JP2010500175A - 加工部品を成形するための装置および方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、装置（１）は相対的動作が加工部品（２）および成形金型（ｄｉｅ）（３）の間に発生される手段によって成形金型（３）および供給器具（５）をもち、ここで装置（１）は供給器具（５）と相互作用をする頻度発生器具（１０）をもち、頻度発生器具（１０）の手段により供給器具（５）によって発生される加工部品（２）および成形金型（３）間の相対的動作は加工部品（２）および／あるいは成形金型（３）が供給方向（Ｐ）の第１行程移動を通過する前進行程のあと、続く後進行程の第２行程移動によって成形金型（３）および／あるいは加工部品（２）の動作は供給方向（Ｐ）に反対方向に行われるような方法で調整される手段で加工部品（２）を成形するための、特に冷間成形するための、ここでは特に冷間押出しのための装置（１）に関する。頻度発生器具（１０）はそれぞれ前進行程および後進行程からなる少なくとも２つの連続する形成段階の前進行程および／あるいは後進行程の行程移動が異なる方法で供給器具（５）を調整することが本発明に従って提供される。本発明はまた加工部品を成形するための相応する方法に関する。
【選択図】図１

Description

本発明は加工部品を成形する装置、特に冷間成形、ここでは特に冷間押出しに関し、装置は関連する動作が加工部品および成形金型（ｄｉｅ）の間に発生される手段によって成形金型および供給器具をもち、ここで装置は供給器具と相互作用する頻度発生器具をもち、そして加工部品および成形金型の間の相対的動作は供給器具によって発生されるので加工部品および／あるいは成形金型が供給方向に第１行程移動を通過する前進行程に続くような方法で調整され、成形金型および／あるいは加工部品の動作が供給方向に反対方向の第２行程移動の次の逆行程にもたらされ、そして加工部品と成形金型間の相対的動作が供給器具によって発生される加工部品を成形する方法に対して、供給器具によって発生される加工部品および成形金型間の相対的動作が加工部品および／あるいは成形金型が第１行程移動を通過する前進行程に続くような方法で調整され、成形金型および／あるいは加工部品の動作が供給方向に反対方向に次の逆行程の第２行程移動にもたらされる。

この種類の装置および方法はＥＰ１００３６１６Ｂ１から出願人に知られている。この種類の装置および方法は、例えば、シャフトあるいは同様な部品の歯を成形するために使用される。固形のシャフトの場合において、既知の装置および既知の方法は外側の歯切りをすることができ、一方管状のシャフトの場合において外側および内側の両方の歯切りが成形される。前述の印刷された出版物に記載された装置および相当する方法は、頻度調整供給が、従来の軸状鋳型あるいは押し出し操作と比較して、加圧力を約５０％まで減らせる利点を提供する。

しかしながら、製造される構造（歯切り）の開始において成形される先端の円形あるいは／および直径が供給の方向において最初の範囲に従う加工部品の範囲よりも常に少し小さい既知の装置および既知の方法に基本的な問題が残っている。これは成形される材料の流れの性質のためであり、そして大変狭い許容寸法の部品に対して特に不利である。シャフトのような部品上あるいは中に構造を製造するにおいて遭遇するさらなる問題は、構造の終わる範囲の成形操作の後、特に構造がアンダーカットで終わるとき、ボウウエブ（ｂｏｗ ｗａｖｅ）として知られるものである。

最初に記述した装置および方法は通常成形金型が不満足なサービス寿命をもつ不利とさらに関連している。これは既知の装置および既知の方法の全成形操作の間、均一の前進行程および逆行程が、前進および逆方向の行程移動が常に同じ長さをもつことを意味している各成形段階において通過される事実による。結果としてそれが加工される加工部品と相互作用する成形金型の同じ範囲で常にある。

今、成形結果の改善そして／あるいは成形金型のサービス寿命の改善が達成されるように最初に記述した種類の装置および方法の改善が本発明の目的である。

この目的は頻度発生器具が、前進行程および逆行程からなる装置の少なくとも連続する成形段階の前進行程および／あるいは逆行程の行程移動が異なっているように、供給器具を調整する事実により本発明に従って達成される。

本発明に従う方法は供給器具が、前進行程および逆行程からなる少なくとも２つの連続する成形段階の前進行程および／あるいは逆行程の行程移動が異なっているように、頻度発生器具によって調節されることを提供する。

他方、本発明によって提供さる手段は、成形金型のサービス寿命が改善される効果をもっている：連続する個々の成形段階の異なる行程移動のため、成形金型の成形区域に働く力の衝撃は従来の成形段階と比較して、各成形段階において異なる。これは道具のそれぞれの区域が連続的に負荷されていない−既知の装置および方法においてのように−しかし個々の負荷（研磨負荷のように背分力、引張力および曲げ負荷）が成形金型の異なる範囲に優位に配分されている結果をもっている。他方、本発明によって提案される手段は、成形段階を高い加工品質が達成されるように特殊な状況に従う加工要求の特殊な状況に従って特殊な加工要求に適切にまた適用されるようにする。

本発明の一つの優位なさらなる展開は、成形金型が加工部品を成形において通過する決まった成形長さ内で成形金型によって通過された成形段階が異なる成形段階の行程移動の非連続的カオス分布を示すことを提供する。この手段は、以前の成形段階と比較して、成形金型の成形区域で力の働が各成形段階で少し異なり、成形金型に働く異なる荷重が、常に同じ成形区域に一定に負荷をかける代わりに、加工製品の加工がカオス的にまた分布するとき、荷重が成形金型の異なる成形区域に働くために、成形金型のサービス寿命を明らかに増加する利点を提供する。

本発明の他の利点のさらなる展開は、加工部品の加工が異なる成形段階の前進行程および／あるいは逆行程の異なる行程移動で少なくとも２つの成形区域に再分割されるとき、頻度発生器具が加工部品の軸方向に成形金型によって通過される成形通路のように、供給器具を調整することを提供する。この手段は、最良の可能な加工結果が与えられた成形区域において達成されるように、成形段階の与えられた連続順の行程移動が決定されることを意味する与えられた成形区域で遭遇する特別な成形条件に適応される個々の成形段階を有利にする。

本発明のさらなる展開は特許請求項の対象事項である。

本発明のさらなる詳細は次の図面を参照して以下に記述する実施態様から明らである：

装置の第１の実施態様である。 装置の第２の実施態様である。

図１に図示される成形のための、特に冷間成形のための、ここでは特に冷間押出しのための装置１、加工部品２の第１の実施態様は成形金型として図示された場合に設計される成形工具３からなる。成形金型は供給器具５によって加工部品２に関して置換されることができる。供給器具は成形金型３および絞め金具７によって絞め付けられた加工部品２の間に関する動作に影響する。成形金型３が示された場合において静置下状態で締め付けられている加工部品２に対して供給方向Ｐで置換されるとき、加工部品２はこのように既知の方法で成形されるため成形金型３を侵入させる。

装置１の配置は、成形金型３が供給方向Ｐで行程のような動作を引き起こすように供給器具５に働く頻度発生器具１０によって、供給方向Ｐの動作が調整されるようになっていて、その動作は成形金型３が第１行程移動上で前進方向に動作することによる最初の前進行程からなり、その後成形金型３が引き続く逆行程により第２行程移動上に供給器具５によって引き戻される。成形金型３は、上述したと同様に従う次の成形段階の他の第１行程移動によって以前の成形段階の前進行程の最終点を越して、それから再び前進動作される。この種類の加工部品２に対する成形金型３の叩きつける衝撃は、次の成形段階によって加工される加工部品２の範囲に当たる前に、力が連続的に適用されたならば到達されるよりも高い熱力学的エネルギーをもつ有利な効果をもつ。この種類の装置はさらにここに詳細を記述する必要はないように出願人にＥＰ１００３６１６Ｂ１から知られている。

装置１のさらなる構造上の配置およびその操作に関して、参照が前述の欧州特許明細に対してなされそしてその開示が参照としてここに組み入れられる。

ここに記述される装置１は個々の成形段階の前進行程および／あるいは逆行程の行程移動が１つ１つ異なることを提供する。これは、異なる成形段階の前進行程および逆行程の全てが歯を切る行程移動である上述されたＥＰ１００３６１６Ｂ１から知られる装置および相当する方法と比較される必然的な相違がある。このような前記の方法は形成金型３の製造品質および／あるいはサービス寿命に関して本質的な利点となる。

好ましい第１の実施態様に従って、異なる成形段階の前進行程および／あるいは逆行程の行程移動は非連続的カオス分布を示す。この場合において、頻度発生器具１０が個々の成形段階のそれぞれの前進行程およびあるいは逆行程の決定のためにファジー論理１１として知られていることからなることが望ましい。

この前記の方法は、成形金型３の成形区域に対する力の衝撃が、以前の成形段階と比較して、各成形段階でいくらか異なるという事実により成形金型３のサービス寿命の明らかな改善に導く利点を提供する：加工部品２の成形で成形金型３に働く荷重（特に、研磨荷重と同様に背分力、引っ張り力および曲げ力）は、成形金型３に働く荷重の分布がカオス的であるように異なる成形段階の個々の前進行程および／あるいは逆行程の行程移動の非連続的カオス的連続により、同等にカオス分布を示す。

従って、頻度発生器具１０のファジー論理１１は、歯切り行程移動が加工部品２の一つの軸形成長さで本質的に遭遇しないように異なる成形段階の前進行程および／あるいは逆行程をプログラムすべきである。この前述の方法の利点はそれが分布される成形金型３に働く荷重を与える事実にある。

上述の方法はまた成形金型３から加工部品２の除去に使用するに適している。この目的に従う手順は技術者にとって、もし彼が上記説明の意味において成形金型３の逆方向を“前進方向”として単にみなしているならば、明らかとなる。

装置１の操作原理の第２の望ましいさらなる開発に従って、供給器具５の頻度調整が軸方向の加工部品２を加工するにおいて成形金型３によって通過する成形通路が少なくとも２つの成形区域に再分割される方法、そしてそれぞれの成形区域に相関する成形段階の前進行程および／あるいは逆行程の行程移動が成形金型３の改良された成形行動を達成するように成形区域内で適切に定義される方法で行われる。例えば、歯切りの円形を成形するに遭遇する前述の問題を和らげるために、成形区域で加工部品２を成形するとき、頻度発生器具１０によって供給器具５の頻度調整は、成形操作のために望ましい別の良好な材料の流れが故意に防止されそして少なくとも減らされることを確実にする方法で達成されることが今提供される。これは内部および外部両方の歯切りのための先端の円形の改良された満足なものとなる。そして首のへこみ部分の場合において、成形される加工部品２の直径の斜め取りはまたこの方法で防止されそして少なくとも減らされる。

第１の成形区域が成形されたあと、次の成形区域において、成形工具３の非連続的カオス調整を使用する前述の方法で成形操作はそれから好ましく継続される。

この前述の方法は勿論２つの成形区域に制限されない。原理的に、どのような希望する数の異なる成形区域もが、特別の成形区域と相関する成形段階の前進行程および／あるいは逆行程の長さに適切に適応するために、特別な状況において達成される加工要求および／あるいは加工結果に対して、提供される。前述の“ボウウエブ”を防止あるいは減らすために、例えば、材料あるいは少なくとも減った材料の量が歯切りの終わりの部分を越えて押されないように、成形金型３がそれぞれの成形段階において前進方向の大変小さい行程移動および逆方向のさらに小さい行程移動を行うような方法で、供給器具５が成形金型３によって通過される成形移動の終わりで頻度発生器具１０によって調整されることを提供することが可能である。

図２に図示される装置１’の実施態様は、同一の部分が同じ参照番号によって示されそしてここにより詳細に記述する必要のないように第１実施態様の装置１に実質的に一致する。２つの実施態様間の一つの必須的相違は、装置１の場合において成形金型３が静置であり、一方加工部品２が成形金型３に関連して軸方向において置換されるという事実に見られる。従って、供給器具５およびそれと一緒に作動する頻度発生器具１０は、加工部品２が締め付けられる加工部品２あるいは絞め金具７に働く。

２つの前述の実施態様を組み合わせは勿論また可能で、それは、成形金型３および加工部品２の両方が加工部品２および成形金型３の間の対応する関連動作を作り出すための供給器具３によって置換されることを意味している。

１ 装置
２ 加工部品
３ 成形金型
５ 供給器具
７ 絞め金具
１０ 頻度発生器具
１１ ファジー論理
Ｐ 供給方向

Claims (8)

1. 装置（１）は相対的動作が加工部品（２）および成形金型（３）の間に発生される手段によって成形金型（３）および供給器具（５）をもち、ここで装置（１）は供給器具（５）と相互作用をする頻度発生器具（１０）をもち、そして加工部品（２）および成形金型（３）の間の相対的動作は供給器具（５）によって発生されるので加工部品（２）および／あるいは成形金型（３）が供給方向（Ｐ）に第１行程移動を通過する前進行程に続くような方法で調整され、成形金型および／あるいは加工部品の動作は供給方向（Ｐ）に反対方向の第２行程移動の次の逆行程にもたらされ、頻度発生器具（１０）はそれぞれ前進行程および逆行程からなる装置（１）の少なくとも２つの連続する成形段階の前進行程および／あるいは逆行程の行程移動が異なるような方法で供給器具（５）を調整することを特徴とする加工部品（２）を成形するための、特に冷間成形するための、ここでは特に冷間押出しのための装置（１）。
2. 頻度発生器具（１０）がファジー論理からなることを特徴とする請求項１に定義される装置。
3. 成形金型（３）が加工部品（２）を成形するにおいて通過する定義された成形長さ内で行われる成形段階は、異なる成形段階の行程移動の非連続的カオス分布を示すことを特徴とする請求項１あるいは請求項２のいずれか一項に定義される装置。
4. 頻度発生装置（１０）は加工部品（２）の軸方向に成形金型（３）によって通過する成形通路が加工部品（２）を加工するとき異なる成形段階の前進行程および／あるいは逆行程の異なる行程移動で少なくとも２つの成形区域に再分割されるような方法で供給器具（５）を調整することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に定義される装置。
5. 加工部品（２）および成形金型（３）間の相対的動作は供給器具（５）によって発生され、供給器具（５）によって発生される加工部品（２）および成形金型（３）間の相対的動作は加工部品（２）および／あるいは成形金型（３）が供給方向（Ｐ）の方向に第１行程移動を通過するに続くような方法で調整され、供給方向（Ｐ）の反対方向に第２行程移動に続く逆行程をもたらされる成形金型（３）および／あるいは加工部品（２）の動作はそれぞれ前進行程および逆行程からなる少なくとも連続する２つの成形段階の前進行程および／あるいは逆行程の行程移動が異なるような方法で頻度発生器具（１０）によって調整される加工部品（２）の成形方法。
6. 頻度発生器具（１０）がファジー論理を使用することを特徴とする請求項５に定義される方法。
7. 頻度発生器具（１０）が非連続カオス的成形段階を発生することを特徴とする請求項５あるいは請求項６に定義される方法。
8. 供給器具（５）は加工部品（２）の軸方向に成形金型（３）によって通過される成形通路が加工部品（２）を加工するとき異なる成形段階の前進行程および／あるいは逆行程の異なる行程移動で少なくとも２つの成形区域に再分割されるような方法で頻度発生器具（１０）によって調整されることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれかの一項に定義される方法。

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