專(zhuān)利名稱(chēng)：用于制造工件齒狀成型部的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1前序部分所述的設(shè)備和按權(quán)利要求7前序部分所述的方法。
背景技術(shù)：
為了通過(guò)冷成形制造圓柱形工件，該工件要得到具有齒狀幾何形狀的成型部，按傳統(tǒng)的方式使用沖軋機(jī)(Schlagwalzmaschinen)。在此，工具的運(yùn)動(dòng)(即成型輥或軋輥的加工運(yùn)動(dòng)、方向和進(jìn)給)和工件的運(yùn)動(dòng)(即工件相對(duì)于工具的軸向進(jìn)給和工件的旋轉(zhuǎn))必須幾何確定地相互匹配，從而以相應(yīng)的尺寸和精度達(dá)到所期望的成型部。
通常，不僅工具而且工件的加工運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)都可以連續(xù)進(jìn)行，這通過(guò)借助于機(jī)械或電子傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將這些運(yùn)動(dòng)耦合來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是，為了制造一定的直或斜齒部，工件需要以理想的方式不連續(xù)地或間歇地旋轉(zhuǎn)。
這種運(yùn)動(dòng)可以例如借助基于馬氏間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)機(jī)械地實(shí)現(xiàn)。這種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)允許從連續(xù)旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)機(jī)出發(fā)產(chǎn)生不連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在此，相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)齒距或者分度齒距取決于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的幾何形狀及其傳動(dòng)比。這意味著，必須確定待達(dá)到的分度齒距和基于此相應(yīng)地設(shè)計(jì)和建造傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。通常，這樣的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和與此相關(guān)的生產(chǎn)設(shè)備限于一定的預(yù)先給定的工件齒數(shù)。
這意味著，實(shí)際上對(duì)于每種不同的工件齒數(shù)都必須構(gòu)建一種自身的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。這意味著比較大的花費(fèi)，它最后不能降低較高的生產(chǎn)成本和高的改造費(fèi)用。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，找到一種這樣的設(shè)備，它允許在工件旋轉(zhuǎn)的同時(shí)簡(jiǎn)單地調(diào)節(jié)分度齒距，特別是對(duì)于用沖軋機(jī)加工的工件。
按照本發(fā)明該目的通過(guò)具有權(quán)利要求1所述特征的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，按照本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施形式由從屬權(quán)利要求2至6得到。
按照本發(fā)明，用于制造具有一定成型部的圓柱形工件的設(shè)備，具有一可軸向移動(dòng)并可繞縱軸線(xiàn)間歇地旋轉(zhuǎn)的工件夾具以及周期性地作用于工件的成形工具、至少一個(gè)在機(jī)械上與成形工具的驅(qū)動(dòng)裝置分開(kāi)的單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)裝置，該驅(qū)動(dòng)裝置用于使工件夾具間歇地旋轉(zhuǎn)。該單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)裝置與電子控制裝置連接，它根據(jù)成形工具的驅(qū)動(dòng)來(lái)控制間歇的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。借此可有利地根據(jù)成形工具的運(yùn)動(dòng)或位置任意地調(diào)節(jié)工件的旋轉(zhuǎn)位置，并由此在工件型材的整個(gè)長(zhǎng)度上產(chǎn)生精確的成型幾何形狀。在此，在成形工具作用期間可任意地調(diào)節(jié)工件停車(chē)的位置和持續(xù)時(shí)間。
例如，由此能夠以比傳統(tǒng)機(jī)械地連接驅(qū)動(dòng)裝置的情況下顯著更高的轉(zhuǎn)速實(shí)施對(duì)工件的成型過(guò)程。該顯著更高的轉(zhuǎn)速因此是可能的，因?yàn)殡娮涌刂频尿?qū)動(dòng)裝置與用于產(chǎn)生工件的間歇旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相比具有顯著更低的慣性矩。其中，也可以顯著更快地調(diào)節(jié)關(guān)于齒部幾何形狀的與齒部相關(guān)的優(yōu)化的參數(shù)。由此在較低的裝備和生產(chǎn)成本的同時(shí)達(dá)到較高的生產(chǎn)率。
優(yōu)選地，成形工具是成型的輥?zhàn)踊蜍堓?，它們?cè)谝粭l圓形軌道上被連續(xù)循環(huán)地驅(qū)動(dòng)，其中，該圓形軌道相對(duì)于工件的縱軸線(xiàn)平行或傾斜延伸地優(yōu)選可調(diào)節(jié)地設(shè)置。正是在應(yīng)用于沖軋機(jī)的成形方法中工件間歇旋轉(zhuǎn)的電子調(diào)整證明是有利的。
優(yōu)選地，工件夾具支承在一個(gè)平行于工件軸線(xiàn)引導(dǎo)和可移動(dòng)的主軸箱上并通過(guò)一個(gè)至少在軸向上彈性的離合器與驅(qū)動(dòng)裝置連接。由此驅(qū)動(dòng)裝置有利地不受成形工具作用于工件的力并且盡管高的變形力仍然可以保證準(zhǔn)確的定位或間歇旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置在一個(gè)同樣平行于工件軸線(xiàn)引導(dǎo)和可移動(dòng)的次級(jí)主軸箱中。在此，次級(jí)主軸箱可以或者設(shè)置在與工件夾具主軸箱相同的導(dǎo)軌上，或者設(shè)置在與其平行的單獨(dú)的導(dǎo)軌上。
優(yōu)選地，成形工具的周期性運(yùn)動(dòng)、工件夾具的間歇性旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以及工件夾具的軸向進(jìn)給具有分開(kāi)的動(dòng)力源，它們以電子的方式相互耦連，優(yōu)選通過(guò)電子控制裝置。由此達(dá)到非常大的運(yùn)動(dòng)變化可能性并且也能夠制造復(fù)雜的成型幾何形狀。特別是這種設(shè)備也適合用于制造相對(duì)于縱軸線(xiàn)傾斜延伸的成型部或齒部。
優(yōu)選地，工件是圓柱形的實(shí)心或空心體。按本發(fā)明的設(shè)備有利地不僅適合于加工實(shí)心體而且也適合于加工空心體。其中在空心體的情況下不僅可以制造外部成型部或齒部而且可以制造內(nèi)部成型部或齒部。
優(yōu)選地，空心的工件被安放到圓柱形的芯軸上，它優(yōu)選具有成型的、優(yōu)選縱向成型的表面。
此外，按照本發(fā)明該目的通過(guò)按權(quán)利要求7所述方法的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的實(shí)施形式由其他的方法8和9的特征來(lái)得到。
按照本發(fā)明，用于制造帶有一定成型部的圓柱形工件的方法，包括一可軸向移動(dòng)并可繞縱軸線(xiàn)間歇地旋轉(zhuǎn)的用于工件的工件夾具以及周期性地作用于工件的成形工具，其特征在于，工件借助電子控制裝置通過(guò)一個(gè)與成形工具獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置繞其縱軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)或停止。這按照本發(fā)明依據(jù)成形工具的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行并用于產(chǎn)生一定的確定的成型幾何形狀。
優(yōu)選地，控制裝置使工件不僅左旋而且右旋以及停止。由此可根據(jù)成形工具的幾何形狀和運(yùn)動(dòng)來(lái)非常精確地產(chǎn)生所期望的成型幾何形狀。
優(yōu)選地，控制裝置也根據(jù)預(yù)定值來(lái)控制驅(qū)動(dòng)裝置和成形工具的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，以及工件的軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。由此可簡(jiǎn)單地控制圓柱形工件的成型部的整個(gè)制造過(guò)程和簡(jiǎn)單地適應(yīng)于不同的工件。這樣例如就不會(huì)由于不同工件的其他分度數(shù)而必須相應(yīng)地工作強(qiáng)烈地重新調(diào)節(jié)或者改造傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
按照本發(fā)明還要求保護(hù)用于在圓柱形工件上制造斜齒部的本發(fā)明設(shè)備的應(yīng)用和/或本發(fā)明方法的應(yīng)用。


以下借助于附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。附圖中圖1示出帶有機(jī)械地耦連的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳統(tǒng)的加工機(jī)器的縱剖視圖；圖2示出帶有電子地耦連的工件旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的本發(fā)明設(shè)備的示意縱剖視圖；
圖3示出工件與成形工具相嵌接的示意正視圖；以及圖4示出按圖3的成形工具在工件內(nèi)的嵌接區(qū)域的示意縱剖視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出用于加工圓柱形工件1的傳統(tǒng)的沖軋機(jī)的縱剖視圖。
工件1安放在工件夾具2上，它沿著其軸線(xiàn)z可在加工區(qū)域3內(nèi)進(jìn)給。該進(jìn)給例如通過(guò)自身的驅(qū)動(dòng)裝置4進(jìn)行，它通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5驅(qū)動(dòng)主軸6。
由驅(qū)動(dòng)裝置8驅(qū)動(dòng)的成形工具9直接通過(guò)馬氏間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類(lèi)型的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7與工件夾具2機(jī)械地連接。由此，工件夾具2繞軸線(xiàn)z的間歇旋轉(zhuǎn)與成形工具9的運(yùn)動(dòng)按照傳動(dòng)比和馬氏間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類(lèi)型的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7的設(shè)計(jì)(Auslegung)直接耦連或同步。由于這種設(shè)計(jì)，現(xiàn)在通過(guò)成形工具9可在工件1的表面上加工出一定的成型部。
通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在可以相應(yīng)地只制成具有一定成型或齒數(shù)的成型部。對(duì)于另一種齒數(shù)，必須適配驅(qū)動(dòng)裝置8與工件夾具2之間的傳動(dòng)比，這只要通過(guò)更換相應(yīng)的齒輪或傳動(dòng)部件就可以實(shí)現(xiàn)。這樣的更換是耗費(fèi)時(shí)間的并且成本非常高。
在圖2中現(xiàn)在示意地示出本發(fā)明設(shè)備的縱剖視圖。
加工區(qū)域3的構(gòu)造和驅(qū)動(dòng)與如圖1中所示的已知構(gòu)造相當(dāng)。驅(qū)動(dòng)裝置8有利地通過(guò)機(jī)械的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)10與成形工具9連接。
但是，工件夾具2與工件1具有自身的驅(qū)動(dòng)裝置11。工件1的進(jìn)給又有利地通過(guò)單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)裝置4與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5和主軸6實(shí)現(xiàn)，其中，驅(qū)動(dòng)裝置11也與工件1或工件夾具2一起進(jìn)給。
工件夾具2和由此工件1以及成形工具9或其驅(qū)動(dòng)裝置8的間歇性旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之間的同步，按照本發(fā)明以電子的方式通過(guò)控制裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。為此，不僅驅(qū)動(dòng)裝置8而且驅(qū)動(dòng)裝置11有利地具有對(duì)應(yīng)的位置傳感器。
電子同步的大的優(yōu)點(diǎn)一方面在于，控制裝置可以按照預(yù)定值相應(yīng)個(gè)別地快速和簡(jiǎn)單地調(diào)節(jié)到成型分度，而無(wú)須嵌接到?jīng)_軋機(jī)中。另一方面，由此也可得到工件的運(yùn)動(dòng)過(guò)程、即特殊的旋轉(zhuǎn)模式，如其通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不能實(shí)現(xiàn)或者只能以大的花費(fèi)實(shí)現(xiàn)的那樣，但如其例如對(duì)于沖軋加工斜齒部所需的那樣。此外，使用配有可調(diào)用的編碼或編程的工具允許特別簡(jiǎn)單地對(duì)機(jī)器控制裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)或編程，從而實(shí)際上消除了手工調(diào)節(jié)。
在圖3中還示意地示出工件1與處于嵌接中的成型輥12形式的加工工具的正視圖。在此示出成型輥12進(jìn)入工件12表面的實(shí)際最大的進(jìn)入深度。按照成型輥12的輪廓得到工件表面的成型部，更具體說(shuō)是分別以間距t，它被稱(chēng)為成型分度。
在圖4中還示出該區(qū)域的縱剖視圖，從其中可看出，成型輥12在一條圓形的軌道上引導(dǎo)，其中圓13是成型輥12的最外部區(qū)域的軌道曲線(xiàn)。一方面示出成型輥的嚙出位置12’，在這里它正離開(kāi)工件1的表面，以及示出成型輥的進(jìn)給位置12”，在這里開(kāi)始對(duì)工件進(jìn)行成型加工，并且成型輥進(jìn)入剛好形成的成型部的區(qū)域內(nèi)。在這兩個(gè)位置之間工件1必須保持靜止，由此可精確地產(chǎn)生所期望的成型形狀，而工件1在成型輥12隨后的旋轉(zhuǎn)期間必須繞其圓形軌道旋轉(zhuǎn)成型分度t，以便實(shí)現(xiàn)繞整個(gè)圓周的成型部。該停止階段按照本發(fā)明正好可以通過(guò)單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)裝置和電子同步裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，以及待產(chǎn)生的齒數(shù)特別是相對(duì)于工件停止的位置和持續(xù)時(shí)間簡(jiǎn)單地進(jìn)行調(diào)節(jié)。
正好在空心圓柱形板件上制造這種成型部時(shí)，由此可通過(guò)高的轉(zhuǎn)速來(lái)達(dá)到高的生產(chǎn)率，以及對(duì)于成型幾何形狀起決定性的調(diào)節(jié)通過(guò)相應(yīng)的控制裝置可快速且簡(jiǎn)單地進(jìn)行。這些調(diào)節(jié)可以有利地在應(yīng)用芯片編碼的工具的情況下自動(dòng)地進(jìn)行，并且例如可以無(wú)須手工介入地激活已經(jīng)包含于控制裝置中的程序。
正好在這種空心部件的情況下，在傳統(tǒng)的設(shè)備中通過(guò)旋轉(zhuǎn)和沿著工件1縱軸線(xiàn)的進(jìn)給而由成型輥12對(duì)成型部的側(cè)面產(chǎn)生大的壓力。在按本發(fā)明的帶有電子同步和獨(dú)立旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的設(shè)備中，通過(guò)繞工件1縱軸線(xiàn)的相應(yīng)的補(bǔ)償旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)際上可消除這種效果。這在純機(jī)械的解決方案中只可非常耗費(fèi)地實(shí)施且通常也不能充分地實(shí)施。
通過(guò)工件的間歇性旋轉(zhuǎn)的獨(dú)特的控制可能性，也能夠借助于沖軋工具例如實(shí)現(xiàn)斜齒部。
此外，按本發(fā)明的帶有電子耦連的驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施形式允許采用相同的機(jī)器以壓輥進(jìn)行滾壓加工，其中，工件不需要間歇性的旋轉(zhuǎn)，而是工件必須以一定的一般非常高的恒定轉(zhuǎn)速被驅(qū)動(dòng)。在此，在傳統(tǒng)設(shè)備中所需的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)換被取消，因?yàn)樗瑯涌梢砸噪娮臃绞酵ㄟ^(guò)控制裝置簡(jiǎn)單地進(jìn)行調(diào)節(jié)和實(shí)施。該滾壓過(guò)程使得能夠在相同的工步中首先在擠壓芯軸上由薄片(Scheibe)預(yù)成形薄壁的空心部件并且然后將其在相同的擠壓芯軸上制出齒部。
權(quán)利要求
1.一種用于制造具有一定的成型部的圓柱形工件(1)的設(shè)備，具有一軸向可移動(dòng)且可繞縱軸線(xiàn)(Z)間歇性旋轉(zhuǎn)的工件夾具(2)以及周期性作用于工件(1)的成形工具(9)，其特征在于，設(shè)有至少一個(gè)在機(jī)械上與成形工具(9)的驅(qū)動(dòng)裝置(8)分開(kāi)的單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)裝置(11)，用于使工件夾具(2)旋轉(zhuǎn)，該驅(qū)動(dòng)裝置(11)與一電子控制裝置連接，該控制裝置根據(jù)成形工具(9)的驅(qū)動(dòng)裝置(8)對(duì)工件夾具(2)的間歇性旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述成形工具(9)是成型的輥?zhàn)?12)或軋輥，它們?cè)谝粭l圓形軌道(13)上被連續(xù)循環(huán)地驅(qū)動(dòng)，其中圓形軌道(13)相對(duì)于工件(1)的縱軸線(xiàn)(Z)平行或傾斜延伸地優(yōu)選可調(diào)節(jié)地設(shè)置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于，所述工件夾具(2)支承在一平行于工件軸線(xiàn)(Z)導(dǎo)引且可移動(dòng)的主軸箱(20)上并通過(guò)一至少在軸向上彈性的離合器(22)與驅(qū)動(dòng)裝置(11)連接，其中該驅(qū)動(dòng)裝置(11)優(yōu)選設(shè)置在一同樣平行于工件軸線(xiàn)(Z)導(dǎo)引且可移動(dòng)的次級(jí)主軸箱(21)中。
4.如權(quán)利要求1至2之一所述的設(shè)備，其特征在于，所述成形工具(9；12)的周期性運(yùn)動(dòng)、工件夾具(2)的間歇性旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以及工件夾具(2)的軸向進(jìn)給具有分開(kāi)的動(dòng)力源(4；8；11)，它們以電子方式彼此耦連，優(yōu)選通過(guò)電子控制裝置連接。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述的設(shè)備，其特征在于，所述工件(1)是圓柱形的實(shí)心或空心體。
6.如權(quán)利要求1至5之一所述的設(shè)備，其特征在于，所述工件(1)安放在一圓柱形芯軸上，它優(yōu)選地具有成型的優(yōu)選縱向成型的表面。
7.一種用于制造帶有一定成型部的圓柱形工件(1)的方法，包括一可軸向移動(dòng)并可繞縱軸線(xiàn)(Z)間歇地旋轉(zhuǎn)的用于工件(1)的工件夾具(2)以及周期性地作用于工件(1)的成形工具(9)，其特征在于，工件(1)借助電子控制裝置通過(guò)一個(gè)與成形工具(9)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置(11)依據(jù)成形工具(9)的運(yùn)動(dòng)繞其縱軸線(xiàn)(Z)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)或停止，以便在工件(1)上產(chǎn)生一定的確定的成型幾何形狀。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述控制裝置使工件(1)不僅左旋而且右旋以及停止。
9.如權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述控制裝置也按照預(yù)定值對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置(8)和成形工具(9)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)以及工件(1)的軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。
10.應(yīng)用如權(quán)利要求1至6之一所述的設(shè)備和/或采用如權(quán)利要求7至9之一所述的方法來(lái)在圓柱形工件(1)上制造斜齒部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造具有一定的成型部的圓柱形工件(1)的設(shè)備，具有一軸向可移動(dòng)且可繞縱軸線(xiàn)(Z)間歇性旋轉(zhuǎn)的工件夾具(2)以及周期性作用于工件的成形工具(9)，具有至少一個(gè)在機(jī)械上與成形工具(9；12)的驅(qū)動(dòng)裝置(8)分開(kāi)的單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)裝置(11)，用于使工件夾具(2)間歇性旋轉(zhuǎn)。該驅(qū)動(dòng)裝置(11)與一電子控制裝置連接，該控制裝置根據(jù)成形工具(9；12)的驅(qū)動(dòng)裝置(8)對(duì)間歇性旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。由此相對(duì)于成形工具(9；12)達(dá)到相對(duì)于工件(1)的位置和角度的可任意調(diào)節(jié)的間歇性運(yùn)動(dòng)，這有助于精密地尤其是快速加工工件。
文檔編號(hào)B21H5/02GK1913988SQ200480041332
公開(kāi)日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2004年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月6日
發(fā)明者D·德里亞, P·格澤 申請(qǐng)人:恩斯特格羅布股份公司