退火步骤:由硬化材料制成的钢条元件28被退火和软化。
(3)滚筒磨削步骤:执行滚筒磨削以从钢条元件28的表面上去除氧化皮。
(4)润滑薄膜处理步骤:钢条元件28的表面经受磷化处理以在该钢条元件28的表面上形成磷酸薄膜。
(5)冷锻步骤:在钢条元件28上进行冷锻挤压成形以形成具有圆柱形壁7B和环状法兰部分8B的工件5B,其类似于第一实施例的工件5A的圆柱形壁7和环状法兰部分8,如图12B所示。
(6)内径冲压步骤:由冷锻步骤制成的工件5B被冲压以形成内径30(与第一实施例的内径冲压步骤相同),如图12C所示。
(7)孔挤压步骤:圆柱形壁7B经受挤压操作以形成锥形的圆柱形壁7B(与第一和第二实施例的制造方法中的挤压步骤相同),如图12D所示。
(8)外径冲裁步骤:工件5B的环状法兰部分8B沿一区域通过冲裁切削至环状部件1B的最终形状的直径(与第一和第二实施例的制造方法中的外径冲裁步骤相同),如图12E所示,所述区域与在先前的冷锻步骤中形成的倒角环状凹部13B相关。
(第二参考实例)
图13A-13E为显示了根据第二参考例的另一种制造作为限动环的环状部件1C的方法。
第二参考例显示了一实例,其中形成切槽的环状肩部25C被切削并成形。
该第二参考例的制造方法将参照图13A-13E描述如下。
该制造方法包括如下步骤。
(1)外径冲裁步骤:例如钢板的板状原材料32利用压制成形机(未显示)通过冲裁形成圆形从而获得工件5C(与第一实施例的制造方法中的第一直径冲压步骤相同),如图13A所示。
(2)基孔成形步骤:形成圆形的工件5C被压制成形机冲压以在该工件5C的径向中心区域处形成基孔34(与第一实施例的制造方法中的冲孔步骤相同),如图13B所示。
(3)基孔扩径步骤:工件5C以与图7所示相同的方式设置在压制成形机的下模上,并且内径扩孔冲头(未显示)准备并安装到压制成形机上。然后,内径扩孔冲头下降以使基孔34扩径,从而形成孔扩大的内圆周表面36和具有锥形外周38的圆柱形壁7C,如图13C所示(与第一实施例的制造方法中的内径扩孔步骤相同),这样,圆柱形壁7C在工件5C的一侧形成。
(4)外径冲裁步骤:利用压制成形机按照最终形状的直径在工件5C的环状法兰部分8C上进行外径冲裁。
(5)切削步骤:圆柱形壁7C的内圆周表面36经受切削操作以在圆柱形壁7C的内圆周表面上形成作为切槽的内径凹部25C。
尽管已经对本发明的特定实施例进行了详细描述,但是本领域技术人员应当认识到,根据本公开内容的总体教导可以对所述细节进行各种改进和选择。因此,所公开的特定结构仅为示例性的,并且不限制本发明的范围,本发明的全部范围由下列权利要求及其等效物给出。
Claims (17)
1.一种制造环状部件的方法,所述环状部件包括环状体,所述环状体由板状金属原材料通过压制成形制成并具有形成有根部和远端的圆柱形壁,所述圆柱形壁具有形成有内径凹部的内圆周表面,所述内径凹部起到切槽的作用,所述方法包括:
通过将冲头压入圆柱形壁的内圆周表面中而使圆柱形壁的内圆周表面扩大到与内径凹部相对应的内径;和
将圆柱形壁挤压成锥形,使得圆柱形壁的内径从该圆柱形壁的根部向远端逐渐减小。
2.如权利要求1所述的制造环状部件的方法,其特征在于,挤压圆柱形壁包括:
预加工,其用于在圆柱形壁的内圆周表面上预先形成条纹状的环状台阶部分以作为挤压圆柱形壁时的变形起始点;并且
其中该预加工与对圆柱形壁的内圆周表面扩孔同时进行,或者在使圆柱形壁的内圆周表面扩孔和挤压圆柱形壁之间的阶段内进行。
3.如权利要求1所述的制造环状部件的方法,还包括:
通过压缩圆柱形壁远端的内径角部而进行内径倒角操作操作,以在挤压圆柱形壁之前在该内径角部上形成倒角。
4.如权利要求3所述的制造环状部件的方法,其特征在于:
内径倒角操作操作在对圆柱形壁的内圆周表面进行扩孔之前进行。
5.如权利要求1所述的制造环状部件的方法,还包括:
在对圆柱形壁的内圆周表面扩孔之前进行预先倒角操作,以在环状体端面上与圆柱形壁相对的位置处沿其整个圆周形成倒角环状凹部,从而使最终结构具有带倒角的外圆周角部分;和
在挤压圆柱形壁之后进行外径冲裁操作以在其倒角环状凹部处按照最终形状的外径对环状体进行冲裁。
6.如权利要求1所述的制造环状部件的方法,其特征在于:
通过使用锥形冲头而进行挤压圆柱形壁,所述锥形冲头与环状体的圆柱形壁的外圆周表面保持为靠接接合。
7.如权利要求1所述的制造环状部件的方法,其中:
通过使用滚子进行挤压圆柱形壁,所述滚子与环状体的圆柱形壁的外圆周表面保持为靠接接合。
8.一种按照权利要求1所述的方法制造的环状部件,其包括可安装在起动机的输出轴上的限动环,所述输出轴在其上承载有可朝向用于发动机起动的发动机齿圈移动的小齿轮,所述限动环可操作以限制小齿轮的移动位置。
9.一种制造环状部件的方法,所述环状部件包括环状体,所述环状体由板状金属原材料通过压制成形制成并具有形成有根部和远端的圆柱形壁,所述圆柱形壁具有内圆周表面,所述内圆周表面形成有起到切槽作用的内径凹部,所述方法包括:
a)进行第一外径冲裁操作以通过冲裁将金属原材料制成圆形部件;
b)进行基孔冲孔操作以在所述圆形部件的径向中心区域处形成基孔;
c)通过扩大所述圆形部件的基孔而执行基孔扩孔操作以形成环状体,从而在该圆形部件的一侧上形成圆柱形壁,同时形成从所述圆柱形壁的根部径向延伸的环状法兰部分;
d)进行预先倒角操作以在与所述圆柱形壁相对的环状法兰部分的端面上预先形成倒角环状凹部,从而使所述环状体在最终结构中形成有带倒角的外圆周角部;
e)进行内径倒角操作以压缩所述圆柱形壁远端的内径角部区域从而在其上形成倒角;
f)通过将冲头压入所述圆柱形壁的内圆周表面中而进行内径扩孔操作,并对其进行扩孔以形成与内径凹部的内径相对应的内径。
g)进行挤压操作以将所述圆柱形壁挤压成锥形,使得该圆柱形壁具有从根部向远端逐渐缩小的内径;和
h)进行第二外径冲裁操作以沿倒角环状凹部将所述圆形部件冲裁成最终结构。
10.如权利要求9所述的制造环状部件的方法,其中执行挤压操作包括:
预加工,其用于在圆柱形壁的内圆周表面上预先形成条纹状的环状台阶部分以作为执行挤压操作时的变形起始点;和
其中所述预加工与内径扩孔操作同时进行或者在内径扩孔操作和挤压操作之间的阶段内进行。
11.如权利要求9所述的制造环状部件的方法,其特征在于:
通过使用锥形冲头而进行挤压操作,所述锥形冲头与环状体的圆柱形壁的外圆周表面保持为靠接接合。
12.如权利要求9所述的制造环状部件的方法,其特征在于:
通过使用滚子进行挤压操作,所述滚子子与环状体的圆柱形壁的外圆周表面保持为靠接接合。
13.一种按照权利要求9所述的方法制造的环状部件,其包括可安装在起动机的输出轴上的限动环,所述输出轴在其上承载有可朝向用于发动机起动的发动机齿圈移动的小齿轮,所述限动环可操作以限制小齿轮的移动位置。
14.一种在如权利要求9所述的方法中执行内径扩孔操作中使用的模具,所述模具包括:
用于保持经受操作直至内径倒角操作的环状体的环状法兰部分的下模;和
可朝向和远离下模移动的上模;
其中所述下模具有环状凸起,所述环状凸起可以安装到环状法兰部分的倒角环状凹部上并且可操作以在倒角环状凹部安装到下模的环状凸起上的状态下保持所述环状体;和
其中上模包括用于将圆柱形壁的内圆周表面扩大到与内径凹部的内径相对应的内径的扩孔冲头,和用于在扩孔冲头扩大圆柱形壁的内圆周表面的运动期间保持圆柱形壁外周的保持模,所述保持模由弹簧偏置为压向下模并可沿环状体的轴线移动,且具有可与圆柱形壁的外周相接合的内圆周表面,以及可操作以在扩孔冲头开始扩大圆柱形壁之前保持所述环状体的环状法兰部分的底壁。
15.如权利要求14所述在该方法中执行内径扩孔操作中使用的模具,其特征在于:
所述扩孔冲头具有形成有外径台阶部分的端部,该外径台阶部分用于在圆柱形壁的内圆周表面上预先形成条纹状环状台阶部分作为执行挤压操作时的变形起始点。
16.一种在如权利要求9所述方法中执行内径倒角操作中使用的模具,所述模具包括:
用于保持经受操作直至预先倒角操作的环状体的环状法兰部分的下模;和
可朝向和远离下模移动的上模;
其中所述下模具有环状凸起,所述环状凸起可以安装到形成于环状体的环状法兰部分上的倒角环状凹部上,并且可操作以在倒角环状凹部安装到下模的环状凸起上的情况下保持所述环状体;并且
其中所述上模包括倒角冲头和保持模,所述倒角冲头用于压缩圆柱形壁远端的内径角区域以在其上形成倒角,并且所述保持模用于在倒角冲头运动期间保持所述圆柱形壁的外周,所述保持模由弹簧偏置为压向下模并可沿环状体的轴线移动,且具有可与圆柱形壁的外周相接合的内圆周表面,和可操作以在倒角冲头在圆柱形壁的内径角区域上开始形成倒角之前保持所述环状体的环状法兰部分的底壁。
17.一种在如权利要求9所述的方法中执行挤压操作中使用的模具,所述模具包括:
用于保持经受操作直至内径扩孔操作的环状体的环状法兰部分的下模;
其中所述下模具有环状凸起,所述环状凸起可以安装到形成于环状体的环状法兰部分上的倒角环状凹部上,并且可操作以在倒角环状凹部安装到下模的环状凸起上的情况下保持所述环状体。
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