用于制造旋轉對稱的金屬零件的方法和設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于制造旋轉對稱的零件的方法，該零件由金屬、特別是鋼材組成，其中，坯件能夠旋轉地設置在第一容納部上，容納部圍繞旋轉軸旋轉，從而坯件也圍繞旋轉軸旋轉。此外，本發明還涉及一種用于由坯件制造旋轉對稱的零件的設備，該零件由金屬、特別是鋼材組成，該設備具有能夠圍繞旋轉軸旋轉的、用于由金屬、特別是鋼材制成的坯件的容納部和成型部件，通過成型部件可以在坯件中成型輪廓。
【背景技術】
[0002]金屬制成的旋轉對稱的零件、特別是連接接頭的軸頸或連接銷例如用于傳遞旋轉運動，從而可以使非平行延伸的旋轉軸形狀配合地相互連接。該連接銷優選由金屬、特別是鋼材制成。連接銷或者軸頸通常具有連接軸和形成為鐘狀的接頭外部件，為了容納形狀配合件該接頭外部件具有內輪廓。在軸頸或連接銷的制造過程中，必須例如在連接軸的區域中成型有外輪廓而且必須在接頭外部件的區域中成型有內輪廓。軸頸或連接銷、甚至其他的旋轉對稱的零件在形狀方面必須具有特別高的精確度，從而可以提供相應的功能。例如在接頭外部件中通常設置有底切，從而將球軸承保持架固定在內輪廓中。但是還必須同時提供球軸承滾道，球軸承可以在該滾道中運動并且盡管存在力傳遞但仍可以實現在旋轉運動傳遞過程中的不同的角度。此外還已知，由鋼材制成的旋轉對稱零件通過使用加壓乳制方法制成，其中，由金屬制成的坯件設置在能夠旋轉的容納部上，進行旋轉并且通過驅動輥或者自由輥加壓乳制。但是已證實，特別是在復雜的賦形過程中，使用加壓乳制在精確度和加工時間方面并不是理想的解決方案。
【發明內容】
[0003]由此出發，本發明的目的在于，提供一種用于制造旋轉對稱的零件的方法和設備，通過該方法或通過該設備能夠以充分的精確度和縮短的加工時間制造具有復雜形狀的旋轉對稱零件，該零件由金屬、特別是鋼材組成。
[0004]根據本發明的第一教導，關于方法的目的由此得以實現，S卩，至少一個直線式的成型部件相對于同步旋轉的坯件表面切線地運動，該直線式的成型部件至少部分地具有展開的、旋轉對稱的零件的外輪廓或者零件的預型件所具有的輪廓，其中，直線式的成型部件同時這樣擠壓坯件，從而在切線運動的過程中至少部分地在坯件中成型直線式的成型部件的輪廓。
[0005]已證實，通過使用直線式成型部件實現了以更短的加工時間和更高的精確度對旋轉對稱的零件或者零件預型件賦形，直線式的成型部件具有待成型的輪廓，該待成型輪廓對應于待制零件的展開的輪廓或者對應于待制零件的預型件的輪廓。通過坯件與直線式的旋轉部件的同步運動制成由成型部件傳遞到坯件上的輪廓以及旋轉對稱的零件。輪廓的成型過程類似于加壓乳制并因此確保了特別高的精確度。通過將待制零件或者零件預型件的輪廓非常精確地預先引入直線式的成型部件中，也實現了該展開的輪廓非常精確地傳遞到旋轉的坯件上，其中，可以將非常復雜的形狀傳遞到旋轉的坯件上。另外，具有旋轉對稱的零件或者零件預型件的展開的輪廓的直線式成型部件能夠以簡單的方式制造，例如通過具有對應輪廓的加壓乳輥。
[0006]根據該方法的第一種設計，坯件通過在旋轉軸方向上分為至少兩個區段的、直線式的成型部件成型，其中，成型部件的這些區段對應于坯件不同的軸向部分并且在坯件各個軸向部分中成型對應的區段的輪廓。由此可以實現，在坯件不同的軸向部分中，例如在坯件具有不同直徑的軸向部分中，可以平行地引入不同的輪廓。除此之外，通過成型部件區段化的分布也可以以簡單的方式對旋轉對稱的零件的軸向部分進行形狀改變，例如在更換產品的過程中簡單地通過更換該區段。
[0007]根據另一種設計，在坯件的各個軸向部分中以不同方式結構化的輪廓可以以簡單的方式由此成型，即，在成型有直線式的成型部件的輪廓的過程中，直線式的成型部件的各個區段的切線運動速度是不同的。通過這種方式實現了，輪廓的成型過程中在坯件的軸向部分具有不同直徑的情況下可以顧忌到坯件的不同軌道速度。
[0008]根據另一種設計，如果使用兩個位于坯件相對的側面上、與坯件處于嵌接的、用于在坯件中成型出輪廓的直線式的成型部件，可以使能夠旋轉的容納部的機械負荷最小化，因為相對設置的成型部件在坯件上施加力，該力相互抵消。由此減小了能夠旋轉的容納部的軸承的負荷。通過兩個成型部件的使用同時還實現了在成型過程中加工速度的提高。
[0009]此外，優選還可以在坯件中形成內輪廓，坯件的容納部的輪廓作為待成型坯件中的內輪廓通過至少一個直線式的成型部件成型。例如，坯件的容納部可以具有連接銷的接頭外部件的內輪廓，該內輪廓可以簡單地通過直線式的成型部件成型在坯件中。
[0010]根據該方法的另一種設計，成型有旋轉對稱地預成型的坯件，從而可以省略額外的成型步驟。
[0011]優選制造具有連接軸和接頭外部件的連接接頭的軸頸或連接銷。在制造軸頸或連接銷的過程中可以特別好地利用按照本發明的方法的優點，因為軸頸或連接銷的接頭外部件中旋轉對稱的內輪廓以及連接軸的旋轉對稱的形狀配合件必須以較高的精確度制造。此夕卜，通過使用直線式的成型部件，該成型部件優選分為不同的區段，實現了對軸頸或連接銷的不同軸向部分進行平行地賦形。
[0012]根據一種設計，通過在使用至少一個乳輥的條件下通過壓力乳制在能夠旋轉的第二容納部上使旋轉對稱的坯件預成型，可以進一步縮短在制造旋轉對稱的零件的過程中的加工時間。通過預成型步驟可以從整體上降低經直線式成型部件而引入的變形程度，該預成型步驟通過使用直線式的成型部件優選能夠平行于已預成型坯件的其他成型而實施。在此，該乳輥可以是從動輥或驅動輥。
[0013]根據另一種設計，通過在使用至少一個相對于坯件的旋轉軸切線運動的、另一個直線式的成型部件的條件下，至少在另一個能夠旋轉的容納部上至少部分地在經預成型的零件中成型出制得零件的內輪廓和外輪廓，實現了進一步提高由金屬、特別是鋼材組成的旋轉對稱零件的制造過程中的生產能力。通過這種方式，將零件的制造過程分為可選的通過加壓乳制的坯件的預成型、制造具有外輪廓以及可選的內輪廓、已預成型的零件以及通過使用已預成型的零件進行零件的最終成型。如果所有三個加工步驟平行地進行，即，坯件的預成型、零件的預成型和零件的最終成型平行地進行，例如在總共三個能夠旋轉的容納部上進行，可以使該方法的生產能力顯著地提高。
[0014]此外，在使用高強度材料的條件下可以改進該方法，對該材料進行熱成型或者在熱成型溫度下進行加壓乳制。為此優選以電感方式將坯件加熱至400 °C至1100 °C的溫度，優選加熱到材料的AC1溫度或AC3溫度以上的溫度，而且以預期的溫度成型。但是，在相應溫度下的熱成型例如可以僅用于連接件的部分區域，例如轂、鐘形罩;或者用于保持架軌道、球形軌道或輥滾道的成型。在成型之后可以緊接著進行硬化，該硬化也可以僅在部分區域上延伸或者包括整個零件。在熱成型過程中可以降低在高強度材料中形成裂紋的危險。
[0015]根據本發明的另一個教導，上述目的通過一種用于制造旋轉對稱的零件的設備由此得以實現，該零件由金屬、特別是鋼材組成，該設備設置有至少一個直線式的成型部件，該直線式的成型部件至少部分地具有的輪廓為旋轉對稱的零件或者零件預型件的展開的輪廓，設置有用于使至少一個成型部件相對于旋轉的坯件切線地并且同步地運動的部分，其中存在有用于由至少一個直線式的成型部件將力施加在旋轉的坯件上的額外的部分，從而至少一個直線式的成型部件的輪廓至少部分地成型在坯件中。
[0016]如上所實施的，已證實，通過使用相對于坯件的旋轉切線運動的直線式成型部件，該切線運動同步于坯件的旋轉，存在有簡單的成型可能性，即，將復雜的形狀引入在旋轉軸上旋轉的坯件中。
[0017]如果至少一個相對于旋轉的坯件至少能夠切線地且同步地運動的容納部設置作為用于使至少一個直線式的成型部件運動的部分，通過簡單地更換直線式的成型部件可以改造用于提供旋轉對稱零件的其他形狀的設備。
[0018]如果坯件的容納部具有一種輪廓，該輪廓在成型部件的輪廓至少部分地成型在坯件中的情況下至少部分地成型為零件的內輪廓，可以以簡單的方式例如制造軸頸或連接銷。例如軸頸或連接銷的接頭外部件的內輪廓通過成型直線式成型部件的輪廓與成型坯