用于制造旋轉(zhuǎn)對稱的金屬零件的方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于制造旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)地設(shè)置在第一容納部上，容納部圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而坯件也圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。此外，本發(fā)明還涉及一種用于由坯件制造旋轉(zhuǎn)對稱的零件的設(shè)備，該零件由金屬、特別是鋼材組成，該設(shè)備具有能夠圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)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(shù)】
[0002]金屬制成的旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)運(yùn)動，從而可以使非平行延伸的旋轉(zhuǎn)軸形狀配合地相互連接。該連接銷優(yōu)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(nèi)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(qū)域中成型有外輪廓而且必須在接頭外部件的區(qū)域中成型有內(nèi)輪廓。軸頸或連接銷、甚至其他的旋轉(zhuǎn)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(yīng)的功能。例如在接頭外部件中通常設(shè)置有底切，從而將球軸承保持架固定在內(nèi)輪廓中。但是還必須同時(shí)提供球軸承滾道，球軸承可以在該滾道中運(yùn)動并且盡管存在力傳遞但仍可以實(shí)現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)運(yùn)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(zhuǎn)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(shè)置在能夠旋轉(zhuǎn)的容納部上，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并且通過驅(qū)動輥或者自由輥加壓乳制。但是已證實(shí)，特別是在復(fù)雜的賦形過程中，使用加壓乳制在精確度和加工時(shí)間方面并不是理想的解決方案。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]由此出發(fā)，本發(fā)明的目的在于，提供一種用于制造旋轉(zhuǎn)對稱的零件的方法和設(shè)備，通過該方法或通過該設(shè)備能夠以充分的精確度和縮短的加工時(shí)間制造具有復(fù)雜形狀的旋轉(zhuǎn)對稱零件，該零件由金屬、特別是鋼材組成。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的第一教導(dǎo)，關(guān)于方法的目的由此得以實(shí)現(xiàn)，S卩，至少一個直線式的成型部件相對于同步旋轉(zhuǎn)的坯件表面切線地運(yùn)動，該直線式的成型部件至少部分地具有展開的、旋轉(zhuǎn)對稱的零件的外輪廓或者零件的預(yù)型件所具有的輪廓，其中，直線式的成型部件同時(shí)這樣擠壓坯件，從而在切線運(yùn)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(shí)，通過使用直線式成型部件實(shí)現(xiàn)了以更短的加工時(shí)間和更高的精確度對旋轉(zhuǎn)對稱的零件或者零件預(yù)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(yīng)于待制零件的展開的輪廓或者對應(yīng)于待制零件的預(yù)型件的輪廓。通過坯件與直線式的旋轉(zhuǎn)部件的同步運(yùn)動制成由成型部件傳遞到坯件上的輪廓以及旋轉(zhuǎn)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(yù)型件的輪廓非常精確地預(yù)先引入直線式的成型部件中，也實(shí)現(xiàn)了該展開的輪廓非常精確地傳遞到旋轉(zhuǎn)的坯件上，其中，可以將非常復(fù)雜的形狀傳遞到旋轉(zhuǎn)的坯件上。另外，具有旋轉(zhuǎn)對稱的零件或者零件預(yù)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(yīng)輪廓的加壓乳輥。
[0006]根據(jù)該方法的第一種設(shè)計(jì)，坯件通過在旋轉(zhuǎn)軸方向上分為至少兩個區(qū)段的、直線式的成型部件成型，其中，成型部件的這些區(qū)段對應(yīng)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(yīng)的區(qū)段的輪廓。由此可以實(shí)現(xiàn)，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(qū)段化的分布也可以以簡單的方式對旋轉(zhuǎn)對稱的零件的軸向部分進(jìn)行形狀改變，例如在更換產(chǎn)品的過程中簡單地通過更換該區(qū)段。
[0007]根據(jù)另一種設(shè)計(jì)，在坯件的各個軸向部分中以不同方式結(jié)構(gòu)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(qū)段的切線運(yùn)動速度是不同的。通過這種方式實(shí)現(xiàn)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(jù)另一種設(shè)計(jì)，如果使用兩個位于坯件相對的側(cè)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(zhuǎn)的容納部的機(jī)械負(fù)荷最小化，因?yàn)橄鄬υO(shè)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(zhuǎn)的容納部的軸承的負(fù)荷。通過兩個成型部件的使用同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了在成型過程中加工速度的提高。
[0009]此外，優(yōu)選還可以在坯件中形成內(nèi)輪廓，坯件的容納部的輪廓作為待成型坯件中的內(nèi)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(nèi)輪廓，該內(nèi)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(jù)該方法的另一種設(shè)計(jì)，成型有旋轉(zhuǎn)對稱地預(yù)成型的坯件，從而可以省略額外的成型步驟。
[0011]優(yōu)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(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)檩S頸或連接銷的接頭外部件中旋轉(zhuǎn)對稱的內(nèi)輪廓以及連接軸的旋轉(zhuǎn)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(yōu)選分為不同的區(qū)段，實(shí)現(xiàn)了對軸頸或連接銷的不同軸向部分進(jìn)行平行地賦形。
[0012]根據(jù)一種設(shè)計(jì)，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(zhuǎn)的第二容納部上使旋轉(zhuǎn)對稱的坯件預(yù)成型，可以進(jìn)一步縮短在制造旋轉(zhuǎn)對稱的零件的過程中的加工時(shí)間。通過預(yù)成型步驟可以從整體上降低經(jīng)直線式成型部件而引入的變形程度，該預(yù)成型步驟通過使用直線式的成型部件優(yōu)選能夠平行于已預(yù)成型坯件的其他成型而實(shí)施。在此，該乳輥可以是從動輥或驅(qū)動輥。
[0013]根據(jù)另一種設(shè)計(jì)，通過在使用至少一個相對于坯件的旋轉(zhuǎn)軸切線運(yùn)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(zhuǎn)的容納部上至少部分地在經(jīng)預(yù)成型的零件中成型出制得零件的內(nèi)輪廓和外輪廓，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步提高由金屬、特別是鋼材組成的旋轉(zhuǎn)對稱零件的制造過程中的生產(chǎn)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(yù)成型、制造具有外輪廓以及可選的內(nèi)輪廓、已預(yù)成型的零件以及通過使用已預(yù)成型的零件進(jìn)行零件的最終成型。如果所有三個加工步驟平行地進(jìn)行，即，坯件的預(yù)成型、零件的預(yù)成型和零件的最終成型平行地進(jìn)行，例如在總共三個能夠旋轉(zhuǎn)的容納部上進(jìn)行，可以使該方法的生產(chǎn)能力顯著地提高。
[0014]此外，在使用高強(qiáng)度材料的條件下可以改進(jìn)該方法，對該材料進(jìn)行熱成型或者在熱成型溫度下進(jìn)行加壓乳制。為此優(yōu)選以電感方式將坯件加熱至400 °C至1100 °C的溫度，優(yōu)選加熱到材料的AC1溫度或AC3溫度以上的溫度，而且以預(yù)期的溫度成型。但是，在相應(yīng)溫度下的熱成型例如可以僅用于連接件的部分區(qū)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(jìn)行硬化，該硬化也可以僅在部分區(qū)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(qiáng)度材料中形成裂紋的危險(xiǎn)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個教導(dǎo)，上述目的通過一種用于制造旋轉(zhuǎn)對稱的零件的設(shè)備由此得以實(shí)現(xiàn)，該零件由金屬、特別是鋼材組成，該設(shè)備設(shè)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(zhuǎn)對稱的零件或者零件預(yù)型件的展開的輪廓，設(shè)置有用于使至少一個成型部件相對于旋轉(zhuǎn)的坯件切線地并且同步地運(yùn)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(zhuǎn)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(shí)施的，已證實(shí)，通過使用相對于坯件的旋轉(zhuǎn)切線運(yùn)動的直線式成型部件，該切線運(yùn)動同步于坯件的旋轉(zhuǎn)，存在有簡單的成型可能性，即，將復(fù)雜的形狀引入在旋轉(zhuǎn)軸上旋轉(zhuǎn)的坯件中。
[0017]如果至少一個相對于旋轉(zhuǎn)的坯件至少能夠切線地且同步地運(yùn)動的容納部設(shè)置作為用于使至少一個直線式的成型部件運(yùn)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(zhuǎn)對稱零件的其他形狀的設(shè)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(nèi)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(nèi)輪廓通過成型直線式成型部件的輪廓與成型坯