用於在工件上無屑地軸向成型地構造齒部的方法和裝置的製作方法

2023-06-14 16:55:11

專利名稱：用於在工件上無屑地軸向成型地構造齒部的方法和裝置的製作方法
用於在工件上無屑地軸向成型地構造齒部的方法和裝置本發明涉及一種按照權利要求1的前序部分所述的用於在工件上無屑地軸向成型地構造齒部的裝置，其具有夾緊在夾緊環中的凹模，該凹模具有內部凹口和設置在內部凹口上的用於成型的第一制齒型面。本發明還涉及一種按照權利要求11的前序部分所述的用於在工件上無屑地構造齒部的方法。用於無屑製造型材尤其是齒部的方法已經通過DE 10 2007 019 706 Al已知。通過這種已知方法應避免齒部成型末端處有屑料堆形成。出於這種目的，工件按照已知方法通過第一工具從第一側開始加工，然後所述工件藉助第二工具從第二側開始成型。根據DE 199 29 639 B4已知一種軸-輪轂連接裝置，其中在完成制齒後滾壓工具沿軸的周向進行滾切運動，因此通過徑向按壓在齒部導出處減小齒的寬度。根據US 5，829，911 Al已知一種用於無屑地成型軸以便在軸上構成外齒的方法。根據US 2008/0115552已知一種用於無屑地在軸上構造齒部的方法。在該已知的方法中建議加載振動以構造齒部，即，將工件上的設計用於制齒的初始區域設計為圓錐形加厚的。根據DE 20 2006 012 170 Ul已知一種用於成型工件的裝置，該裝置具有用於控制包括工具的進給設備的進給和退出的調整裝置，用於確保該裝置的順序相連的成型步驟是不同的。此外在DE 22 25 466中描述了一種用於通過深衝製造由板材構成的滑輪或齒輪的裝置。其使用了多個凹模部段，其中所述部段具有分級的大小，以便能夠在多個階段中循序漸進地加工。最後，根據DE 10 2004 042 917 Al已知一種用於修正多邊形型材的斜角錯誤的
方法和裝置。設置在工件(例如軸)上的外齒(尤其是外部插齒)例如用於在交通運輸工具的傳動鏈的變速器中傳遞扭矩。這種軸是大批量製造的構件，其外齒必須分別引入到參與扭矩傳遞的另一構件的內齒中。為了這種引入需要費時的工作步驟，因為軸的外齒必須與內齒精確對齊地定向，否則兩個齒部不能接合。因此如果在接合時外齒相對內齒具有轉向角錯位，則兩個構件不能接合併且必須轉動兩個構件之一直到轉向角錯位在很大程度上減小至零，由此才能接合。在兩個零件之一的齒的整個長度上減小齒寬以提高接合時的間隙並不是令人滿意的解決方案，因為這在出現交替載荷時會產生噪音，還會導致嚴重的磨損問題。兩個零件更簡單的接合能夠通過以下方式實現，即，在兩個零件之一上減小齒在進入配合齒的導入區域處的齒寬，也就是所述齒在導入區域處設計為尖狀收縮的，也就是說在齒部的各個齒的齒面之間構造出角。為了在齒上構造尖部已知的是，例如對藉助軸向成型構成的齒部進行切削加工，或者例如根據前述DE 199 29 639 B4已知的那樣，藉助滾壓工具對齒部在進入配合齒的導出區域處的齒進行加工。在兩種方法中，在構造各齒部後還需要對已經製成的齒部進行另外的加工，不言而喻這明顯提升了加工耗費和加工成本，而且增長了用於加工具有齒部的構件的生產周期。由此出發，本發明所要解決的技術問題在於，提供一種裝置，其能夠避免對已經製成的齒輪在另一道用於加工導入區域中的齒尖的工序中的耗費的加工。此外提供一種用於無屑地構造齒部的方法，所述齒部的齒在導入區域處逐漸變窄。為了解決所述技術問題，本發明在裝置方面具有如權利要求1所述的特徵。其中有利的設計方案在其它權利要求中描述。此外，為了解決所述技術問題，本發明在方法方面具有如權利要求11所述的特徵。本發明提供一種用於在工件上無屑地軸向成型地製造齒部、尤其是插齒的裝置，該裝置具有夾緊在夾緊環中的凹模，該凹模具有內部凹口和設置在內部凹口上的用於成型的、尤其用於形成插齒的第一制齒型面，以及與用於成型的第一制齒型面間隔布置的用於成型的、尤其用於形成插齒的第二制齒型面，所述第二制齒型面在與第一制齒型面間隔的區域中具有間距逐漸變小的側向面，所述側向面使形成於工件上的側向齒面相互縮窄靠攏地，尤其是只在局部軸向部段中相互縮窄靠攏地成型。所述工件優選由金屬材料構成或者在按照本發明地成型的區域中含有金屬材料。所述第一和第二制齒型面尤其可以是不同的或不相似的。第二制齒型面尤其不僅用於擴展或加深工件上已經由第一制齒型面成型的結構，而是優選僅部分改變該結構。換句話說，第二制齒型面與第一制齒型面的區別在於，第二制齒型面在由第一制齒型面形成的結構上構造出其它結構，其中，所述其它結構尤其與已形成的結構不同。所述裝置除了第一成型制齒型面還具有第二成型制齒型面，該第二成型制齒型面(沿工件的進給方向觀察或者從第一成型制齒型面的端面出發觀察)與第一成型制齒型面間隔地布置。尤其在將工件導入該裝置時，工件可以首先與第一成型制齒型面接觸，然後與第二成型制齒型面接觸。藉助第一制齒型面通過在工件上的軸向成型構造出齒部，尤其是插齒。如果工件繼續穿過所述凹模的內部凹口運動，則已經形成的齒部的沿工件進給方向的前部區域與第二成型制齒型面接觸，其使已經形成於工件上的側向齒面逐漸縮窄地成型。因此，第一制齒型面和第二制齒型面之間的間距確定了能夠在工件上形成的齒部的縱向長度，在所述工件的前部區域進入第二制齒型面的區域之前，在該區域中通過工具逐漸縮窄靠攏的齒面使已經形成的工件齒面成型為逐漸縮窄靠攏的形狀，即工件的齒面至少在導出的區域中成型為尖狀收縮的，也就是說在工件的齒的齒面之間形成內角，這是由工件上的塑性變形導致的。通過這種方式，藉助按照本發明的裝置能夠在唯一的工序中在工件上製造出具有尖狀收縮的齒的齒部，尤其是插齒，而為此不需要通過切削或無屑的成型對藉助軸向成型製造的工件齒部進行進一步加工。也就是所述工件能夠通過按照本發明的裝置在唯一的工序中製造完成。按照本發明的一種擴展設計規定，所述第二制齒型面設置在與凹模間隔布置並且夾緊在夾緊環中的第二凹模上。因此可以相互獨立地製造兩個凹模並且將它們相互間隔地夾緊在夾緊環中，所述夾緊環用於將齒部製造成所期望的長度。當期望軸向齒部的縱向長度相應較短時，該間距可減小到零。本發明還規定，第二制齒型面具有朝遠離所述第一制齒型面的方向延伸的、帶有成型齒的導入區域，所述成型齒的側向齒面之間的間距逐漸變窄，這是工件通過已經軸向成型的齒部進入第二凹模中的區域。通過在導入區域中成型齒的齒面之間的間距變小，使得在兩個凹模之間可能存在的較小角度偏差不會對已形成的齒部的質量造成不利的影響。與第二凹模的導入區域相連的是校準區域，其在第二制齒型面的齒的側向面之間具有在很大程度上保持相同的間距，該校準區域側向包圍工件齒部的已經形成的齒並且因此防止所述齒部在受到軸向力作用時被墩壓，該軸向力作用出現在工件齒部的齒之後的成型過程中。與第二制齒型面的校準區域相連的是在第二成型制齒型面的齒的側向齒面之間具有逐漸變窄的間距的成型區域。當形成於工件上的齒部的齒進入第二制齒型面的成型區域時，在工件齒上發生塑性變形，工件齒的側向齒面在變形後相向運動，也就是工件齒在前部區域具有尖部。因此，在齒部(尤其是插齒)上設計具有尖部的工件(例如軸)能夠輕易地插入內齒中，而在軸的外齒和軸所應該插入的構件的內齒之間的轉向角錯位不會對接合過程產生不利影響。這樣製成的軸的外齒不必在其轉向角方面與構件的內齒精確地定向，可能出現的轉向角錯位是可接受的並且不會阻礙軸和構件之間的接合過程。本發明按照一種擴展設計規定，所述第二制齒型面與第一制齒型面對齊地定位。為此可以按照本發明的一種擴展設計規定，第一和第二凹模在相互對置的端面上配設有用於容納使所述凹模對齊地定向的稜鍵的凹槽。所述稜鍵用於使兩個凹模對齊地定向，兩個凹模之間可能存在的微小的轉向角錯位不會對齒部的製造質量產生負面影響，因為第二成型制齒型面在進入區域具有如前所述的導入區域，該導入區域具有相向收縮延伸的成型齒齒面。兩個凹模可以由硬質金屬製成並且由夾緊環以很大程度相同的徑向預緊力預緊，為此，夾緊環可具有圓錐形的內部凹口，兩個外側形狀互補並且表面互補的圓錐形凹模在預緊力作用下嵌入該內部凹口中。為了調整適配兩個凹模之間的軸向間距，按照本發明的一種擴展設計，設置配設有位於徑向外側的凹槽的中間環，前述用於使所述凹模相互對齊定向的稜鍵能夠容納在該凹槽中並且中間環配設有用於使潤滑劑通過的徑向鑽孔。因此在齒部進入第二制齒型面的導入區域之前，潤滑劑到達工件上，當在尖部成型之後將工件從第二制齒型面中抽出並且再次運動穿過第一制齒型面時，潤滑劑再次到達工件上。通過所述齒部再次穿過第一制齒型面的運動，軸向定向的齒面可能具有的側向變形在通過第二成型制齒型面構成尖部時被再次補償。如前所述，所述夾緊環內部和所述凹模外部設計為圓錐形，由此通過夾緊環和凹模的相對移動徑向預緊凹模和第一、第二制齒型面。也就是說，徑向預緊能夠通過改變所述構件之間的相對移動進行修正，並且通過沿裝置軸向設置的間隔套筒調整，兩個凹模以及位於其間的中間環可相對該間隔套筒軸向預緊。徑向預緊一方面對於尺寸穩定性和藉助按照本發明裝置製造的齒部的質量有重要意義，另一方面也需要徑向預緊來避免徑向膨脹對由硬質金屬製成的凹模造成損傷。為使潤滑劑能夠到達凹模之間的位於夾緊環內部凹口內部的區域，所述夾緊環還配備至少一個用於潤滑劑的通孔。按照本發明的一種擴展設計還規定，所述裝置具有含內部凹口的圓柱形支座，其中可以裝入夾緊環和兩個凹模以及間隔套筒，並且所述支座也具有至少一個用於將潤滑劑導入所述凹模之間的區域的通孔。因此所述裝置是整體的組件，其中通過使用具有不同或相同內徑的各種夾緊環，可以與具有不同外徑或不同外齒的工件和可輕易更換的凹模適配。本發明還提供一種用於在工件上無屑地形成齒部的方法，其中通過按照本發明的方法可以通過唯一的成型工序在工件上製造出齒上具有尖部的齒部，而不需要為此利用比成型所需工具更多的工具進行切削或無屑的加工。為此本發明提供一種用於在工件上無屑地形成齒部(尤其是插齒)的方法，該方法藉助待成型工件和具有用於成型的第一制齒型面的凹模之間的相對運動實現，所述相對運動藉助所述工件和所述凹模之間的軸向移動實現，以便通過工件的區域在凹模第一制齒型面上的軸向變形構造所述齒部，該方法具有以下步驟-使所述工件這樣軸向移動，使得所述工件所形成的齒部(尤其是插齒)的側向齒面進入與所述第一制齒型面間隔布置的第二制齒型面的齒面的逐漸變窄的間隙中，-所述工件以其處於所述逐漸變窄的間隙中的齒面軸向移動一段預設的路程，以使工件的齒面側向縮窄靠攏地成型，尤其是齒面只在局部軸向部段中側向縮窄靠攏地成型，-將具有最終成型的齒部(尤其是插齒)的工件尤其沿與所述軸向移動相反的方向從所述第一和第二制齒型面中移出。工件的徑向移動和/或移出運動尤其表示了在工件和第一、第二制齒型面之間的相對運動。可以使工件和/或凹模移動。藉助按照本發明的方法，在唯一的工序中藉助成型既在工件上加工出齒部(尤其是插齒)，又在所述齒部的齒上製造出尖部。在此，所述齒部通過工件和第一成型制齒型面之間的相對運動藉助成型過程製成，工件齒部的齒上由此形成的齒面還在軸向齒部的成型過程中這樣變形，從而在齒上，尤其在局部軸向部段中形成相向收縮靠攏的齒面。通過工件和第一成型制齒型面之間的相對運動，沿著工件縱向延伸的預設的第一區域在工件上形成軸向齒部，該相對運動繼續，所述第一區域或其中的局部區域到達與第一制齒型面間隔布置的第二制齒型面的逐漸變窄的間隙區域中，並且通過繼續相對運動在第一區域或其中的局部區域上通過工具的齒的相向收縮的齒面使工件上的齒部的側向齒面變形，而通過繼續相對運動同時在工件上成型出第二區域以構成軸向齒部。通過工件沿與軸向成型變形相反的運動方向退出第一和第二凹模的工作區域，在最終形成的齒部運動穿過第一成型制齒型面的過程中，必要時通過第一成型制齒型面對工件的齒部進行定向。取代工件從第一和第二制齒型面中退出，通過本發明還可以使第一和第二制齒型面(也就是工具)通過工具的主動運動從最終成型的工件上分離。因此，通過工件和凹模相對彼此僅沿一個運動方向的唯一的移動過程，既能夠在工件上形成軸向齒部，也能在沿運動方向位於前部的區域上使齒部進一步成型以具有相向收縮靠攏的側面齒面。工件完全製成的齒部，尤其是插齒，能夠通過唯一的工序形成尖狀收縮的齒，而不用如已知方法那樣對工件前部區域的齒進行事後的加工。按照本發明的方法規定，藉助第二制齒型面進行側面逐漸縮窄靠攏的變形，第二制齒型面設計在與(第一)凹模間隔布置的第二凹模上。所述齒部的質量能夠通過施加在第一和第二制齒型面上的徑向預緊力的影響來調整。按照本發明的方法，在所述工件沿所述運動方向的運動以及與所述運動方向相反的運動中，均在該工件上塗覆潤滑劑。以下結合優選實施形式的附圖進一步闡述本發明。在附圖中

圖1示出製造設備的一種實施形式的局部剖視圖，該製造設備具有用於承接工件的夾緊器件和已經插入按照本發明裝置的實施形式中的工件；圖2示出具有按照本發明裝置的實施形式的組件的剖視圖；圖3不出用於製造插齒的、具有第一成型制齒型面的第一凹模的一種實施形式的放大剖視圖；圖4示出用於製造所述插齒的尖狀收縮的齒的、具有第二成型制齒型面的第二凹模的一種實施形式的放大剖視圖；圖5示出圖4的細節I;圖6示出用於設置在第一凹模和第二凹模的實施形式之間的區域中的中間環的俯視圖；圖7示出用於承接第一和第二凹模的夾緊環的一種實施形式的剖視圖；圖8示出形式為具有制齒前的直徑的軸的工件和示意性相對其布置的第一及第二凹模的視圖；圖9示出類似圖8的視圖，為了便於闡述，其顯示了已通過軸向成型形成於軸上的軸向齒的單個齒；圖10示出類似圖9的視圖，為了便於闡述，其顯示了最終成型的齒部的單個齒以及軸和第一、第二凹模在此所達到的相對位置。在附圖中顯示的實施形式中，以工件相對成型裝置(即工具)的運動為基礎。一般來說，在工件和裝置之間必須進行相對運動。這也能夠由此完成，即取代工件相對裝置的運動，而使裝置相對靜止的工件運動，或者工件和裝置兩者均相對彼此運動。附圖1顯示了用於在工件3上形成參照圖10詳細可見的軸向齒部2(具體為插齒)的製造設備I的局部視圖。工件3在此是需要形成軸向齒部2的軸，該軸例如用於在交通運輸工具的傳動鏈中傳遞扭矩。在此，軸向齒部2在唯一的工序中藉助裝置4通過無屑的成型過程在軸3上成型。為此，軸3的圓柱形部段5被夾緊裝置6夾持並且在圖示的實施例中在附圖平面中朝相對裝置4向右的方向移動，因此參照圖8可見的制齒前直徑7進入第一凹模10的內部凹口 8以及第二凹模11的內部凹口 9的區域中。使軸向齒部2成型出尖部12 (參照圖10可見)的整個過程在工件3相對裝置4的唯一一次相對運動中完成，可以完全省去通過無屑的或者切削的過程對如此形成於軸3上的軸向齒部2的再加工。凹模10和11沿進給方向F(如附圖1所示)軸向間隔，為此設置有參照圖6詳細可見的中間環13。軸向齒部2的軸向長度可以通過中間環13沿進給方向觀察的寬度進行調整，因為軸向齒部2的沿進給方向F的已經加工的預設長度仍然位於設計在第二凹模11中的第二成型制齒型面14的作用區域外，為了清楚起見，在圖1中只顯示了其中一個單獨的齒間隙38。兩個凹模10、11裝入在圖7中詳細可見的夾緊環16的內部凹口 15中並且受到該夾緊環16的徑向預緊力作用。兩個凹模10、11在此由蓋板17軸向預緊到間隔套筒18上。夾緊環16連同設置在內部凹口 15中的兩個凹模10、11和間隔套筒18設置在支座20的內部凹口 19中，該支座20用於進一步加固按照本發明的裝置4並且能夠藉助螺栓22可拆卸地固定在製造設備I的支座21中。通過參照圖1詳細可見的潤滑劑輸入設備23和設置在支座20中的通孔24能夠將潤滑劑輸入兩個凹模10、11之間的間隙25中，也就是通過設置在夾緊環16中的通孔26和設直在中間環13中的通孔27。圖2示出擴展設計為組件28的按照本發明的裝置4的一種有利的實施形式。組件28例如可以在車間生產中被預裝配，即裝備第一凹模10以及第二凹模11，因此為了在具有不同軸直徑的不同軸上形成具有成型的尖部的軸向齒部2，可以預先準備多個組件，這些組件之後能夠通過螺栓22固定在各製造設備I上。為了構成具有軸向齒部2的軸3，軸3以其制齒前直徑7插入設計在蓋板17內的凹口 29中，因此軸3的前端部區域30進入到設計在第一凹模10內部的第一制齒型面31的工作區域中。參照圖3詳細可見的第一凹模10的優選實施形式在其內部凹口 8處具有用於成型的第一制齒型面31 (形式為徑向分布的多個成型齒32)，在成型齒32之間分別構成齒隙33，軸3的材料可在其相對第一凹模10的運動中在塑性變形的範圍內流到該間隙33中，因此通過軸3和第一成型制齒型面31的繼續相對移動藉助軸向成型在軸3上形成軸向齒部2。參照附圖3可以容易地看出，第一凹模10的這種實施形式在周向34上被磨光為圓錐形。其由硬質金屬材料構成並且設置在參照圖7詳細可見的夾緊環16的內部凹口 15中，其中，夾緊環16的內部凹口 15與第一凹模10和第二凹模11的外廓形狀互補地和表面互補地設計為圓錐形。通過將兩個凹模壓入夾緊環16的內部凹口 15中，兩個凹模通過夾緊環16和支座20徑向預緊。通過兩個凹模10、11的圓錐形外徑可以改變凹模的工作尺寸。在當前是外齒的情況下，工作尺寸是確定所形成的齒部的公差範圍的測量輥的尺寸。這可以通過將凹模設置或擠壓到夾緊環16的內部凹口 15的不同深度中實現或者通過夾緊環16的圓錐形內徑的不同尺寸實現。第一凹模10具有圓錐形導入區域35、校準區域36 (呈現出齒)和同樣為圓錐形的導出區域37。圖4顯示了第二凹模11的一種優選實施形式的放大圖，藉助該第二凹模11能夠在齒部2上成型尖部12。為了更直觀，在第二凹模11的內部凹口 9中僅顯示了第二成型制齒型面14的一個齒間隙38，其中軸向成型齒39 (在此參照圖9)由於沿圖1中箭頭F的方向的進給運動而導入並且成型為，使得到達齒間隙38的作用區域但仍沒有製造尖部並且參照圖9可視的齒的齒尖40在成型之後具有相向收縮的側向齒面，也就是說齒39沿進給方向被壓尖。第二成型制齒型面14在這種優選實施形式中的更多細節結合圖5可見，圖5顯示了圖4中細節I的放大圖。齒間隙38形成於第二成型制齒型面14的兩個通過齒間隙38隔開的、具有齒面58的相鄰的齒41、42之間。如從圖5中可以直接看出，第二成型制齒型面14具有導入區域43、沿進給方向F (進給方向同樣在圖4中示出)與導入區域43鄰接的校準區域44和又與校準區域44鄰接的成型區域45。校準區域44具有側向齒面59，所述側向齒面59之間的間距在很大程度上保持不變。導入區域43反向於進給方向向前略微呈圓錐形地張開，由此能夠補償在間隔的凹模10、11之間可能存在的角度誤差。校準區域44能夠防止齒在軸向力作用下被墩壓，並且如導入區域43那樣構成的在側向齒面46之間具有逐漸變窄間距的成型區域45使得齒部2的齒48的成型尖部12的側向齒面47成型為錐形縮窄。此外如圖5所示，齒間隙38在與成型區域45的連接處具有導出區域49，該導出區域49用於容納軸3塑性變形的多餘材料，這例如在調節設置製造設備I的過程中失誤地沿進給方向移動了過長路程的情況下是有利的。通過該導出區域49避免了第二凹模11受損。為了能夠將兩個凹模10、11相互定向，在第一凹模10的與導入側50相對的端面51上設置沿徑向相互對置的槽52，該槽52與第二凹模11導入側53的端面上的槽54相對
應配置。在圖6中所示的中間環13也具有沿徑向相互對置的槽55，其朝槽52、54定向地延伸，因此參照圖1可視的稜鍵56能夠插入所述槽中，以便通過中間環13使兩個凹模10、11
相互定向。通過設置在中間環13上的通孔27使得既在進給運動(即用於成型軸向齒部的前進運動)中，也在退出運動(即軸3連同成型於其上的齒部從兩個制齒型面的作用區域中退出的運動)中，潤滑劑能夠到達齒部2或軸3上。為此目的，中間環13可具有小於夾緊環15的內徑的外徑，因此在中間環13的徑向外側形成環繞的潤滑劑槽，潤滑劑可以通過所述潤滑劑槽穿過中間環13進入內部。參照圖1詳細可視的間隔套筒18的長度與由第一凹模10、第二凹模11和中間環13組合而成的組合件的長度適配，這種組合件由此可以沿軸向預緊並且在工件3相對該組合件運動時不會運動。蓋板17沿軸向向前固定該組合件，並且工件3通過在蓋板17中沿徑向設計的槽在進入第一凹模10之前被供給潤滑劑。圖7所示的夾緊環16的優選實施形式在其內部凹口 15處具有圓錐形構造並且內部圓錐體可以這樣適配，使得凹模10、11與預緊力無關地始終位於相同的軸向位置中，這是有利的，因為由此可以簡單地更換凹模而不用調整製造設備I。夾緊環16具有與通孔26相連的環形槽，潤滑劑能夠通過該環形槽進入內部凹口 15中並且因此到達工件3上。如參照圖1和圖2可視，組件28的構造這樣選擇，使得第一凹模10儘可能靠前地布置在組件28中，以使工件3隻需儘可能短地被壓緊。通過第一凹模10的相同的軸向位置，可以在組件中設置具有不同工作尺寸的凹模，而不必調整製造設備I。以下結合圖8至圖10描述按照本發明的用於無屑構造具有在前部區域壓尖的齒的齒部(具體為插齒)的方法的一種優選實施形式。圖8顯示了工件3，其制齒前直徑7與具有凹模10、11的按照本發明的裝置的優選實施形式仍相隔一段距離。通過沿箭頭F方向的相對運動，工件3到達相對具有第一成型制齒型面31的凹模10的如圖9所示的相對位置，由此製造出僅在圖9中示意表示的具有齒39的軸向齒部。通過工件3沿進給方向F進一步的相對運動，軸向齒部2需要構造出壓尖的齒12的前端區域30進入第二成型制齒型面14的作用區域，因此齒39的前部尖部進入第二成型制齒型面14的齒間隙38中，由此，齒39的側向齒面在該區域中向內變形，因此所述齒面相向運動並且構成被壓尖的齒12。因此藉助按照本發明的方法的優選實施形式能夠在軸3上加工出齒部，具體為插齒，該齒部在軸3的端部區域30處具有壓尖的齒12，即齒具有沿軸3的縱向變小的寬度，因此軸3的需要通過未詳細示出的構件與內齒接合的軸向齒部2在軸向齒部相對構件的內齒存在轉向角錯位時也能夠輕易地插入所述構件中。按照本發明的方法能夠在唯一的工序中構成具有壓尖的齒的軸向齒部，而不需要在構成軸向齒部之後進行其它的無屑的或切削的齒部加工。本發明在前面沒有進一步詳細闡述的特徵可以明確地參考發明的權利要求書和附圖。附圖標記清單1.製造設備2.軸向齒部3.工件，軸4.裝置5.圓柱形部段6.夾緊裝置7.制齒前直徑8.內部凹口9.內部凹口10.第一凹模11.第二凹模12.成型的尖部13.中間環14.第二制齒型面15.內部凹口16.夾緊環17.蓋板18.間隔套筒19.內部凹口20.支座21.支座
22.螺栓23.潤滑劑輸入裝置24.通孔25.間隙26.通孔27.通孔28.組件29.凹口30.前端部區域31.第一制齒型面32.成型齒33.間隙34.外周35.圓錐形導入區域36.校準區域37.圓錐形導出區域38.齒間隙39.齒40.齒尖41.齒42.齒43.導入區域44.校準區域45.成型區域46.齒面47.齒面48.齒49.導出區域50.導入側51.端面52.槽53.導入側,端面54.槽55.槽56.稜鍵57.環形槽58.齒面59.齒面F進給方向
權利要求
1.一種用於在工件(3)上無屑地沿軸向成型地構造齒部(2)的裝置，該裝置具有夾緊在夾緊環(16)中的凹模(10)，該凹模(10)具有內部凹口(8)和設置在所述內部凹口(8)上的用於成型的第一制齒型面(31)，其特徵在於，設有與所述用於成型的第一制齒型面(31)間隔布置的用於成型的第二制齒型面(14)，所述第二制齒型面(14)在與所述第一制齒型面(31)間隔的區域中具有相互間距逐漸變窄的側向面(46)，所述側向面(46)使形成於工件(3)上的側向齒面(47)相互縮窄靠攏地成型。
2.按照權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述第二制齒型面(14)設置在與所述凹模(10)間隔布置的並且夾緊在所述夾緊環(16)中的第二凹模(11)中。
3.按照權利要求1或2所述的裝置，其特徵在於，所述第二制齒型面(14)具有朝遠離所述第一制齒型面(31)方向延伸的、帶有成型齒(42)的導入區域，所述成型齒(42)的側向齒面(58)之間的間距逐漸變窄，與所述導入區域連接的是校準區域(44)，所述校準區域(44)的側向齒面(59)之間在很大程度上保持相同的間距，與所述校準區域連接的是成型區域，所述成型區域的側向齒面(46)之間的間距逐漸變窄。
4.按照前述權利要求之一所述的裝置，其特徵在於，所述第二制齒型面(14)與所述第一制齒型面(31)對齊地定向。
5.按照前述權利要求之一所述的裝置，其特徵在於，所述第一制齒型面(31)和所述第二制齒型面(14)被所述夾緊環(16)以很大程度上相同的徑向預緊力預緊。
6.按照權利要求2至5之一所述的裝置，其特徵在於，所述第一凹模(10)和所述第二凹模(11)在相互對置的端面(51、53)上具有用於容納使所述凹模(10、11)相互對齊地定向的稜鍵(56)的凹槽(52、54)。
7.按照權利要求2至6之一所述的裝置，其特徵在於，在所述凹模(10、11)之間的軸向區域中設置具有位於徑向外側的凹槽(55)的中間環(13)，用於使所述凹模(10、11)相互對齊地定向的稜鍵(56)能夠容納在所述凹槽(55)內，所述中間環(13)具有用於使潤滑劑通過的徑向鑽孔(27)。
8.按照權利要求2至7之一所述的裝置，其特徵在於，所述第一凹模(10)和所述第二凹模(11)能夠沿所述裝置⑷的軸向被軸向預緊地頂靠間隔套筒(18)。
9.按照權利要求2至8之一所述的裝置，其特徵在於，所述夾緊環(16)的內部凹口(15)設計為圓錐形，所述第一凹模(10)和所述第二凹模(11)具有與所述內部凹口(15)形狀互補和表面互補的圓錐形構造，並且所述夾緊環(16)具有至少一個沿徑向延伸的、用於使潤滑劑進入到所述凹模(10、11)之間的區域中的內部凹口(15)中的鑽孔(26)。
10.按照權利要求2至9之一所述的裝置，其特徵在於，設有帶內部凹口(19)的圓柱形的支座(20)，其中，所述夾緊環(16)以及所述第一凹模(10)和所述第二凹模(11)和所述間隔套筒(18)設置在所述內部凹口(19)中，其中所述支座(20)具有至少一個用於將潤滑劑導入所述凹模(10、11)之間的區域中的通孔(24)。
11.一種用於在工件(3)上無屑地構造齒部(2)的方法，該方法藉助所述待成型工件(3)和具有用於成型的第一制齒型面(31)的凹模(10)之間的相對運動實現，所述相對運動藉助所述工件(3)和所述凹模(10)之間的軸向移動實現，以便通過所述工件(3)的區域在所述凹模(10)的第一制齒型面(31)處的軸向變形構造所述齒部，其特徵在於以下步驟 a.使所述工件(3)這樣軸向移動，使得所述工件(3)上所形成的齒部(2)的側向齒面(47)進入與所述第一制齒型面(31)間隔布置的第二制齒型面(14)的齒面(46)的逐漸變窄的間隙(38)中， b.所述工件(3)以其處於所述逐漸變窄的間隙(38)中的齒面(47)軸向移動一段預設的路程，以使所述工件(3)的齒面(47)側向相互縮窄靠攏地成型， c.將具有最終成型的齒部(2、47)的工件(3)從所述第一制齒型面(31)和所述第二制齒型面(14)中移出。
12.按照權利要求11所述的方法，其特徵在於，所述齒部(2)和其齒面(47)的側向相互縮窄靠攏僅通過一次沿一個運動方向的軸向移動製成。
13.按照權利要求11或12所述的方法，其特徵在於，藉助設計在與所述凹模(10)間隔布置的第二凹模(11)上的第二制齒型面(14)實施所述側向逐漸縮窄靠攏的成型。
14.按照權利要求11至13之一所述的方法，其特徵在於，藉助對施加在所述第一制齒型面(31)和所述第二制齒型面(14)上的徑向預緊力的調整來調節所述齒部的質量。
15.按照權利要求11至14之一所述的方法，其特徵在於，在所述工件(3)沿所述運動方向的運動以及與所述運動方向相反的運動中，均在該工件(3)上塗覆潤滑劑。
全文摘要
本發明涉及一種用於在工件(3)上基本無屑地沿軸向成型地製造齒部(2)的裝置，該裝置具有夾緊在夾緊環(16)中的凹模(10)，該凹模具有內部凹口(8)和設置在內部凹口(8)上的用於成型的第一制齒型面(31)，以及與用於成型的第一制齒型面(31)間隔布置的用於成型的第二制齒型面(14)，所述第二制齒型面在與第一制齒型面(31)間隔的區域中具有間距逐漸變窄的側向面(46)，所述側向面使形成於工件(3)上的側向齒面(47)相互縮窄靠攏地成型。本發明還涉及一種用於在工件上無屑地沿軸向成型地製造齒部的相應方法。
文檔編號B21K1/12GK103068500SQ201180040367
公開日2013年4月24日 申請日期2011年6月21日 優先權日2010年6月25日
發明者S.魯施, M.加布隆斯基, E.皮謝爾, J.施沃勒 申請人:大眾汽車有限公司