製造套環的方法
2023-07-31 17:08:46 1
專利名稱：製造套環的方法
技術領域：
本發明涉及由線材製造套環的方法，該方法排他性地通過冷成型來完成且包括以下步驟通過剪切從線材分離坯料，其中坯料用作工件；通過模壓來整平坯料的前表面；組合的筒形件擠壓；衝壓；中空反擠壓；可選地通過整平來形成周邊環形溝槽；以及縮減滾邊。本發明還涉及橫向傳遞式壓力機。
背景技術：
特別是適合於C15鋼的這樣的方法在EP 2 151 289 BI中公開。儘管該先前已知的方法據說也適合於利用除C15鋼之外的鋼號來執行，但是日常實踐還沒有證明適合於具有比C15鋼高的屈服應力的鋼。這種較高質量的鋼在冷成型過程中需要相對較高的力。明顯增加了應力斷裂的危險。 EP 2 151 289 BI提出了用於影響材料的性能的可選熱處理，且這種熱處理預期優選地在整平和筒形件擠壓步驟之間進行。現有技術已知的熱處理技術比如硬化、退火、回火等。但是在一般方法中利用這種熱處理技術來生產套環需要中斷實際過程。
發明內容
上述缺陷因機械操縱和製造原因尤其應被避免。因此，本發明的目的是提供製造套環的方法和設備，該方法允許採用各類材料，而同時最小化循環周期。作為該目的的解決方案，本發明提出在一個或更多個工藝步驟之前和/或在一個或更多個工藝步驟期間將線材和/或工藝的中間產物在線加熱至高達200°C，特別是150°C的溫度的方法。在下文中，線材和/或工藝的中間產物也被稱為工件。根據本發明的方法的中心思想是在執行工藝期間加熱工件。在該背景下的加熱嚴格意義上並不是指熱處理，比如EP 2 151 289 BI中已知的，即涉及工件材料的相變和/或結構改變。熱處理通常在至少500°C的溫度下進行。熱處理工藝中的溫度通常在再結晶溫度的範圍內。再結晶溫度則在各自材料的熔化溫度的40%-50%的範圍內。在鋼的情形中，熔化溫度約1200°C，且再結晶溫度約600°C。已知的熱處理技術比如是硬化、回火、碳化等。相比而言，本發明方面的加熱指達到明顯低於再結晶溫度的最大工件溫度的過程。因而，根據本發明加熱的工件仍能通過冷成型工藝形成。冷成型的特徵是，其在低於各自材料的再結晶溫度的溫度下進行。另一方面，在執行根據本發明的工藝期間的熱處理將意味著工件溫度對於冷成型來說太高。實踐中推薦在根據本發明的加熱過程期間將工件加熱到至多200°C的溫度，優選為170°C，更優選為150°C，且最優選為140°C，特別是130°C。申請人進行的試驗表明，這樣的低溫已經足以明顯地降低工件的屈服應力。這使得能夠更可靠且以更低的力來執行工件的冷成型。特定的優勢源自根據本發明加熱的工件能更容易形成而同時實現了冷成型的益處，特別是工件的高的尺寸精度和表面質量。而且，呈現明顯高的屈服應力的鋼比如I. 4003(根據DIN EN 10088-2)中的應力斷裂能被有效地避免。因此，能實現通過本方法處理的各類材料。根據本發明，工件被在線加熱。這意味著工件的加熱過程連續地併入冷成型工藝中。總的來說，該工藝是涉及加熱和冷成型的單一的連續過程。工件能在壓制和加熱的各個工作站之間自動轉移。但是，在本發明的有利實施方式中，利用同時用作壓力機和加熱設備的設備來處理工件。特別是，能提供工件的感應加熱。用於感應加熱的相應設備比如螺旋感應線圈能直接併入執行該方法所用的壓力機中。因而，能在僅一個工作步驟中進行工件的加熱和冷成型，從而節省了將工件從一個工作站轉移到另一工作站的時間以及在工作站處的設置時間。因此，同時容易、廉價且快速地實現了該工藝的實施。能在一個和/或多個工藝步驟之前和/或在一個和/或多個工藝步驟期間執行加熱工件的過程。工藝步驟包括上述提到的冷成型工藝，切割，通過模壓來整平，筒形件擠壓，衝壓和中空反擠壓以及縮減。在執行工藝步驟之前加熱工件提供的優點是，工件能在冷成型工藝之前已經完全被加熱到比如150°c的期望目標溫度。在執行工藝步驟期間加熱工件提供的優點是，在整個冷成型工藝期間期望的目標溫度能保持恆定。因此，例如能在整個冷 成型工藝期間實現屈服應力的有益的減小。本發明的有優勢的改進提供了利用來自不鏽鋼的鋼線材特別是I. 4003(根據DINEN 10088-2)作為線材。根據本發明表明，與類似的現有技術方法相比，精確地，將工件略微加熱至200°C，特別是150°C以及所推薦的冷成型工藝的步驟的組合提供給不鏽鋼良好的易加工性。工件的冷成型和前述的略微加熱的組合允許在一般工藝的範圍內方便地使用不鏽鋼，因為這降低應力斷裂的危險，而產生在經濟上可接受的報廢。實現不鏽鋼的使用則提供了增效作用且因此提供了以下優勢，即在該工藝之後塗覆精加工的套環來獲得耐腐蝕性的額外步驟變得不必要。這節省了時間和成本。因而，與現有技術方法相比的優勢是，執行根據本發明的工藝不太昂貴，需要的能量較少且甚至能是更快速的。上述的工藝步驟優選地通過多級橫向傳遞式壓力機接連地執行使得能在單一的工作步驟中利用根據本發明的方法完全地產生套環，且不需要機械加工，特別是不需要機械精加工工作。因此，根據本發明的方法能容易且廉價地執行。根據本發明的方法另外的優點在於，所謂的線材卷形式的半加工的工件能作為初始材料使用。因而能以有利的方式標準化且簡化供給、儲存和處理。根據本發明的方法，套環的製造，即帶凸緣的套形式的環形套的製造，例如僅通過冷成型來進行。不涉及任何機械加工，特別是機械精加工。套環的精加工更確切地說在僅一個涉及以下工藝步驟的工作過程中進行，這些工藝步驟優選地通過多級橫向傳遞式壓力機接連地執行。在第一步驟中，通過剪切從線材卷分離坯料。代替剪切能利用切割來用於該分離。優選地，具有19mm直徑的線材被採用使得工件具有圓形橫截面及19mm的直徑。坯料的垂直延伸依賴於切割長度而獲得，該切割長度能根據需要進行調節。能根據待製造的套環的需要來調節切割長度。不言而喻，也能採用除19mm之外的直徑。坯料用作執行工藝所用的工件。在從線材卷切斷坯料之後，坯料的前表面被整平，這優選地通過模壓進行。在後續的工藝步驟中，通過組合的筒形件擠壓工藝在坯料的前表面中各自形成筒形凹部。在另外的工藝步驟中，通過衝壓工藝形成連續凹部。該工藝步驟的結果是環形中間產品。此後，執行中空反擠壓工藝，該中空反擠壓工藝之後是縮減滾邊的步驟。在這後面的兩個工藝步驟之間，可以提供通過整平形成周邊環形溝槽的工藝步驟。不用說，可以通過很多接連的整平步驟形成多個環形槽。因此，本發明不應在限制的意義上來理解，因為根據套的類型，可提供一個環形槽或多個環形槽或者不提供環形槽。本發明的重要意義在於僅通過冷成型來製造精加工的套環，這意味著在沒有任何機械後處理的情況下來製造最終產品。關於設備，本發明的目的通過提供適合於執行所述工藝的橫向傳遞式壓力機來解決，該壓力機包括集成的加熱設備。這意味著根據本發明的橫向傳遞式壓力機能用於形成以及加熱待處理的工件。這樣的橫向傳遞式壓力機的優點是，相比於現有技術已知的方法 能明顯減少在執行根據本發明的工藝期間的循環和設置時間。根據本發明的另一發展例，加熱設備被設計成感應加熱設備，特別是設計成感應線圈。優點是對於工件的快速和均勻加熱。
根據以下描述並參考附圖，本發明的另外的特徵和優點將變得明顯，其中示出了 圖I是本發明的工藝的示意性流程圖；以及圖2是根據本發明的方法製造的套環的剖視側視圖。附圖標記列表I 坯料2 套環3前表面4前表面5中間產品6筒形凹部7筒形凹部8中間產品9連續凹部10中間產品11中間產品12 槽13中間產品14感應線圈100模壓工藝200組合的筒形件擠壓工藝300衝壓工藝
400中空反擠壓工藝500整平工藝600縮減工藝
具體實施例方式根據本發明的方法涉及套環，即環形套，比如帶凸緣的套形式的套環的製造。能根據本發明的方法製造的套環2在圖2中示出。圖2顯示了最終設計，但不按比例。為了製造遵循圖2中圖示的套環2的最終套輪廓,通過在圖2中示意性圖示的工藝來執行該方法。工藝的開始點是坯料I。該坯料I通過從卷繞的線材分離一定的線材長度來製備，
卷繞的線材沒有在圖I中進一步示出。分離卷繞的線材來製備坯料I能通過比如剪切來完成。緊接其後，在模壓步驟100整平坯料1，即，形成坯料的平的前表面3和4。藉助通過模壓進行的該整平步驟，獲得了中間產品5。此後，在接下來的步驟中，使中間產品5受到組合的筒形件擠壓200，這導致在前表面3和4中形成筒形凹部6和7。由該步驟得到的產品是中間產品8。在下面的步驟中，通過衝壓300形成連續凹部9，這產生中間產品10。在接下來的步驟中，執行中空反擠壓400，從而得到中間產品11。之後，通過整平500為中間產品11設置周邊環形溝槽12。因而，得到具有環形槽12的中間產品13。在最後的步驟中，使滾邊經歷縮減600。該最後步驟的結果是精加工的產品，即如圖2所示的套環2。在模壓100期間和/或模壓100之後，能利用感應線圈14通過感應方式加熱中間產品5。可選地和/或另外地，也能在中空反擠壓400期間和/或中空反擠壓400之後執行加熱。也可以在工藝過程中不同點藉助感應線圈14進行可選或額外的加熱。感應線圈14在圖I中示意性地示出。其包括交流源，特別是逆變器。交流源的頻率處於高頻範圍，特別是處於IOkHz至80kHz的範圍。加熱能獲得的工件溫度是200°C，優選地為170°C，進一步優選地為150°C，更優選地為140°C，且特別是130°C。該溫度仍不會導致與熱處理相關的影響使得仍能首先應用冷成型工藝。根據本發明的加熱僅降低中間產品5的材料的屈服應力。因此，冷成型得到的中間產品5的易加工性特別好且提供了所製作部件的高的尺寸精度和表面質量的益處。很大程度上避免了應力斷裂。所描述的藉助於感應線圈14進行的加熱也能在工藝的一個和/或多個步驟之間和/或期間執行。上述方法的具體特徵在於，該方法允許僅通過冷成型來製造套環2。不需要諸如例如機加工的任何機械處理，且特別地不需要後處理。工藝完成之後的最終產品是精加工的套環。
權利要求
1.由線材製造套環(2)的方法，該方法僅通過冷成型來完成並包括以下步驟 通過剪切從線材分離坯料(I); 通過模壓(100)整平所述坯料的前表面(3，4)； 組合的筒形件擠壓(200)； 衝壓(300)； 中空反擠壓(400)； 可選地通過整平(500)形成周邊環形溝槽(12);以及 縮減(600)滾邊， 其特徵在於，在一個或更多個工藝步驟之前和/或在一個或更多個工藝步驟期間，將所述線材和/或該工藝的中間產品在線加熱到高達200°C的溫度，特別是加熱到150°C。
2.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述工件被感應加熱。
3.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，通過多級橫向傳遞式壓力機來執行冷成型的步驟。
4.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，由C15鋼製成的鋼線材被用作所述線材。
5.根據權利要求I至4中任一項所述的方法，其特徵在於，由不鏽鋼製成的鋼線材，特別是I. 4003(根據DIN EN 10088-2)被用作所述線材。
6.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，具有19mm直徑的線材被用作所述線材。
7.橫向傳遞式壓力機，適合於執行根據權利要求I至6中任一項所述的方法，其特徵在於集成的加熱設備。
8.根據權利要求7所述的橫向傳遞式壓力機，其特徵在於，所述加熱設備被設計為感應加熱設備，特別是被設計為感應線圈。
全文摘要
本發明涉及由線材製造套環(2)的方法，該方法僅通過冷成型來完成並包括以下步驟通過剪切從線材分離坯料(1)，通過模壓(100)整平坯料的前表面(3，4)，組合的筒形件擠壓(200)，衝壓(300)，中空反擠壓(400)，可選地通過整平(500)形成周邊環形溝槽(12)，以及縮減(600)滾邊。為了增加能使用的材料的範圍而同時提供最小的循環周期，本發明提出在一個或更多個工藝步驟之前和/或在一個或更多個工藝步驟期間，將線材和/或該工藝的中間產品在線加熱到高達200℃的溫度，特別是150℃。為了實現該方法，本發明還提出橫向傳遞式壓力機的使用，其特徵在於集成的加熱設備。
文檔編號B21K21/00GK102896271SQ20111021451
公開日2013年1月30日 申請日期2011年7月26日 優先權日2011年7月26日
發明者霍斯特·施特爾耶斯 申請人:鍛壓製造克雷費爾德有限兩合公司