用于成型地制造齿部的方法和用于校准齿部入口和/或齿部出口的工具设备

摘要

本发明涉及一种用于制造在金属的工件(200)上的齿部(220)的方法，其中成型地形成所述齿部(220)，并且所述成型地形成的齿部(220)在其齿部入口(221)和/或齿部出口(222)处通过镦锻过程被校准，在所述镦锻过程中不仅调节齿部形状而且调节齿部长度。本发明还涉及一种用于成型地校准在金属的工件(200)上的齿部(220)的齿部入口(221)和/或齿部出口(222)的工具设备(100)，该工具设备包括工件容纳部(150)、可轴向运动的模子(130)以及可轴向运动的镦锻环(140)，所述模子能够与所述工件(200)上的齿部(220)构成啮合；所述工件(200)上的齿部入口(221)和/或齿部出口(222)能够利用镦锻环通过镦锻过程被校准。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于成型地制造在金属的工件上的齿部的方法。

此外，本发明还涉及的一种用于成型地校准在金属的工件上的齿部的齿部入口和/或齿部出口的工具或者说工具设备。

背景技术

在金属的工件上能够切削地(例如通过齿轮铣刀)或者成型地(例如通过轴向成型或者齿轮辊压)形成齿部。成型地形成齿部的缺点通常在于，在齿部入口处、尤其是在齿部出口处会发生没有限定的变形，其中尤其在齿部出口处形成所谓的齿部突起，于是例如必须通过耗费的切削后处理来去除所述齿部突起。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种开头提到的类型的方法，该方法不具有或者至少仅在缩小的范围中具有至少一个与现有技术相关的缺点。

该目的通过根据本发明的、带有权利要求1所述的特征的方法来实现。该目的的技术方案以并列独立权利要求延伸为根据本发明的工具设备。针对本发明的两个主题的优选的改进方案和设计方案类似地由从属权利要求、说明书接下来的部分以及附图得出。

根据本发明的用于制造在金属的工件上的齿部的方法规定，首先成型地形成所述齿部，然后所述成型地形成的齿部在其齿部入口和/或齿部出口处通过镦锻过程进行校准，在该镦锻过程中(在齿部入口和/或齿部出口处)不仅调节齿部形状而且调节齿部长度。

所述齿部例如通过轴向成型形成，其中工件和定型的模子等沿轴向方向相对于彼此运动。正如开始所描述的那样，在此在齿部入口(在工件和模子之间的、构成齿部起始部的第一接触位置)和/或齿部出口(与所述齿部入口对置的齿部终止部)处发生没有限定的变形，这在多个方面都是不利的。

在根据本发明规定的镦锻过程(通过轴向作用的压力成型)中，(仅仅)在齿部入口和/或齿部出口处校准齿部，其中在相关的区域中，不仅调节齿部形状(齿形状和空隙形状)而且调节齿长度。可能的齿部突起被镦锻成限定的度量，其中材料不仅沿轴向方向、而且也沿径向方向流动。此外，其优点在于，也扩大了齿部的承载区段或者说承载长度，从而必要时可以减小结构上的齿部长度。在镦锻过程之后齿部就准备使用，也就是说，不需设定其它的加工步骤(即没有其它的加工成本)。所述齿部可以是运行齿部(Laufverzahnung)、尤其是插接齿部。

镦锻并非自由地进行，而是被引导进行。为此可以规定，齿部在镦锻时由模子支撑，所述模子构造有相应的齿部轮廓，其中所述模子也同时预先规定了在齿部入口和/或齿部出口处待调节的齿部形状，也就是说，在镦锻时沿径向方向流动的材料在模子内建立期望的形状。取决于在起始部一侧和/或终止部一侧待校准的齿部是外齿部或者是内齿部，所述模子具有相应的内轮廓或者外轮廓。

齿部入口和/或齿部出口的校准能够在成型地形成齿部之后在单独的工具设备中实施。其优选是根据本发明的工具设备中，正如接下来还要详细阐述的那样，待加工的、更确切地说待校准的工件被置入到其中。

齿部入口和/或齿部出口的校准同样能够在成型地形成齿部时在形成齿部的工具设备中实施。

所述工件可以由实心的材料、例如由钢材料构成，并且通过整体成型进行加工。所述工件优选由板材、例如由钢板构成，并且通过板材成型进行加工。

用于成型地校准在金属的工件上的齿部的齿部入口和/或齿部出口的工具设备包括：

-用于容纳所述工件的工件容纳部；

-可轴向运动的模子，所述模子能够与待加工的工件上的齿部构成啮合，并且一方面所述模子支撑在所述工件上的齿部以及另一方面所述模子预先规定了在校准时待在所述齿部入口和/或齿部出口处调节的齿部形状；以及

-至少一个可轴向运动的镦锻环，待加工的工件上的齿部入口和/或齿部出口能够利用所述镦锻环通过镦锻过程(在该镦锻过程中不仅调节齿部形状而且调节齿部长度)被校准。

一种优选的设计方案规定，所述模子和所述镦锻环共同固定在一可轴向运动的冲模上，并且为了实施校准过程而共同运动或者共同被驱动。这种设计方案能够实现简单的和坚固的工具构造。

另一种优选的设计方案规定，所述模子和所述镦锻环固定在不同的冲模上，并且单独地运动或者被驱动。该设计方案能够实现校准过程的非常良好的可调节性。

优选地规定，所述模子具有圆锥状地构造的齿部轮廓。通过这种圆锥状的构造，简化了与在工件(工件齿部)上待校准的齿部的入口和/或出口构成啮合。此外，在构成啮合时已经完成了在齿部入口和/或齿部出口处的限定的成型。

此外优选地规定，所述模子具有转动自由度，从而所述模子在与工件齿部构成啮合时能够自行定向。

具有利用根据本发明的方法和/或借助根据本发明的工具设备制成的齿部的例如齿轮等的工件或者构件，其特征在于，该成型地制造的齿部具有形状校准的和长度校准的齿部入口和/或齿部出口。优选地，所述齿部具有笔直的、也就是说非尖锐的齿部入口和/或齿部出口。

附图说明

接下来以非限定的方式借助实施例参照附图详细阐述本发明。在附图中示出的和/或接下来阐述的特征也可以是本发明的独立于具体特征组合的、共同的特征，并且对本发明进行改进。

图1示出了根据本发明的用于校准齿部出口的工具设备的区段的截面示图；

图2示出了图1中用字母A标识的区域的细节的截面示图。

与在附图中示出的图示有关的以下使用的方向和位置信息并非用于限定。

具体实施方式

根据本发明的工具设备100的在图1中示出的区段具有支架110和可在其中纵向运动地引导的冲模120。在该冲模120上固定有芯轴状的模子130和镦锻环140。所述冲模120能够与模子130和镦锻环140沿轴向方向L一起运动，正如利用双向箭头D显示的那样。利用附图标记125表示冲模导向部和冲模扭转止动器。工具100安装在成型机器(例如轴向成型机器)中，通过该成型机器也可以实现冲模运动D。

此外，图1还示出了带有领口状的卷边210的板材工件200，在所述卷边的内圆周面上设有之前成型地形成的齿部(内插接齿部)220。工件齿部220从下向上形成，并且具有下方的齿部入口221、上方的齿部出口222(参见图2)和位于它们之间的承载的区段。由于成型地进行制造，在齿部出口222处发生未限定的变形，这种变形根据本发明借助模子130和镦锻环140校准。工件200为此固定在从属于工具设备100的、并且并未进一步示出的工件容纳部150中。接下来借助图2详细阐述校准过程。

在将工件200置入并且固定到工件容纳部150中之后，冲模120与模子130和镦锻环140一起沿轴向方向L向下运动，其中模子130首先产生卷边210。所述模子130圆锥状地构造，并且在其圆锥状的外周面上具有与工件齿部220相对应的齿部轮廓135，所述齿部轮廓在冲模120向前运动时以变得更大的横截面逐渐地与所述工件齿部220构成啮合。冲模120或者说固定在其上的模子130的运动轴线L对应于工件齿部220的中轴线。为了防止翘曲，所述模子130在工具设备100内部具有极小的转动间隙(转动自由度)。

在模子130进入工件齿部220中期间，齿部出口222已经由于模子的圆锥状的或者扩宽的构造而沿径向的横向方向R成型。在轴向的进给运动结束时，镦锻环140沿轴向方向L压靠到所述工件齿部220的上部的齿部出口222上的齿部端部处，其中会发生镦锻成型，其中工件材料不仅沿轴向方向L而且沿径向方向R流动并且可能的齿部突起被重新成型。此外，将齿部220的各个齿端部平整并且然后使这些齿处于一个平面中。在这种校准的镦锻过程中，在齿部出口222处以限定的度量(至少在十分之一的范围内)不仅调节齿部形状而且调节齿部长度。

图1和图2分别示出了冲模120的轴向的进给运动D的结束状态。如上所述，模子130和镦锻环140在工具设备100的相应的设计方案中也能够单独地运动。

在根据本发明的设计方式中，工件齿部220并非整体地、而是仅仅局部地，也就是说在齿部出口222处(正如之前阐释的那样)和/或在齿部入口221处被校准。在校准时，齿部220能够支撑在无需校准的区段中，以便避免不期望的变形。

基于在图1和图2中示出的用于校准齿部出口的实施方案，用于校准齿部入口或者用于基本上同时校准齿部入口和齿部出口的工具的构造上的和过程上的实施方式都落入到本领域技术人员的能力范畴中。

附图标记列表：

100 工具设备

110 支架

120 冲模

125 冲模导向部

130 模子

135 齿部轮廓

140 镦锻环

150 工件容纳部

200 工件

210 卷边

220 齿部

221 齿部入口

222 齿部出口

A 细节

D 冲模运动

L 运动轴线(轴向方向)

R 径向方向