專利名稱：生產(chǎn)凸輪軸的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)包括軸和壓制在軸上的多個凸輪軸的裝置和方法，所述凸輪軸具有獨立權(quán)利要求的前序部分中的特征。
背景技術(shù)：
多種通過將凸輪壓制到軸上用來生產(chǎn)凸輪軸的方法已眾所周知。例如，WO A1 01/94802中描述了一種在放置凸輪的位置通過塑性變形處理軸的方法，由此形成材料堆積，將凸輪壓制到該位置，由此通過凸輪使該材料變形，并且將凸輪固定到軸上。
EP 462 081 B1中描述了一種用來通過壓力將凸輪安裝到凸輪軸上的自動機器。凸輪由送料通道引導(dǎo)到位于自動機器的工作臺上的裝配座。接著將軸插入凸輪的孔中并且將軸向下降。如果要將凸輪以不同的角取向放置在軸上，則使軸以計算機控制的方式在自動機器中圍繞它自身的中心軸轉(zhuǎn)動。根據(jù)該專利軸在壓制步驟中不能滾動。
DE 28 38 995 A公開了一種用來裝配凸輪軸的裝置，該裝置包括轉(zhuǎn)動臺和支持凸輪軸的圓柱體，所述圓柱體將軸移動軸穿過位于轉(zhuǎn)動臺上的凸輪。將凸輪固定在轉(zhuǎn)動臺上的模具中。模具的個數(shù)對應(yīng)于用于凸輪軸凸輪的個數(shù)。在裝配凸輪軸之前將模具放置在預(yù)定位置中。
然而在實踐中，已發(fā)現(xiàn)已知的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜并且操作困難?？赡苡脕碣徺I一個先前描述的檢索到的旋轉(zhuǎn)臺的成本很高。而且，用于將要構(gòu)造的凸輪軸的凸輪的個數(shù)的改變或凸輪的角度位置的改變將使該檢索到的旋轉(zhuǎn)臺的操作很困難。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的為克服已知方法的缺點，尤其是提供一種最初描述類型的裝置和方法，其以簡化的操作和低投資成本而著稱。此外該裝置應(yīng)具有高實用性，而且還應(yīng)確保用于凸輪軸的凸輪的高安裝精度。該方法還應(yīng)簡化，從而在出現(xiàn)故障的情況下不需要技術(shù)人員，并且調(diào)整時間能夠足夠短。
根據(jù)本發(fā)明，通過用來生產(chǎn)具有獨立權(quán)利要求的特征部分的特征的凸輪軸的裝置和方法能夠?qū)崿F(xiàn)這些目的。
用來從軸和多個壓制在凸輪軸上的凸輪生產(chǎn)凸輪軸的裝置包括至少兩個加工工作臺，其中至少一個為滾壓工作臺，并且至少一個為壓制工作臺。該裝置的結(jié)果是昂貴的專用機器變成多余的，并且作為加工工作臺，需要使用大量標(biāo)準(zhǔn)或系列生產(chǎn)的機器。因此用來生產(chǎn)凸輪軸的加工線大體上包括滾壓工作臺和壓制座，由此采購成本大大降低，并且對操作者的要求較低。作為低投資的結(jié)果，也可能保留儲備元件。
將凸輪壓制其上的軸具有固定在上面的定位元件。滾花和壓制座具有對應(yīng)于定位元件的工件接收插座，定位元件用于將軸定位在工作臺上。因此，軸能夠插入到各自的加工工作臺中，尤其是能夠以精確的角度插入。通過定位單元的輔助，軸可容易地進行定位操作，并且可確保凸輪以高精度壓制到軸上。各種加工工作臺通常具有相同的工件接收插座。
用來生產(chǎn)凸輪軸的裝置包括多個滾壓工作臺和分別跟隨其后的壓制工作臺，以及用來將軸分別從一個加工工作臺傳送到下一個加工工作臺的操作裝置。在操縱裝置的輔助下，從軸的快速運轉(zhuǎn)直到其裝配形成凸輪軸都得到了確保。因此各種必要的工作步驟也能夠按照時間順序進行。由于該裝置，加工過程可靈活安排，并且快速適用于多個工作過程，因為加工工作臺的個數(shù)可以適用于每個需求。對于連續(xù)的加工工作臺也沒有限制。
在一個示例性實施例中，定位單元具體為心軸或卡盤。該機器元件使得定位工具可簡單快速地安裝到軸上。在整個加工過程中軸牢固地與心軸和卡盤相連接。將該軸用于加工和從一個傳送工作臺傳遞到下一個的操作實質(zhì)性地得到簡化。針對各自的加工(滾花或壓制)，將心軸插入到對應(yīng)的加工工作臺的工件接收插座中，并且將其夾住。優(yōu)選地，可將錐形鍵插入心軸和預(yù)先設(shè)定了限定位置，尤其是角度位置，的工件接收插座之間；也可將該錐形鍵用在滾壓工作臺中，從而正向和/或負向地插入的錐形鍵，用來接收使軸圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)用于滾花的扭矩。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，固定到軸上的定位元件可建構(gòu)成作為對軸的補充。因此，用于心軸或卡盤的軸的容納插座與軸的直徑近似相等，從而定位元件能夠倒扣到軸端部形成緊配合。由于位置參數(shù)通過由定位元件預(yù)先決定，軸和定位單元的理想連接具有決定性的重要性。在第一加工步驟之前或在第一加工工作臺之前，將定位元件固定在軸末端或端部區(qū)域中。凸輪軸同樣具有定位，例如槽或孔。該定位參考用于將凸輪軸安裝在在內(nèi)燃機中的正確角度位置中，尤其是安裝在凸輪軸和曲桿結(jié)合成一體的的位置中。
在又一個示例性實施例中，將用于所有加工工作臺的工件接收插座構(gòu)建成相同的。這實質(zhì)性地簡化了用來生產(chǎn)凸輪軸的程序上的順序。另一個優(yōu)點是可降低用來生產(chǎn)凸輪軸的成本。
如果將定位元件和對應(yīng)的工件接收插座之間的界面構(gòu)建成設(shè)置有正向和/或負向，則特別有利。結(jié)果，通過定位元件，將軸牢固地夾持到加工工作臺上。特別有利的是，例如，將定位元件配置成錐形，從而可將定位元件簡單地插入到加工工作臺的對應(yīng)的工件接收插座中。另外，可將錐形鍵壓在定位元件和工件接收插座之間，定位元件的位置可代表該位置。
凸輪軸包括軸和在多個在一系列加工步驟中壓制在軸上的凸輪。生產(chǎn)過程包括下列步驟將定位單元固定在軸上，接著是第一加工步驟，包括使用定位元件將軸安裝軸到第一加工工作臺上和隨后的加工，在第二加工步驟中，使用定位元件將軸固定到第二加工工作臺上并且將軸加工，通過定位元件將軸的位置相對于加工工作臺預(yù)先設(shè)定。
在第一加工步驟中將軸滾花。滾花的結(jié)果是，軸在安裝凸輪的區(qū)域中塑性變形，以備后序應(yīng)用，由此，軸的直徑變大。出于該目的，通常將軸通過定位元件環(huán)繞中心軸A可轉(zhuǎn)動地固定，并且通過加工工作臺驅(qū)動。將滾壓工作臺的輥合適地安裝，從而它們能夠自由轉(zhuǎn)動，并且在正確的位置中壓向位于輥軸軸線方向中的所述軸。
在第二加工步驟中，將凸輪壓制到在第一工作步驟中已經(jīng)滾花的位置上。出于該目的，通過凸輪開口，將凸輪引導(dǎo)在軸上，并且在縱軸方向移動直到到達正確的高度。
在用來成產(chǎn)凸輪軸的方法中，帶有固定在軸上的定位元件的軸軸運行經(jīng)過至少一個滾壓工作臺及至少一個壓制工作臺。所述生產(chǎn)方法大體上包括多個模塊，其中每個模塊包括一個滾壓工作臺和一個壓制工作臺。該模塊結(jié)構(gòu)確保該方法根據(jù)各自的要求最優(yōu)匹配。因此，用來生產(chǎn)凸輪軸的加工線包括至少一個滾壓工作臺和至少一個壓制工作臺。
在一個示例性實施例中，在第一加工步驟中，在滾壓工作臺上，在設(shè)置用于凸輪的位置區(qū)域中將軸滾花，接著在第二步驟中，在壓制工作臺上，將一個凸輪壓制在設(shè)定的位置中，并且充分這兩個步驟。多次重復(fù)該循環(huán)，直到將最后一個凸輪壓制到軸上。用于滾花的位置關(guān)于它們的高度在軸的縱軸方向不同；應(yīng)保持正確的高度和正確的角度位置，用于壓制凸輪。因此將凸輪壓制直到到達在縱軸方向中的預(yù)期高度。使用定位元件預(yù)先限定的軸的位置決定凸輪的角度位置。
如果在定位元件的輔助下，用來將軸安裝到壓制工作臺或滾壓工作臺上的限定位置與用于至少所有的滾壓工作臺上的限定位置相同，并且將凸輪放置在正確的角度位置中用于壓制，則很有利。因為如果在所有壓制工作臺上用來固定軸的位置相同，則用來生產(chǎn)凸輪軸的方法能夠效率高地配置。如果用來安裝軸的限定位置與用于所有壓制工作臺和所有滾壓工作臺的限定位置相同，則尤其有利，因為在將軸從一個加工工作臺傳送到另一加工工作臺的過程中，只需要平移運動，并且可忽略環(huán)繞其軸線的軸的轉(zhuǎn)動。凸輪的正確的角度位置可通過，例如對應(yīng)調(diào)節(jié)用來壓制凸輪的安裝座確保。
可選地，在每種情況下，用來將軸使用定位元件安裝到壓制工作臺上的限定位置可預(yù)先限定用于壓制凸輪的角度位置。例如，用于該目的，可將對應(yīng)于定位元件的壓制工作臺的工件接收插座放到正確的角度位置中。凸輪或用于壓制凸輪的對應(yīng)的安裝座可與在所有壓制工作臺中的安裝座相同。
如果滾花或壓制在各自相同的滾壓工作臺或壓制工作臺中進行，則尤其有利。因此凸輪軸的生產(chǎn)者能夠只管理兩個加工工作臺，由此可保持低的必要的投資成本。當(dāng)少量生產(chǎn)凸輪軸的時，該加工裝置特別有利。
在另一個可供選擇的實施例中，在多個滾壓工作臺或壓制工作臺中進行所述生產(chǎn)過程。該實施例中，一個滾壓工作臺和一個壓制工作臺形成一個模塊。如果模塊的個數(shù)與將應(yīng)用的凸輪的個數(shù)相等，則從工藝角度講是最佳的。由此，例如，對于包括八個將要壓制的凸輪的凸輪軸的生產(chǎn)，使用帶有大量產(chǎn)品的八個滾壓工作臺和八個壓制工作臺是有利的。該裝置的優(yōu)點為在接收將要加工的軸之前，滾壓工作臺和壓制工作臺不需要重新合適或重新調(diào)整。但是，對于帶有八個凸輪的所述凸輪軸，例如，如果加工線只分別包括四個加工工作臺(滾壓工作臺和壓制工作臺)，也是很有利的。接著軸運性經(jīng)過加工線兩次。因此該裝置非常靈活。
在最后的加工步驟之后，可將定位元件從軸上卸下。
使用定位元件的優(yōu)點是，在定位元件的輔助下，軸具有精確的并且易于操作的定位參考，由此可將軸放置到預(yù)先調(diào)整的加工工作臺中的準(zhǔn)確的位置中。其優(yōu)點是，不需使用其它復(fù)雜的用于軸定位的。例如，在用于壓制軸的加工步驟期間，在加工工作臺中，軸不需要環(huán)繞其軸線轉(zhuǎn)動。復(fù)雜的控制系統(tǒng)也是多余的。


此外本發(fā)明進一步的獨特的特征和優(yōu)點可從下列示范性的實施例的描述和附圖中獲知。附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明用來生產(chǎn)凸輪軸的裝置的側(cè)視示意圖；圖2a-2e是軸或凸輪軸的放大側(cè)視圖；圖2a是滾花前的軸；圖2b是滾花過程中的軸；圖2c是滾花后的軸；圖2d是壓制前的軸和凸輪；圖2e是壓制后的凸輪軸；圖3a是壓制前的具有材料堆積的軸、凸輪截面和部分壓制裝置的放大視圖；圖3b是壓制后的軸和凸輪截面的視圖；圖4是帶有附加位置標(biāo)注的完成的凸輪軸的立體圖；圖5a是壓制座在將第一凸輪壓制到軸上的瞬間的側(cè)視圖；圖5b是根據(jù)圖5a的壓制座在將第二凸輪壓制到軸上的瞬間的側(cè)視圖；圖6a所示為根據(jù)圖5a包括軸和第一凸輪的穿過壓制座剖面B′-B′；圖6b所示為根據(jù)圖5a包括軸和兩個凸輪的穿過壓制座的“B″-B″”剖面；
圖7a，7b，8a，8b是根據(jù)另一個可供選擇的實施例與圖5a-6b類似的帶有軸的壓制座的視圖；圖9是軸或凸輪軸和壓制座的側(cè)視示意圖；圖10是圖7中的滾壓工作臺的平面圖；圖11是帶有使軸固定的固定元件和加工工作臺零件的軸的局部剖面?zhèn)纫晥D；圖12是根據(jù)另一個可供選擇的實施例的帶有將軸定位的定位元件和加工工作臺零件的軸的局部剖面?zhèn)纫晥D；圖13是帶有安裝到其上的心軸的軸的局部剖面?zhèn)纫晥D；圖14是用來生產(chǎn)凸輪軸的裝置的平面示意視圖，該裝置包括加工模塊，大體上包括滾花和壓制工作臺；和圖15是用來生產(chǎn)凸輪軸的裝置的平面示意視圖，該裝置包括多個滾花和壓制工作臺。
具體實施例方式
圖中所示為具有本發(fā)明示意圖中的特征的示例性的實施例；它們不代表任何具體的尺寸關(guān)系(或尺寸細節(jié))，并且僅用于示出基本原理。
如圖1所示，用來生產(chǎn)包括軸2和多個壓制在軸2上的凸輪3的凸輪軸1的加工線，大體上包括兩個加工工作臺11。通過操作裝置8將帶有固定其上的定位元件7的軸2傳輸?shù)降谝患庸すぷ髋_11，即滾壓工作臺4中。通過定位元件7將軸2牢固地夾在滾壓工作臺中并固定在那里，從而軸2可圍繞中心軸A轉(zhuǎn)動。電機M優(yōu)選為控制電機，來確保軸2轉(zhuǎn)動。滾壓工作臺4包括能夠在x方向中和z方向中移動的輥13。在輥軋過程中軸2和安裝在軸2上的定位元件7環(huán)繞中心軸A轉(zhuǎn)動，并且輥13可通過引導(dǎo)裝置22移動到正確的高度位置h，該位置用于將凸輪壓制上，在x方向中朝向中心軸A壓鑄輥13。滾花過程持續(xù)直到完成預(yù)定的材料堆積。
滾花加工過程結(jié)束之后，將帶有定位元件7的軸2通過操作裝置8傳輸?shù)较乱粋€加工工作臺11。第二加工工作臺11是壓制工作臺5。將軸2放到帶有輔助定位元件7的壓制工作臺5中，并且固定在預(yù)先限定的位置中。將結(jié)合圖4-6對定位進一步詳細解釋。接著將凸輪3在z方向中壓制到軸上，直到到達正確位置。
在壓制過程后，緊接著進行下一個凸輪3的進一步滾花和壓制。一直充分該過程直到將最后的凸輪3壓制到軸2上。
圖2a-2e顯示了軸3的滾花。圖2a顯示了在隨后放置凸輪的區(qū)域中還沒被加工的軸2。軸2由金屬材料制成，優(yōu)選由鋼制成。在大多數(shù)情況下，考慮到重量原因，軸為管狀。當(dāng)然，軸2也可具有實心截面。輥13具有以刀狀隆起34形成的多個相鄰的槽。輥由比將要處理的軸的材料更硬的耐磨材料組成。材料優(yōu)選為至少在刀狀隆起34的區(qū)域進行硬化處理。在圖2b中在x方向朝向軸的中心軸A壓制輥13，直到在軸2的圓周上形成缺口35和材料堆積18，其結(jié)果是形成輥13的刀狀隆起34。在本實施例中將輥13可自由轉(zhuǎn)動地安裝，從而輥13能夠環(huán)繞中心軸AR自由轉(zhuǎn)動。滾花過程中要求的轉(zhuǎn)動由軸2實現(xiàn)，所述軸2環(huán)繞軸A可轉(zhuǎn)動地固定。
圖2d和2e顯示了壓制過程。在圖2d中，已經(jīng)將凸輪3推到軸2上。但是還沒有發(fā)生材料的變形或成形。箭頭z表示壓制方向。圖2e顯示了壓制后的軸2和凸輪3。材料堆積18已經(jīng)在壓制方向z上成形，由此將凸輪3牢固地并且不可分離地結(jié)合到軸2上。
圖3a和3b顯示了壓制之前或之后軸2和凸輪3的放大視圖。在該實施例中，圖3a-3b中的高度h由預(yù)先調(diào)節(jié)的制動器17預(yù)先設(shè)定，根據(jù)該高度，將凸輪3壓制在軸上。除了高度h，正確的角度位置對于將凸輪3正確定位在軸2上也很重要。出于該目的，已經(jīng)將軸2(帶有定位元件7)放置在壓制座5上，由此，軸2處于正確的角度位置中，例如，通過預(yù)先調(diào)節(jié)壓制工作臺5的工件接收插座6?？蛇x地，也可將凸輪3自身放置到正確的角度位置中。接著，在z方向中通過引導(dǎo)裝置15將凸輪3壓制在軸2上位于預(yù)定位置中，引導(dǎo)裝置15牢固地保持凸輪并且確保凸輪3在z方向中的壓制過程中保持其角度位置不變。在本實施例中，引導(dǎo)裝置15具有座16，該座16與凸輪3形成緊配合。將凸輪開口36構(gòu)造成大體上為圓錐狀。
圖4顯示了已經(jīng)裝配好的凸輪軸1，該凸輪軸1由作為基體的軸2和放置在其的凸輪3組成。在本示例性實施例中，凸輪軸1具有位于軸端部范圍內(nèi)的槽28，該槽28用作定位。構(gòu)建在中心軸A的方向中的縱向槽27位于軸部分40上，該軸部分40的直徑大于軸基體2的直徑。對于相對厚的壁的管或?qū)嵭妮S2，它自然也可直接在軸基體2上構(gòu)建槽28。除了其作為定位的功能，槽28也可用作該目的，即使凸輪軸能夠在內(nèi)燃機中安裝到正確的角度位置中，從而使內(nèi)燃機的曲軸的位置和凸輪軸的位置相對于彼此確定。也可設(shè)想其它元件用作定位，代替槽28，還可使用錐形鍵形狀的隆起、齒狀外形或孔也來代替凹口，例如槽。
從圖4可見，凸輪3的位置由高度h和角度γ限定。這將在凸輪軸1的第一凸輪3的定位或位置的例子中示出預(yù)先設(shè)定的高度h’由軸端部42和第一凸輪3的前面41預(yù)先確定。高度h’預(yù)先設(shè)定了滾花區(qū)域和壓制軌跡。第一凸輪的角度位置γ’由相對于軸2的固定參考形成，如在本情況中的穿過定位28的參考線32和對稱構(gòu)造的凸輪3的對稱軸33’。
圖5a和5b顯示了帶有固定在其上的定位元件7的軸2，其中已將軸2放到壓制工作臺5中。在圖5a中，將第一凸輪3’壓制在軸上，在圖5b中將第二凸輪3”壓制在軸上。在該情況下，兩個凸輪的位置關(guān)于高度h’或h”不相同，或各自的角度位置γ’或γ”不相同，這能夠清楚地從截面B’-B’或B”-B”推斷出。出于簡單目的，根據(jù)圖6a的用于將第一凸輪3’定位的角度γ’為零。當(dāng)然，也可旋轉(zhuǎn)不同的初始位置。在本實施例中，角度γ’形成于穿過圓錐鍵20的直徑線32和沿穿過第一凸輪3’的直線之間，所述錐形鍵在定位元件7和對應(yīng)的工件接收插座6之間延伸。這樣，將軸2插入之前，角度位置γ’就已經(jīng)由連接到軸2的定位元件7調(diào)節(jié)好。在圖5b和6b中，將第二凸輪3”壓制到軸2上。如圖6b所示，用來固定軸2的限定位置與圖6a中的位置相同。根據(jù)圖5b和6b的壓制工作臺5可以與圖5a和6a中的壓制工作臺5相同或者是不同的壓制工作臺5。將工件接收插座6的位置固定，用于所有的壓制座5的所有工件接收插座6。錐形鍵20或線32總是在相同的位置。用于第二凸輪3”的正確的角度位置γ2’通過安裝座16的相應(yīng)調(diào)節(jié)來實現(xiàn)。
圖5a-6b顯示了用于建理凸輪3的正確的角度位置的可供選擇的方法，其中圖7b和8b只是在原理上與前面的方法不同。圖8b顯示了第二壓制過程之前，將工件接收插座6轉(zhuǎn)動，直到角度γ2’與預(yù)定角度相對應(yīng)，然后將工具容納插座6固定。然后，將凸輪3”從用于所有壓制過程的固定位置壓制到軸2上。該固定位置能夠確保，例如通過具有用于所有壓制工作臺的相同位置的安裝座16。因此，穿過凸輪3”的線33’明顯地與根據(jù)圖8a的線33’重合。
圖9顯示了帶有固定在其上的定位元件7的凸輪軸1，已將凸輪軸1放到壓制工作臺5中。由于定位元件7或與之相對應(yīng)的工件接收插座6，只需要在z方向中移動用于各自凸輪3的安裝座16，來調(diào)節(jié)高度。由于滾壓工作臺4的工件接收插座6對應(yīng)于壓制座5的工件接收插座6，用于滾花過程的輥的定可簡單地實現(xiàn)。由于在整個加工過程中定位元件7保留在軸2上，可將加工工作臺11中的各自的工件接收插座、滾壓工作臺4和壓制工作臺5構(gòu)建成相同的。這也適用于設(shè)置有多個滾花和壓制工作臺的裝置中。
圖10顯示了加工工作臺11中的工件接收插座6和用于調(diào)節(jié)高度的引導(dǎo)裝置23的平面圖。在該情況下，如圖中所示，用來壓制凸輪的角度位置γ由對稱軸33和直線32形成。滾壓工作臺4大體上只關(guān)于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與壓制工作臺5不同，因為工件接收插座6能夠通過電機M轉(zhuǎn)動，電機M優(yōu)選為控制電機。相反，壓制座5的工件接收插座6至少在壓制過程中牢固地與加工工作臺的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)43相連接。
從圖11可見，定位元件7可以卡盤10的形式?？ūP10具有錐形的導(dǎo)入?yún)^(qū)域24。通過該幾何形狀，卡盤能夠快速地并且以緊配合的方式插入到對應(yīng)的工件接收插座6中。因此，卡盤負向地連接到工件接收插座6中。另外，正向連接能夠通過錐形鍵20實現(xiàn)，該錐形鍵20能夠以精確配合安裝到卡盤的槽26和工件接收插座的槽30中。該錐形鍵20用在在滾壓工作臺4中，一方面用于將旋轉(zhuǎn)運動通過工件接收插座6從電機M傳遞到軸2上，另一方面用于相對于壓制工作臺明確各自的凸輪3的角度位置。卡盤10能夠固定到軸上，其中夾緊力K作用在軸2上，所以獲得牢固的連接。
圖13顯示了卡盤10的另一個示例性實施例，其中卡盤夾鉗軸或卡盤夾鉗擴展部(27)連接以錐形鍵29的形式具有另外的定位。卡盤夾鉗10在對應(yīng)的工件接收插座6中將其零件夾緊。
在圖13中所示為定位元件7的另一個示例性實施例，其中定位元件7表現(xiàn)為心軸9。心軸9構(gòu)建成錐形，用于更簡單地將其處理及插入到相關(guān)工件接收插座6中，從而使其緊固安裝。心軸9使得與管狀基體2的連接能夠充分利用空間。在這種情況下，將心軸9的軸側(cè)部分插入到軸2的管端部并且延伸，從而在軸2和心軸9之間產(chǎn)生用于牢固連接的夾緊力K。
圖14顯示了只有一個滾壓工作臺4和一個壓制工作臺5的加工工作臺11裝置。在滾壓工作臺4中設(shè)定的位置，將軸2進行滾花，接著在壓制工作臺5中，將第一凸輪3壓制在期望位置中。出于該目的，將各個加工工作臺預(yù)先進行調(diào)節(jié)。將滾壓工作臺4的輥13機械地固定在大約為h的高度，從而使輥只能在x方向中移動。除了將高度正確定位，還必須將工件接收插座6調(diào)節(jié)到正確的角度位置，并且固定在壓制工作臺5中。以這種方式，參考一個凸輪的定位，可將多個凸輪3壓制在多個軸2上。在將所有的軸2加工完后(帶有相關(guān)的定位元件7)，將軸2通過加工裝置，將各個加工位置11，11’，即滾壓工作臺4和壓制工作臺5用于第二凸輪3”的第二位置重新調(diào)節(jié)。重復(fù)該過程直到將最后一個凸輪3壓制到軸2上。接著，如果使用了定位元件7，可將定位元件7從軸2或凸輪軸1卸下。可手動或使用操作設(shè)備將帶有各自定位元件7的軸從加工工作臺11傳送到另一個加工工作臺。在每種情況下，僅通過使用一個加工工作臺，就可成本效益高地生產(chǎn)更小的系列產(chǎn)品。
可顯著降低投資成本。
在原則上各自加工工作臺11也總是具有相同形狀的工件接收插座6。這樣能夠增加定位精度。
此外也可能幾乎不使用定位元件7也可行。在極端情況下，僅一個定位元件7就足夠了，該定位元件7有利地設(shè)置成卡盤10或心軸9。
根據(jù)圖15的示例性實施例顯示了帶有適用于大量凸輪軸1的加工工作臺11的裝置。在該情況中，特別有利的裝置是具有恰好與需要壓制在軸2上的凸輪的個數(shù)一樣多的加工工作臺的裝置。系列加工開始之前，分別將加工工作臺預(yù)先調(diào)節(jié)，如已經(jīng)詳細描述的。該裝置現(xiàn)在可成本效益高地生產(chǎn)大量凸輪軸1，并且使凸輪軸1的制造具有高效率和高的生產(chǎn)速率。由于大體上只需要使用機械地固定調(diào)節(jié)的加工工作臺11，則復(fù)雜的控制裝置變成多余。由于加工工作臺的各個位置能夠機械、快速和簡單地調(diào)節(jié)，加工線也能夠由通過具有相對低水平培訓(xùn)的機器操作員管理，尤其是不需編程或CNC知識。兩個加工工作臺，如滾壓工作臺4和壓制座5，每個都涉及相同的凸輪，可將兩個加工工作臺視作單獨的模塊。例如，如果由于技術(shù)過失導(dǎo)致一個壓制工作臺5出現(xiàn)故障，則優(yōu)選更換整個模塊。因此能夠快速簡單地排除主要的生產(chǎn)故障。因此以一個模塊作為儲備單元，對于大量的物品來說很有利。
然而，還可想到，可使用前述裝置的混合形式。在適當(dāng)數(shù)量物品的情況中，只使用各自的四組加工工作臺則很有利，即只使用四個滾壓工作臺4和四個壓制工作臺5，而不是使用八個滾壓工作臺4和八個壓制工作臺5，所以軸2必須通過所述裝置運行兩次。軸已經(jīng)第一通過四個加工工作臺后，將四個加工工作臺進行再調(diào)節(jié)，用于隨后的四個凸輪位置，由于少量的調(diào)節(jié)參數(shù)(h，γ)，則再調(diào)節(jié)很容易完成。
如果將工件，即具有固定其上的定位元件7和已經(jīng)壓制在其上凸輪3的軸，按照時序方式，通過操作設(shè)備8從一個加工工作臺傳送到下一個加工工作臺，則特別有利。結(jié)果，該方式使加工線能夠運行而沒有時間中斷。因此操作裝置8能夠確保將位于加工工作臺11的工件接收插座6中的所有工件在相同時間進一步傳送。也可行的是在將凸輪軸1從一個加工工作臺11傳送到下一個加工工作臺期間，同時設(shè)置清潔過程，例如使用壓縮空氣或使用清潔液體，從而確保凸輪軸1的高的加工質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.一種裝置，用來生產(chǎn)包括軸(2)和多個壓制在軸(2)上的凸輪(3)的凸輪軸(1)，其特征在于，所述裝置包括至少兩個加工工作臺(11)，其中至少一個為滾壓工作臺(4)，并且至少一個為壓制工作臺(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用來生產(chǎn)凸輪軸(1)的裝置，其特征在于，每個所述滾壓工作臺(4)和壓制工作臺(5)具有對應(yīng)的工件接收插座(6)，用于使用固定在軸(2)上的定位元件(7)接收軸(2)，尤其是以角度精度容納軸(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用來生產(chǎn)凸輪軸(1)的裝置，其特征在于，所述裝置包括多個滾壓工作臺(4)，和分別跟隨其后的壓制工作臺(5)以及用來將軸分別從一個加工工作臺傳送到下一個加工工作臺的的操作裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用來生產(chǎn)凸輪軸(1)的裝置，其特征在于，將所述定位元件(7)配置為心軸(9)或卡盤(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的用來生產(chǎn)凸輪軸(1)的裝置，其特征在于，將定位元件(7)配置成對軸末端(42)補充，軸端部(42)與定位元件(7)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的用來生產(chǎn)凸輪軸的裝置，其特征在于用于所有加工工作臺(11)的工件接收插座(6)以相同的方式配置。
7.一種在一系列加工步驟中由軸(2)和多個壓制在所述軸(2)上的凸輪(3)生產(chǎn)凸輪軸(1)的方法，其特征在于，在第一加工步驟之前將定位元件(7)固定到軸(2)上，將軸(2)通過定位元件(7)安裝到至少一個工作臺(11)的用于第一加工步驟期間的第一限定位置中，并且將所述軸通過定位元件(7)固定在至少又一個加工工作臺(11)的用于第二加工步驟期間的第二限定位置中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用來生產(chǎn)凸輪軸(1)的方法，其特征在于，將軸(2)在第一加工步驟中滾花。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用來生產(chǎn)凸輪軸的方法，其特征在于，將凸輪(3)在第二加工步驟中壓制到軸上。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一所述的用來生產(chǎn)凸輪軸的方法，其特征在于，在滾壓工作臺(4)上，在設(shè)置凸輪的位置區(qū)域中，將軸(2)滾花，接著在第二步驟中，在壓制工作臺(5)上將凸輪(3)壓制到設(shè)置的位置中，并且接著重復(fù)所述兩個步驟，用于又一個凸輪(3)。
11.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用來生產(chǎn)凸輪軸的方法，其特征在于，在定位元件(7)的輔助下，用于將軸(2)安裝到壓制工作臺(5)或滾壓工作臺(4)上的限定位置與用于安裝到至少所有的滾壓工作臺(5)的限定位置相同，并且將凸輪(3)放到正確的用于壓制的角度位置中。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用來生產(chǎn)凸輪軸的方法，其特征在于，在每種情況下，用來將軸(2)使用定位元件(7)安裝到壓制工作臺(5)上的限定位置預(yù)先限定了用于軸(3)的壓制的角度位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求7-10中任一所述的用來生產(chǎn)凸輪軸的方法，其特征在于，滾花或壓制分別在相同的滾壓工作臺(4)或壓制工作臺(5)中進行。
14.根據(jù)權(quán)利要求7-11中任一所述的用來生產(chǎn)凸輪軸的方法，其特征在于，滾花或壓制分別在多個相同的滾壓工作臺(4)和/或壓制工作臺(5)上進行。
15.根據(jù)權(quán)利要求7-12中任一所述的用來生產(chǎn)凸輪軸的方法，其特征在于，使用定位元件(7)將軸按順序首先固定在滾壓工作臺(4)的工件接收插座(6)中，然后固定在壓制工作臺(5)的工件接收插座(6)中。
16.根據(jù)權(quán)利要求7-12中任一所述的用來生產(chǎn)凸輪軸的方法，其特征在于，使用定位元件(7)將軸按順序首先固定在滾壓工作臺(4)的工件接收插座(6)中，然后固定在滾壓工作臺(5)的工件接收插座(6)中。
17.根據(jù)權(quán)利要求7-13中任一所述的用來生產(chǎn)凸輪軸的方法，其特征在于，在壓制工作臺(5)中，在凸輪(3)的最后一個壓制完成之后，將定位元件(7)從軸(2)卸下。
18.定位元件(7)的使用包括在將用于生產(chǎn)凸輪軸(1)的軸(2)滾花或?qū)⑼馆?3)壓制到軸(2)的加工步驟期間，用于將軸(2)正向地和/或負向地固定的固定裝置，作為連接部件用于精確定位，特別是與至少一個滾壓工作臺(4)或至少一個壓制工作臺(5)的對應(yīng)的工件接收插座(6)的精確連接。
全文摘要
一種用來生產(chǎn)包括軸(2)和多個壓制在所述軸上的凸輪(3，3’，3”)的凸輪軸的裝置和方法，包括至少兩個加工工作臺(11)，其中至少一個以滾壓工作臺(4)的形式設(shè)置，并且至少一個以壓制工作臺(5)的形式設(shè)置。首先，在固定在軸(2)上的定位元件(7)的輔助下，將軸(2)固定在滾壓工作臺(4)中，隨后將軸滾花。之后，將凸輪(3)在壓制工作臺(5)中壓制到軸(2)上。出于該目的，壓制工作臺(5)包括工件保持架，其對應(yīng)于定位元件，并且用來為帶有固定在其上的定位元件(7)的軸(2)提供保持，特別是提供精確角度的保持。
文檔編號B21D53/84GK1914442SQ200480041410
公開日2007年2月14日 申請日期2004年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月12日
發(fā)明者羅伯特·貝格勒 申請人:羅伯特·貝格勒